沥青路面纵向抗滑性能影响因素试验研究

在对路面抗滑性能影响因素进行理论分析的基础上,应用Griptester对沥青路面纵向抗滑性能的影响因素进行了试验研究,分析了行车速度、水膜和路面微观构造对路面纵向摩擦系数的影响,并探讨了各影响因素在不同条件下对路面纵向抗滑性能的影响特性。     

轮胎胎面与柔性路面摩擦接触的数值分析

应用有限元软件ANASYS建立了包括橡胶胎面和柔性路面结构的有限元模型,探讨了车辆处于自由滚动和紧急制动过程中在不同轮胎／路面界面摩擦系数下的胎面、路表的变形特性和接触应力分布状态。研究结果表明,界面摩擦系数是影响胎面与柔性路面摩擦性能的主要原因,随其值的增加路面弯沉减小,摩擦应力先增加然后保持稳定,但轮胎的磨耗增加,接触压应力增加。适当地丰富路表构造、提高界面摩擦系数能降低路面弯沉,增强紧急制动状态下的抗滑性能;但是当摩擦系数超过某临界值时,随其数值的增大所对应制动状态下的抗滑性能不再提高,且路面压应力明显增加。摩擦特性对路表抗滑性能和路面力学响应的研究提供了一定的理论基础。     

环境因素对水泥混凝土路面抗滑性能影响的试验研究

为了分析水泥混凝土路面在不同环境因素影响下的抗滑性能衰减规律,通过对不同环境下、不同影响程度下的水泥混凝土试件板进行室内抗滑测试,分析了各因素的变化特点,揭示了各因素对路面抗滑性能的影响规律.测试结果表明,冰雪、油污、轮胎屑、泥土等路面附着物均会导致水泥混凝土路面抗滑性能降低.作为对水泥混凝土路面抗滑性能衰减规律的探索性试验研究,对今后相关内容的研究有较大的参考价值.     

多孔隙聚氨酯碎石混合料强度及路用性能

为了给多孔隙聚氨酯碎石透水路面设计与施工提供参考,针对多孔隙聚氨酯碎石混合料(P P M)强度特性和路用性能开展试验研究。首先采用立方体无侧限抗压试验和矩形梁抗折试验对PPM的强度和模量进行了测试,研究成型方法、养护时间、胶水用量、碎石形状、孔隙率等因素对其强度的影响,通过全过程荷载-应力试验对 PPM 强度特性及破坏机理进行研究;然后针对PPM的抗变形性能、水稳定性能、抗滑性能、抗疲劳性能、抗腐蚀性能以及耐老化性能等路用性能展开试验。结果表明：胶水用量质量分数在4%~6%时,PPM抗压强度介于6~10 MPa,抗折强度介于4~6 MPa,胶水用量和碎石形状对PPM强度影响显著,成型方法和养护时间、温度对其最终强度几乎没有影响;PPM具有较好的抗变形能力、抗滑性能、抗疲劳性能、抗腐蚀性能及耐光热老化性能,但其水稳定性一般,5次冻融循环后抗压强度损失率约为15%。     

沥青路面抗滑性能研究现状与展望

作为未来道路交通荷载的主流形式,车辆的行驶稳定性与路面抗滑性能存在着直接关系,而且随着时间变化,沥青路面的抗滑性能受各种不确定性因素的影响。为了明确国内外沥青路面抗滑性能的研究现状,对胎-路接触力学模型和路面附着特性、动摩擦因数的计算方法、不确定性影响因素、抗滑性能评价指标和衰变模型以及抗滑性能在无人驾驶车辆安全性中的应用等热点问题研究进展进行了综述与总结,对比分析了现有沥青路面与橡胶轮胎的接触力学模型,探讨了设计、施工及运营阶段中的不确定性因素,归纳了现有沥青路面抗滑性能评价指标及衰变模型,最后论述了沥青路面抗滑性能的发展方向。分析结果表明：基于路表分形理论的Persson迟滞摩擦理论更适用于沥青路面动摩擦因数的计算要求,计入了橡胶对表面粗糙度的有关尺度变形响应及滑动摩擦的温度依存性;考虑路表峰值附着系数时变性的摩擦因数-滑移率（μ-s）曲线附着系数估算方法更能反映路面实际附着特性;当前沥青路面抗滑性能研究在胎-路相互作用机理、评价指标、衰变模型等方面研究不足,需要从时变性、统一性及车辆抗滑需求感应参数等方面进一步深入研究。推行基于时间效应的抗滑评价指标是沥青路面抗滑层设计与抗滑性能评价发展的必然趋势,也是提高中国沥青路面全寿命周期内服役水平的重要方法。     

