基于矿物学角度评价道路的抗滑耐久性

为了研究道路表面抗滑性能,选取了由不同结构矿物所组成的4组花岗岩集料进行试验.将4组集料放置在试验板上,分别采用石英粉和石英砂作为磨光剂,运用德国亚琛工业大学研发的磨光试验机进行磨光试验.每阶段磨光之后,分别用英摆式摩擦系数测定仪(SRT)和动态摩擦试验机(PWS)测试这些试件表面的摩擦系数.通过比较试件表面的磨蚀情况,得出集料中矿物组成和晶体大小对磨光能力和集料摩擦系数抗衰减性能的影响.进而提出一种用来评价道路工程中集料的长期抗滑性能的新方法.     

基于室内加速磨耗试验的SMA-13抗滑衰变规律研究

为研究SMA-13沥青混合料的抗滑衰变规律,对比分析了路面摩擦系数以及宏观构造这两个表征,并且对于沥青路面抗滑性能的检测方法以及指标进行了观察,在此基础上,采用自研的路面材料加速磨耗测试仪,对SMA-13混合料进行加速磨耗试验,通过摆式摩擦仪和人工铺砂法,分别测试了不同程度加速磨耗试验后的SMA-13混合料试件的摩擦系数和构造深度,进而研究SMA-13的抗滑衰变规律,结果表明:SMA-13混合料的构造深度与摩擦系数具有良好的相关性,在荷载作用初期,构造深度和摩擦系数衰减较快,后期趋于稳定。表明SMA路面的抗滑性能衰减主要发生在路面通车1~2 a的早期阶段,后期趋于稳定。采用对数法进行拟合,建立了摩擦系数和构造深度的相关性模型,将室内试验结果与工程实践进行对比,进一步验证了SMA-13沥青混合料及其路面抗滑性能的衰变规律。     

路表纹理及路面抗滑性能在交通磨光作用下的变化研究

为了更好地认识轮胎磨光作用对路表纹理变化的影响,试验选用两种分别代表高、低耐磨光值的集料,对不同的磨光阶段进行表面轮廓测量并进行分析。对粗糙度参数表征的粗糙峰的高度和倾斜度的变化进行了计算,并与摩擦系数的变化进行了对应研究。     

基于集料特性与级配的沥青混合料抗滑性能预测方法

该研究的目的在于分析集料的特性和级配对不同沥青混合料抗滑性能的影响。研究中使用不同料源的集料制作沥青混合料面板,并使用美国国家沥青技术中心(NCAT)开发的轮胎磨光仪对沥青混合料面板进行磨耗。通过铺砂法、摆式摩擦仪、动态摩擦系数测试仪(DFT)和环形纹理测试仪(CTM)测量了每块面板的摩擦特性,建立了国际摩阻指数的数学函数,可预测国际摩阻指数(IFI)和沥青混合料的抗滑性能。     

高温环境对潮湿地区沥青路面抗滑性能影响的实验分析

在高温环境下,对潮湿地区3种级配沥青混合料SMA-13、OGFC-13、AC-13的路面抗滑性能影响进行了分析。结果表明,随着温度增加,3种级配沥青混合料的迟滞分量、摩擦系数总体呈现降低趋势,随温度的变化,粘附分量变化趋势由于级配不同存在差异。随着温度降低,混合料摆值衰减速率增加,在温度为35℃时,沥青混合料摆值衰减呈现出先增大后减小最后趋于平稳的趋势。在温度为5℃时,沥青混合料摆值衰减呈现出逐渐减小最后趋于平稳的趋势。在磨光200次后,AC-13构造深度进入稳定阶段;在磨光2 050次后,SMA-13构造深度进入稳定阶段。SMA-13构造深度要远大于AC-13的构造深度,经过磨光就能与稳定构造深度相接近。     

不同摩擦系数的钢板弹簧动态特性分析

利用有限元方法,分析了某型钢板弹簧的刚度特性,讨论了摩擦系数对钢板弹簧刚度特性及动特性的影响。采用有限元方法分析了不同摩擦系数下钢板弹簧的动特性,并根据这些结果对钢板弹簧的非线性恢复力进行了拟合,并以此为基础分析了悬架在简谐激励下的动态响应特性,重点讨论了摩擦系数对其的影响。分析结果表明,摩擦系数对悬架动特性影响显著,当摩擦系数增加到一定程度时系统出现了混沌运动。     

不同状态下路面摩擦系数现场试验研究

为了更加准确地测出不同状态下路面摩擦系数,采用三轴加速度仪测量车辆制动过程中的加速度变化过程.经过低通滤波后,分析出了车辆在制动过程中的加速度变化规律,并根据现场试验的结果给出了旧沥青混凝土路面、水泥混凝土路面、积雪覆盖的路面、新建高速公路沥青混凝土路面和水泥混凝土路面的摩擦系数值.试验结果为交通安全分析提供了最直接的依据.     

