典型路面结构冰水混合物附着条件下湿滑性能研究

路面结冰、积水导致行车性能下降极易诱发交通安全问题,而其造成交通事故的主要致因是路面湿滑性能的改变。利用陆地交通气象灾害防治技术国家工程实验室的维萨拉遥感道面状态传感器、温湿度传感器、摆式仪、红外热像仪采集两种典型路面结构AC—16、OGFC—16表面冰水混合物的冰层厚度、水膜厚度、摩擦系数、环境温度、冰层表面温度参数。利用SPSS软件通过方差分析、多元线性回归分析研究典型路面结构冰水混合物附着条件下湿滑性能的影响因素与定量关系。研究表明,AC—16路面冰水混合物附着条件下摩擦系数与冰层厚度呈线性正相关,与冰层表面温度分别呈现线性负相关(低于-3℃)和线性正相关(-3~0℃);OGFC—16路面冰水混合物附着条件下摩擦系数与水膜厚度呈线性负相关,与冰层厚度、冰层表面温度的关系和AC—16路面一致。     

浅谈凝冰状态下粗糙路面抗滑效果

路面抗滑性能对行车安全非常重要,除了在一般情况下具有良好的抗滑性能之外,冬季多雨结冰的路面也要具备良好的抗滑性能。利用粗糙路面不同的构造深度进行了破冰效果的对比试验,发现宏观构造较好的路面能弥补薄冰对路表构造深度的损失,且在行车碾压时,水平力的作用使结冰层很快被磨耗掉,增加了制动效果而达到了凝冰路面抗滑的目的。     

冰雪路面摩擦系数的影响因素研究

冬季道路的表面通常覆盖着多层积雪,重交通量的路段积雪较薄,其厚度一般不足几厘米。积雪状态的变化直接影响着路面安全性,冰雪使路面变得非常湿滑,湿滑的路面条件由多种类型的积雪引起,本研究同时测量了冰面轮胎的静摩擦系数与动摩擦系数。     

路面抗滑性能影响弯道行车安全的仿真分析

为研究车辆制动工况下路面抗滑性能对弯道行车安全的影响,以车辆动力学分析软件AD-AMS为仿真平台,提出采用轮胎解析参数、整车参数、路面抗滑值构建耦合关联的车辆-轮胎-路面模型,在此基础上研究不同湿滑路面状态下弯道行驶车辆的运动学参数值变化情况,探索路面抗滑性能与表征行车安全风险的运动学参数值之间的关系.研究结果表明,路面抗滑性能影响车辆运动学参数值变化是诱发交通事故的主要因素.较低的弯道路面抗滑性能易使车辆在制动时出现急速横摆、甚至侧翻的交通事故;车辆两侧轮胎接地面抗滑值不均衡对弯道行车安全的影响高于对直道行车安全的影响,车辆极易在弯道制动时出现因抗滑值不均衡而无法保持有效转弯半径、进而冲出车道的交通事故.研究可为制定弯道行车安全的保障措施提供理论依据.      

沥青路面抗滑性不同评价指标及测试方法比较

为了研究路面抗滑性能测试方法的适用性,有效地评价沥青路面抗滑性能,结合实体路段检测,采用横向力系数测试方法和激光构造深度测试方法分别进行测试,比较两种方法的适用性和优劣;通过研究成果调查及实体道路测试数据分析,对横向力系数和构造深度的相关性进行了探讨。结果表明:横向力系数和构造深度均可以准确地评价路面抗滑性能,但应用范围有所差异;两者在特定条件下具有一定的相关性。     

不良气象微环境对机场道面抗滑性能影响分析

不良气象微环境直接影响机场区域道面使用性能及安全性.在剖析不良气象微环境作用机理基础上,利用环境舱模拟道面结冰试验,探究了不同气象微环境条件下的关键控制因子与摩擦系数的耦合作用规律,建立了水膜、积雪、结冰厚度与道面的抗滑性能预测模型.研究结果表明:厚冰道面摩擦系数介于0.09～0.15,抗滑性能最差;薄冰+水、厚冰+水...     

基于语义分割网络的路面积水与湿滑区域检测

积水或湿滑路面的道路附着系数远小于干燥路面的附着系数,对交通的安全性和机动性都有很大的影响。通过及时获取路面状态信息而发出预警,可大大减小潜在伤害。本文中研究了基于图像的语义分割网络在积水和潮湿的路面状态识别中的应用,它不仅可预测未来路面状态信息,且可得到路面积水和湿滑区域的分布。该方法利用语义分割网络Res-UNet++,分割出路面的积水和湿滑区域。Res-UNet++结构包括嵌套了不同深度的编码器-解码器结构,并在网络的特征提取部分加入残差结构,从而使图像的特征更容易学习。该方法取得了平均交并比为90.07%的分割精度并克服了其它方法的缺点。     