粗细集料磨光值对沥青路面长期抗滑的影响

良好的路面抗滑性能是车辆安全行驶的重要保障,而集料品质是影响沥青路面抗滑性能的重要因素之一。集料的耐磨光性能直接决定路面抗滑性能的衰变规律和抗滑终值。因此,集料磨光值的表征和评价对沥青路面全寿命周期抗滑性能的研究具有重要意义。为充分明确粗、细集料对沥青路面长期抗滑性能的影响,引入了3种新的试验方法：①使用Wehner/Schulze (W/S)加速磨光试验对不同种类粗、细集料的磨光值进行评价;②使用自主研发的轮式加速磨光机对9组试样进行加速磨光试验;③使用W/S试验仪抗滑测试机体在速度为60 km·h^-1和水膜覆盖条件下测量试件磨光后的动摩擦因数。结果表明：①集料矿物成分是决定磨光值的重要因素,且磨光值越高沥青路面的长期抗滑性能越好;②密级配沥青路面细集料对路面长期抗滑性能的影响比粗集料更大;③W/S加速磨光试验不仅较Polished Stone Value (PSV)试验结果精度更高,还能评价细集料的抗磨光值;④不同抗滑检测设备与试验方法间具有较大的差异性,轮式加速磨光试验能对试件的全磨耗周期行为进行表征,W/S抗滑检测则可在高速动态旋转和水膜覆盖条件下进行检测(且不受人为操作影响和可重复性高),二者的工况模拟和工作原理具有较强的科学性与可靠性。未来工程应用中,应尽量提高细集料的磨光值,以进一步提高路面抗滑性能;同时,如需精确地表征集料磨光值差异性与路面抗滑性能之间的关系,建议使用W/S试验进行研究。     

稀浆封层的耐久性研究

稀浆封层在路面的养护中起到防水、抗滑等作用,它的耐久性直接影响着路面的使用性能和使用寿命。为了研究稀浆封层的耐久性,进行了水稳定性和抗滑性能两方面的试验,分析水泥含量、油石比对水稳定性的影响以及沥青含量、温度变化条件对抗滑稳定性的影响。研究发现,水泥含量和油石比对稀浆封层耐久性有很大的影响,油石比的选择要根据混合料的级配进行选择,同时冻融循环的湿轮磨耗试验表明了稀浆封层能在剧烈的温度条件变化下保持良好的耐久性。     

钢桥面改性沥青SMA10抗滑性能及衰变规律研究

为研究钢桥面改性沥青SMA10铺装抗滑性能及衰变规律,选用集料/沥青混合料摩擦特性测试仪,对不同温度条件与荷载水平条件下的试件进行加速加载磨耗试验,采集试验过程中的动态摩擦系数D_μ,同时采用摆式摩擦仪、铺砂法及激光扫描仪对加速磨耗试件的摆值BPN、构造深度MTD及断面平均构造深度MPD进行周期性采集,获取多因素条件下SMA10抗滑性能指标变化数据,并基于Asymptotic模型,采用归一法及导数极值法进行数据处理,建立抗滑性能评价指标与磨耗次数之间的相关性。结果表明：1)随着磨耗次数的增加,SMA10的抗滑性能衰减速率呈“先快后慢”规律,且各项指标均具有良好的一致性,相关性系数达到0.95以上;2)不同磨耗阶段,抗滑性能指标及衰变速率存在较大差异,相对于温度条件,荷载水平对加速抗滑性能影响更大。     

改善SMA沥青路面初期抗滑性能的应用技术研究

为了有效提高SMA路面使用初始阶段的抗滑性能,本文着眼于SMA路面施工阶段,选择沥青用量、纤维品质与用量、不同钢轮碾压工艺组合等影响因素,设计不同施工工艺,铺筑试验路段,采用铺砂法构造深度、摆值法摩擦系数和横向力系数等指标,开展了沥青路面铺筑后(即使用初期)的抗滑性能影响规律研究。结果显示:在各压实阶段施工温度得到有效控制的情况下,SMA路面不宜过多或过度采用振动压实,不宜采用胶轮碾压,此外,减少沥青用量可以在一定程度上提高抗滑能力。     

基于纹理分形特性的沥青路面抗滑性能研究综述

沥青路面纹理形貌是影响道路抗滑性能的重要因素,而路面纹理具有自相似分形特性,因此借助分形特性实现路面纹理量化,对研究路面纹理与抗滑性能之间的联系具有重要意义。从宏观和微观这2个层面总结了沥青混合料纹理和集料纹理的单重、多重分形特性相关研究;分析了分形理论在路面抗滑级配设计和抗滑集料筛选中的应用,总结了基于分形理论的多种抗滑级配设计模型,提出了基于分形理论的集料优选新思路;对比分析了分形理论与参数统计法、力学解析法及有限元模拟法在路面抗滑性能预测中的结合应用。研究结果表明:分形分析为路面纹理描述提供了新思路,但其分析方法仍未突破关键瓶颈,在模型精确性、标准化、系统性方面仍有一定限制;分形理论与抗滑级配设计和抗滑集料筛选的结合应用仍处于探索阶段,需进一步加强设计方法的合理性研究,验证其在实际工程中的适用性;横向对比各类基于纹理分形特性的抗滑预测模型性能,结果表明,有限元模拟预测模型在实际应用中能更准确地还原复杂条件下的胎-路接触状态,更具发展潜力。展望了基于纹理分形特性的沥青路面抗滑性能的未来研究方向,主要包括多尺度的纹理分形特征与抗滑性能的关联规律、实际工程分形参数判别标准,以及基于分形理论的智能抗滑预测体系构建。      

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.     

