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。     

基于胎面咬合与压力胶片技术的路面抗滑机理研究

为了给路面抗滑性能的评价提供参考,基于压力胶片技术高精度测量压强的特性,探究胎面咬合在抗滑性能中的作用,设计进行了制动条件下轮胎在路面主骨料颗粒上滚动的动态简化模拟试验。用钢珠钢板简化体系模拟路面主骨料,在不同的荷载条件下,用压力胶片测量轮胎和简化路面之间的压强。分析试验数据表明:并非随着骨料颗粒粒径增大,轮胎与路面的咬合效果越好,随着主骨料颗粒增大,应力集中的峰值减小,同时应力集中分布度指标的值也降低。试验表明:胎面咬合力的阻力作用在制动过程中影响很大。同时混合料中的大颗粒在抗滑性能上的表现为增加了咬合深度,但是在力学上的咬合效果不是更加显著,相比于大颗粒,4.75～9.5 mm骨料与轮胎有更好的咬合效果。此外,试验数据阐明了轮胎与路面制动接触过程中,主骨料颗粒先与轮胎接触的一侧对轮胎存在拉扯作用的接触力学规律。     

骨架约束作用对沥青磨耗层抗滑性能影响研究

以SMA沥青路面为例,基于体积法设计不同骨架磨耗层路面,并采用不同PG等级沥青胶结料进行骨架约束;采用室内搓揉试验模拟行车作用,用压力胶片技术进行胎路接触界面测试,开展骨架稳定性对沥青路面抗滑耐久性能影响研究.结果表明:相比摆式摩擦系数,采用接触应力分布集中度指标来表征路面有效抗滑性能更合理;搓揉试验表明,构造深度呈现...     

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。     

基于胎、路纹理特征的高速公路路用性能研究进展

降低轮胎噪声、提高路面抗滑能力以及减轻路面早期开裂病害是实现高速公路路用性能指标“安全、安静、耐用”的重要途径.文章综述了国内外轮胎花纹和路表纹理对降噪、路面抗滑和路面抗裂等路用性能的影响,分析了胎／路纹理耦合对降噪、抗滑和抗裂的作用机理.研究认为:高速公路路用性能指标的影响因素众多,但归根到底,所有的路用性能均源自于...     

沥青路面三维纹理构造特征研究

通过利用路面纹理测量系统,扫描和提取密级配AC-13和AC-16沥青路面混凝土三维纹理数据,利用MATLAB软件重构沥青混凝土路面三维纹理模型,计算和分析沥青路面三维纹理构造参数,研究三维纹理构造参数与抗滑性能指标的关系以及路面三维纹理构造深度与路面有效接触面积比之间的关系。研究表明,路面三维纹理构造参数与抗滑性能之间具有良好的线性关系;沥青路面纹理构造深度可以为实际道路上轮胎嵌入路面纹理的构造深度与抗滑性能的影响提供理论依据。     

采用平均应力坡度评价沥青路面的抗滑衰变特性

为探索高速公路沥青路面抗滑衰变特性与通车使用时间的关系,依托广东肇花高速公路,采用压力胶片技术采集轮胎与路面接触应力分布,重点关注随通车时间的增长应力集中点的应力变化趋势。编写MATLAB程序对压力胶片采集的应力分布数据进行曲面重构,统计并计算每一张重构图中应力集中点的应力坡度值,并提出以平均应力坡度代表整张胶片的应力集中效果。分析结果显示:通车时间0～6个月,平均应力坡度递减幅度较大,三车道(超车道,快车道,慢车道)平均应力坡度减幅在10%～20%之间,通车时间6～12个月平均应力坡度减幅在5%～10%以内,幅度较小;即通车时间0～6个月肇花高速沥青路面抗滑性能衰减较大,6～12个月其衰减较慢或趋于稳定。提出采用平均应力坡度评价沥青路面的抗滑衰变特性,同一测点相同通车时间的同一车道平均应力坡度与构造深度相关性显著,进一步验证了提出的采用平均应力坡度评价沥青路面抗滑衰变特性的合理性。可以为压力胶片技术的工程现场应用提供借鉴。     

国外沥青路面抗滑性能影响因素研究

从轮胎与沥青路面间接触机理、沥青路面抗滑性能的评价方法和沥青路面抗滑性能的衰减规律三个方面,对国外的研究成果进行归纳总结。沥青混合料的材料特性和结构特性对沥青路面的抗滑性能影响较大,路表宏观纹理和微观纹理共同作用影响路面的抗滑性能,以优质石料作骨料的骨架嵌挤型沥青混合料结构表现出良好的抗滑性能。     