基于撒布磨耗料的SMA沥青路面早期抗滑性能改善研究

针对SMA-13路面早期抗滑性能不佳的现象,分析已有研究成果并实体检测,发现大构造路面不能提供良好的早期抗滑性能检测值。基于撒布磨耗料的原理,提出了两种改善SMA路面早期抗滑性能的方法,确定磨耗料粒径为2.36～4.75 mm,撒布量为0.82 kg/m²,验证了方法的安全性。检测结果表明:两种方法均可小幅提高摆式抗滑系数,方法2改善保证率更高;方法 1实施后动态摩擦系数、横向力系数提升10%、13.2%,横向力系数仍不能满足要求,方法 2使动态摩擦系数、横向力系数上升73.2%、77.8%;两种方法均使构造深度降低,但仍维持在0.8 mm以上,认为构造深度并非越大越好,宜设置上限以保证初始抗滑性能。两种方法对路面长期抗滑性能的影响还需研究。     

积沙路面抗滑特性研究

沙漠公路常年受大风影响而致使路面出现积沙,导致路面抗滑性能大大降低,影响行车安全。文中对风积沙路面抗滑性能展开研究,采用摆式仪法及构造深度法,从积沙厚度、道路线形等方面,测量积沙路面下的摆值BPN、构造深度TD。对比不同道路线形下路面积沙对抗滑性能的影响,发现均出现摆值BPN先下降后上升的变化,指出积沙在填入道路表层缝隙至基本覆盖路面的情况下,摆值BPN逐渐降低,并在积沙基本覆盖表面缝隙时降至最低,尤其在下坡路段下降最大达15.66%,此时道路行车最危险,随着道路积沙厚度的再次增加,摆值BPN逐渐增大,相较薄沙反而更安全。     

MS-2型微表处在路面抗滑性能处治中的适用性研究

为深入研究微表处路面构造与级配及沥青含量的关系,选取抗滑性能指数不足的代表性路段6处,在路面采取微表处处治前后,现场分别实测路面构造深度和抗滑性能指数,研究微表处在路面抗滑性能不足处治中的适用性。得出构造深度与集料级配和沥青含量有很好的相关性;构造深度与抗滑性能指数没有明显的关系;微表处只能暂时提高路面的抗滑性能,不能起到长效作用。     

宏观形貌对沥青路面黏性滑水的影响分析

为研究宏观构造对潮湿沥青路面抗滑性能的影响,引入宏观形貌概率正态分布模型,构建潮湿路面-车轮相互作用下的动水压力解析方程及数值解算方法;并将分布模型与现行的路面抗滑指标MTD相联系。在此基础上,以黏性动水压力为基本指标,分析潮湿工况下, AC-13、SMA-13及OGFC-13这3类路型的路面抗滑性能。计算表明,潮湿路面薄层水膜条件下的黏性滑水不完全等同于积水路面条件下的惯性滑水,其胎下动水压分布沿行驶方向显现出非线性变化的特征,且在胎面临近完全接触区边界附近达到峰值后迅速衰减;同时,黏性滑水产生的承载力随行驶速度呈线性增长。另一方面,黏性滑水产生的动水压力与水膜厚度和路面构造深度的比值相关:当路面水膜厚度h在0～3σ之间,动水压力明显随水膜增厚而减小、随构造深度的增加而减小;当路面水膜厚度大于3σ或构造深度足够大时,水膜厚度和构造深度的影响将随之减弱。     

水泥混凝土路面抗滑性能变化规律探讨

路面应具有保障行车安全的功能,而这主要取决于路面的抗滑性能。反应路面抗滑能力的重要技术指标是路面的摩擦系数和构造深度。抗滑构造、路面湿度、行车速度和构造深度是影响摩擦系数的重要因素。通过测试多条水泥混凝土道路路面的摩擦系数和构造深度,经过数据分析研究得出,刻槽抗滑构造的路面抗滑稳定性高于拉毛构造,路面摩擦系数随速度增加线性下降;水泥混凝土道路在使用1~4 a内,高速行驶时的摩擦系数受路龄影响下降较多,而到7~10 a时,低速时的摩擦系数随路龄增加下降的较多;摩擦系数下降百分率受构造深度影响,随构造深度增大而增加,只有合适的构造深度才能有最好的抗滑性能。     

沥青路面融冰化雪技术研究综述

冬季路面积雪结冰致使路面抗滑性能急剧下降,严重影响车辆操作稳定性与安全性,致使路面交通事故高发。本文从被动与主动抑制路面凝冰技术2方面对路面融冰化雪技术的研究发展进行了系统、深入的阐述,并分析了每类融冰化雪技术的优缺点,为路面新型融冰化雪技术的进一步研究提供借鉴和参考。     

基于路面抗滑性能的隧道行车安全分析

采用路面抗滑性能测试车SCRIM 3000对广东某高速公路7座隧道段路面横向力系数进行测试,得到隧道段路面横向力系数分布规律,即隧道外的路面抗滑性能普遍优于隧道内路面;同时结合其近几年隧道交通事故的统计分析研究了隧道段路面抗滑性能与交通事故的相关关系,得到隧道段路面抗滑能力不足和其出入口内外路面抗滑性能差异过大是影响隧道行车安全的重要因素。     