沥青路面表层抗滑性能影响因素及处置措施研究

在沥青路面的各个性能当中,路面抗滑性能与交通安全关系最为密切,路面抗滑性能为交通事故安全提供必要制动力,大大提高行车的舒适性。本文通过对沥青路面抗滑性能进行系统分析,揭示出路面抗滑性能与路面粗糙程度、干湿状态、面层材料特性、油石比及后期养护关系密切,并提出选择合适的表层材料、增加表面构造深度、采用新型抗滑路面结构以及合理的施工质量控制等方法,可以有效提高沥青路面表层的抗滑性能。     

半柔性路面材料级配设计与性能研究

以体积法设计母体沥青混合料矿料级配,结合马歇尔、谢伦堡析漏和肯塔堡飞散试验确定混合料沥青用量。通过室内试验(车辙试验、浸水马歇尔试验)以及实验段现场性能检测(抗滑性能试验、渗水性能试验)评价其综合路用性能。结果表明,半柔性路面材料具有优良的高温稳定性、水稳定性和抗渗水性,但其抗滑性能稍显不足。     

沥青路面抗滑性能的影响因素及改进措施

高速公路沥青路面抗滑性能越来越受到人们的重视,文中分析了影响路面抗滑性能的因素,并结合沥青混合料室内试验,提出了提高路面抗滑性能的措施.     

低噪声抗滑超薄磨耗层降噪抗滑技术在工程中的应用

结合道路养护维修的超薄磨耗层技术工程实例,从降低交通噪音和路面抗滑性能方面对低噪声抗滑超薄磨耗层应用进行研究。针对北京市城市交通道路在道路降噪和抗滑方面的需求,结合预防性养护的路面功能,铺筑低噪声抗滑沥青路面超薄磨耗层试验段,实现沥青路面降噪与抗滑性能的有效提升。通过采用过程通过法对现场路面噪声测试,并针对其功能层提出了超薄磨耗层与下卧层层间处置技术。通过现场检测结果表明,低噪声抗滑超薄磨耗层沥青路面与普通橡胶沥青路面相比,路面抗滑性能提高25%,噪声降低(1～4) d B;与普通沥青路面相比,噪声降低(3～9) d B,降噪抗滑效果良好。     

水泥灌浆半柔性路面混合料抗车辙性能研究

在大空隙(20%～30%)母体沥青混合料中灌入水泥砂浆,形成一种水泥-沥青复合半柔性路面材料。对其抗车辙性能和疲劳特性进行室内试验研究,结果表明,此路面材料具有良好的高温稳定性,在试验温度为70℃、轮胎接地压强为1.0 MPa非常规车辙试验条件下,其动稳定度均在6 000以上,与常规沥青混合料相比较,其更能适应高温和重载作用下的路面抗变形需要;温度对半柔性路面材料的抗裂性能有明显影响,断裂强度随着温度降低而增大。     

低噪声抗滑水泥混凝土路面结构及施工工艺

根据水泥混凝土路面抗滑性能的影响因素及其路表特性,提出了在噪音敏感区提高抗滑性能、降低行车噪音的改善措施,论述了露石混凝土路面的使用性能、原材料技术要求、配合比设计、施工工艺。结果表明：露石混凝土路面具有低噪声、高抗滑性能特性,有广阔的应用前景。     

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.      

适用于高海拔山区公路超疏水抗凝冰材料的制备及性能研究

为了解决我国西部高海拔山区公路在冬季的暗冰危害问题,克服既有融雪化冰技术的不足,制备了一种超疏水抗凝冰材料,实现雨水在路表呈球形而迅速排走,从而减小凝冰厚度及其与路面的附着力。通过对比试验,进行了抗凝冰材料的配方设计,并结合公路行驶性能的要求,完成了配方优化;最后系统地测试了超疏水抗凝冰材料的抗凝冰作用机制、使用寿命及抗滑性能。结果表明,超疏水通过自身的超疏水作用和密水功能实现抗凝冰的目的,与沥青路面有良好的黏结性能、抗老化性能及耐磨性,保障了其使用寿命;抗凝冰材料会导致非凝冰状态下路面的抗滑性略有下降,但能明显提高凝冰状态下路面的抗滑性,保障了高海拔山区的道路交通安全性。