利用构造深度评价沥青面层的松散与磨光程度

目前评价沥青面层的松散与磨光程度主要依靠主观判断的方法,速度慢、安全性低。理论上构造深度指标与沥青面层的松散与磨光程度具有良好的相关性。本课题研究采用激光断面仪快速检测手段,通过室内成型不同沥青混合料试件得到构造深度变化区间,选取不同松散和磨光程度的试验路段,建立主观经验判断与构造深度大小的对应关系,从而构建沥青面层松散与磨光程度的分级评价标准,最后给出了工程应用示例,为快速、有效的评价沥青面层松散与磨光程度提供参考依据。     

基于加速加载试验的沥青混合料抗滑特性研究

为了研究级配类型、油石比与荷载大小对沥青混合料的抗滑性能影响及其衰变规律,基于室内试验制备了AC-13C沥青混合料车辙板试件,采用小型加速加载设备对其进行加速磨光,然后利用铺砂法和摆式摩擦系数测试仪分析其构造深度和摆值,最后基于灰关联法分析了3种不同因素对沥青混合料抗滑性能的影响程度。结果表明：沥青混合料的摆值与构造深度均随着加速加载次数的增加呈现出先急剧下降,后缓慢下降,最终趋于稳定。油石比与荷载值越大,对抗滑性能越不利。基于灰关联分析结果,级配类型对沥青混合料的抗滑性能影响程度最为显著。     

石灰岩在SMA混合料中的使用性研究

采用石灰岩制备SMA沥青混合料,通过室内高温稳定性试验和水稳性试验,分析了混合料的动稳定度指标和水稳性指标;通过沥青混合料疲劳试验对比研究了采用石灰岩所制的SMA-13和AC-13的车辙深度、早期动稳定度和后期动稳定度指标。试验结果表明,石灰岩制备的SMA沥青混合料能够满足高温稳定性和水稳定性要求,其指标优于AC。     

同步环摩擦材料摩擦学特性的研究

对铜合金、喷钼及MC1、MC3碳纤维材料同步环的摩擦学性能进行了试验研究,并根据试验结果对MC1同步环和MC3同步环进行了台架试验。结果表明,在几种摩擦材料中,MC3碳纤维材料由于动摩擦系数稳定、磨损率低而具有最佳的摩擦学性能,其磨损率为喷钼材料的30%、MC1材料的11%;铜合金的磨损率最低但摩擦系数不稳定;喷钼材料对对偶件的磨损较大;MC1材料磨损率最高、动摩擦系数不稳定,对应了台架试验中后备行程不足、换挡异响的问题。     

车辙影响因素分析及改进建议

采用正交试验方案,在标准车辙试验的基础上研究温度、荷载强度、加载速率及因素交互作用对车辙试验动稳定度的影响,结果表明:荷载强度对动稳定度的影响最显著,温度次之,加载速率最小;在因素交互作用下,温度和荷载强度交互作用起主导作用,其他交互作用的影响较小。分析了各因素和因素间交互作用对动稳定度的影响关系曲线,最后对国有车辙仪提出改进建议。     

石灰岩排水沥青路面表面性能评价试验研究

针对完全采用石灰岩铺筑的高抗滑排水沥青路面试验段的表面功能特性开展试验研究。采用摆式摩擦仪、铺砂法以及旋转摩擦系数测试仪DFT测试了排水路面大空隙表面结构的BPN值、构造深度TD以及旋转摩擦系数值。试验结果表明:大空隙结构的排水沥青路面表面BPN值与构造深度存在良好的相关性,在低速状态下测试大空隙结构路表结构的BPN与构造深度TD存在峰值;从摆值测试原理出发阐述了其局限性,对于大空隙表面构造需对现行试验标准进行调整;旋转摩擦系数代表了高速状态下的表面抗滑性能,其单点相关性较高,能很好的反映排水沥青路面的抗滑性能。     

沥青混合料车辙试验研究

采用沥青混合料车辙仪对6种沥青混合料进行车辙试验,通过对沥青混合料车辙深度与时间及轮碾次数的关系的研究,提出了动稳定度DS1和动稳定度DS2,并进行对比分析得出动稳定度指标DS2较DS1合理.     