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。     

路面抗滑性能评价指标的相关性研究

随着社会文明程度的提高,道路行车安全越来越被人们所重视。路面抗滑性能是反映路面安全性能的一个重要指标。目前,评价路面抗滑性能主要有三项指标:构造深度、摆值、横向力系数,这三项指标之间的关系尚没有明确的定论。本研究通过现场实测,结合数据分析,对三项指标的相关性进行研究。研究发现,三项指标之间的线性拟合优度都比较低,难以建立线性关系;摆值BPN、横向力系数SFC均与构造深度TD存在负相关关系。说明随着构造深度的增大,摆值和横向力系数都呈减小的趋势,即构造深度越大,路表抗滑能力越大。当摆值BPN较低(大约小于60)时,横向力系数SFC较低,稳定地分布在35以下的水平;当摆值BPN较高(大约大于60)时,横向力系数SFC会突增至50以上。     

沥青路面防冻抗滑技术研究

沥青路面因降水或冬季雨雪结冰变得湿滑,会严重威胁车辆行驶的动力性及安全性。研究提高路面冬季防冻及抗滑性能的关键技术势在必行。采用以SMA沥青混合料作路面磨耗层、发热管加热系统融雪化冰、温控介质调控温度的研究思路和技术途径,有望制备出能够自动加热融雪除冰,防冻抗滑功能兼备的沥青路面。     

沥青路面防冻抗滑技术研究

沥青路面因降水或冬季雨雪结冰变得湿滑,会严重威胁车辆行驶的动力性及安全性。研究提高路面冬季防冻及抗滑性能的关键技术势在必行。采用以SMA沥青混合料作路面磨耗层、发热管加热系统融雪化冰、温控介质调控温度的研究思路和技术途径,有望制备出能够自动加热融雪除冰,防冻抗滑功能兼备的沥青路面。     

基于压力胶片技术的隧道纹理化路面抗滑性能研究

针对隧道水泥混凝土路面出现的抗滑性能不足的问题,从胎/路接触摩擦机理的理论分析出发,采用高精度压力胶片测试技术分别测试新型纹理化路面、沥青路面、刻槽路面及光滑水泥板上的轮胎接触应力分布,并根据相应的测试方法提出对应的评价指标。基于胎/路接触特性提出有效接触率指标评价轮胎接触界面的抗滑构造丰富度,以填补构造深度的缺陷。采用应力分布集中度指标描述轮胎接触应力集中效应,进而反映路表构造与轮胎橡胶的啮合作用。通过现场试验建立应力分布集中度与横向力系数之间的关系。结果表明:与传统上的认识不同,轮胎胎面橡胶与实际粗糙路面构造的接触为典型的点接触状态;有效接触率指标可以很好地表征汽车轮胎与路表构造接触的充分程度,随着路面构造粗糙度的增加,有效接触率下降;应力分布集中度指标与横向力系数之间呈现良好的线性相关关系;纹理化路面的粗糙构造对轮胎橡胶的嵌挤作用产生的应力集中有助于提高路面的抗滑摩擦系数,也进一步验证了纹理化措施对改善水泥混凝土路面抗滑性能的有效性。所选用的柔性压力胶片测试技术稳定可靠,操作简单,为水泥路面的抗滑性能评价与抗滑构造设计优化提供了新的思路。     

基于压力胶片技术的沥青混合料抗滑耐久性评价

为评价沥青混合料的抗滑耐久性,自主研发了加速加载搓揉试验机,采用压力胶片测量技术,对经过0,2,4,6,8h搓揉试验的不同类型沥青路面车辙板进行静载压力胶片试验,尝试采用压力胶片测量技术结合数据分析提出新的指标来评价沥青混合料的抗滑耐久性。采用0.2~0.6 MPa胶片和0.5~2.5 MPa胶片分别研究不同搓揉时间后的车辙板与轮胎静态接触的有效面积和应力集中效应,并通过压力胶片数据采集分析软件重构应力集中三维效果图。研究结果表明:不同搓揉时间下轮胎与路面接触的有效面积不同,搓揉时间越长接触面积越大,在0~8h搓揉过程中有明显递增趋势;不同搓揉时间下轮胎与路面接触的应力集中效应不同,在0~8h搓揉过程中应力集中效应有明显递减趋势;压力胶片测量技术能够很好地反映轮胎与路面间的真实接触状态和路面应力集中的衰减过程;相同原材料下,GAC-13级配的沥青路面抗滑性能及耐久性均优于AC-13;提出采用应力集中分布率和抗滑性能衰减率表征沥青混合料的抗滑耐久性,这2个指标与构造深度及摆值相关性良好,评价沥青混合料的抗滑耐久性具有足够的准确性及可靠度,为后续采用该指标设计优良抗滑性能的沥青混合料提供借鉴。