沥青路面的磨光研究:从宏观到微观尺度

沥青路面的磨光及其所导致的路面抗滑性能下降是与道路交通安全密切相关的世界性问题.该文结合室内加速磨光试验结果,对国内外沥青路面抗滑性能与路面磨光机理的研究进行了总结述评.回顾了轮胎-路面的摩擦机理,分析了路面抗滑性能的测试原理与指标分类,归纳了路面抗滑性能的演化规律与沥青路面的磨损机制及测试方法.结论认为进一步的研究可围绕基于滚动模式的加速磨光试验,采用更为精确的观测手段,综合宏观测试结果与微观分析手段,探明集料及其主要矿物成分在磨光进程中的行为,确定影响沥青混合料抗滑水平及其下降速率的关键材料因素,为材料选择与设计提供依据.     

不同路段作业区驾驶员反应特性对比研究

针对一般路段作业区和隧道路段作业区,通过驾驶员实车眼动试验,采用眼动仪记录驾驶员的注视点分布、注视时间、扫视时间和瞳孔直径等眼动数据,对比分析2种不同作业区内驾驶员的行车反应。试验结果表明:在隧道路段作业区行驶时,驾驶员的眼动数据变化较大,与在一般路段作业区行驶时的眼动数据存在着显著差异;而交通标志、车辆干扰和作业活动等是驾驶员眼动行为的主要影响因素。     

不同路面状况对路面摩擦系数影响的试验研究

研究人员利用摆式仪测量了不同路面类型(新、旧两种AC-16沥青路面,以及SMA-16和OGFC-13两种沥青路面试块),在不同路面温度(-30～35℃)、不同湿滑情况(干燥、潮湿、湿润、结冰)、不同污染物覆盖(砂粒、泥土),及其组合状况下的摩擦系数,深入分析了不同路面状况对摩擦系数的影响。研究认为:路面温度、水膜、砂粒(泥土)等路面状况的改变,都可能导致路面摩擦系数的显著变化。温度的下降会使干燥路面的摩擦系数随着下降;路面摩擦系数会随着水膜的出现而显著下降;路面湿润条件下,路面出现泥土将使摩擦系数大幅下降;在冰面铺撒适量砂粒能够显著的增加路面摩擦系数。     

基于摩擦系数变化的隧道口冰雪环境下路面防滑技术研究

为提高山区高速公路冰雪环境下隧道口行车安全和预防交通事故,探究山区高速隧道路段特殊天气和交通环境导致路面摩擦系数在不同天气条件和隧道口不同区段的变化,通过不同工况下路面摩擦系数室内试验,分析各工况下路面摩擦系数的变化规律。根据路面温度和路面环境相对湿度与路面模型系数的相互关系,构建摩擦系数～路面温湿度关系模型,对冰雪环境下不同天气的路面摩擦系数进行预测。研究结果表明：对试验测得不同工况下摩擦系数与所建立的模型计算得到的摩擦系数进行对比,3种路面状况下平均误差分别为9.99%、7.81%和9.88%,总体平均误差小于10%,吻合较好。根据预测结果,确定对于冰雪环境下隧道口路面防滑技术设置区段为距洞口-200 m～+60 m,即将向隧道纵深内部延伸60 m的距离,防滑措施技术建议在设置区段铺筑相变沥青混凝土。     

沥青混合料车辙试验研究

采用沥青混合料车辙仪对6种沥青混合料进行车辙试验，通过对沥青混合料车辙深度与时间及轮碾次数的关系的研究，提出了动稳定度DS1和动稳定度DS2，并进行对比分析得出动稳定度指标DS2较DS1合理。     

粗集料磨光值试验方法的分析及改进

粗集料磨光值试验过程繁复且周期较长,很多细节问题不容易把握和控制。该文以对现行规程的详细解读、现行试验设备的改进以及试验关键控制因素为切入点,结合与美国AASHTO相关规程的对比,分析粗集料磨光值试验中易出现的问题,并提出相应的改进措施。通过试验验证,磨光值试验的成功率和准确性均得到提高。