基于路面表面纹理的轮胎/路面噪声分析

采用全自动路面纹理测量系统和随车声强法分别对路面表面纹理及轮胎/路面噪声进行测试,并对路面最大纹理深度以及路面声压水平进行分析,结果显示,拉毛+横向不间距刻槽路面的声压水平最大(为108.5d B),且声压变异系数较大,易产生尖锐噪声;拉毛、拉毛+横向等间距刻槽、纵向等间距刻槽+拉毛及金刚石磨耗路面声压水平较低,且变异性也较小;不同类型的路面横向和纵向最大纹理深度与轮胎/路面噪声具有一定的相关性,通过路面纹理与路面声压水平相关性的研究对水泥混凝土路面抗滑处理施工中具有一定的指导意义。     

基于图像二维和三维信息的路面抗滑性能评价效果的对比

良好的路面抗滑性能是行车安全的重要保证。针对现行路面抗滑性能评价方法存在易干扰、普适性差等问题,以沥青路面抗滑性能的评价为研究对象,基于信息化和智能化的图像视觉技术,开展图像二维和三维信息在路面抗滑性能评价中的应用研究。结合相关性分析和回归关系拟合,分别从二维纹理和三维形貌的角度对比分析表征指标同抗滑性能间的关系。结果表明,二维纹理从一定程度上弱化了路面粗糙信息的表达,难以取得较好的评价效果;而三维形貌却能更全面、更准确地反映路表粗糙特性,适用于抗滑性能的准确评价。     

利用骨料粘结技术恢复水泥路面抗滑性能

对于已经通车运营的水泥混凝土路面,随着时间的推移,车辆轮胎滚动对其表面纹理构造产生持久磨耗作用,导致其抗滑性能下降。采用何种措施来改善现有水泥路面的抗滑性能,成了亟待解决的问题。文章主要介绍了能用来改善路面抗滑性能的骨料粘结技术,对其构造形式、技术特点及施工工艺等作了较为详细的论述。     

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。     

水泥混凝土路面纹理化施工技术应用研究

水泥混凝土路面抗滑性能是影响行车安全性的重要因素。依托高速公路特长隧道实体工程,研究基于提高抗滑性能的水泥混凝土路面纹理化施工技术。研究结果表明:水泥混凝土路面纹理化采用全机械化施工技术,可使水泥混凝土路面表面形成致密的波浪形纹理,以提高水泥混凝土路面抗滑性能,同时减轻行车噪声且不影响原路面平整度。全机械化施工的水泥混凝土路面表面完全满足其抗滑性能要求,具有施工工效高,工期短,污染低的特点,可应用于新、旧水泥混凝土路面。     

植石水泥混凝土路面噪声特性分析

为了分析植石水泥混凝土路面噪声特性,采用轮胎加速下落法测试不同纹理水泥混凝土路面噪声水平,在此基础上分析了其1/3倍频程谱分布特性,同时还分析了纹理深度、轮胎速度对植石水泥混凝土路面噪声特性的影响。研究结果表明:大孔隙路面结构降噪效果更佳,植石水泥混凝土路面降噪特性要明显优于其他普通类型水泥混凝土路面;植石水泥混凝土路面噪声水平随其构造深度增大呈现先减小后增大的趋势,在构造深度为1.7mm左右时噪声水平最低;轮胎速度越高,空气泵吸作用和轮胎振动作用越明显,植石水泥混凝土路面轮胎/路面噪声水平也就越高。     

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。     

隧道水泥混凝土路面抗滑改善措施及效果

对抗滑性能不足的隧道水泥混凝土路面不同改善措施及其效果进行分析,从处治前后路面抗滑性能提升情况来看,Novachip技术效果最好,处治后路面横向力系数SFC提升均值为50.4;水冲洗措施效果最差,路面抗滑性能几乎没有增长。从处治后的路面横向力系数SFC来看:NovachipMRSGAC-16HOG纹理化UTAC-10精铣刨技术水冲洗。     

汽车轮胎与路面接触应力分布特点及力学模型

为分析重载交通对沥青路面使用性能的影响,研究了汽车轮胎与路面接触应力的分布特点.轮胎与路表的接触影响因素可分为两类:轮胎相关因素与路面相关因素,文章从力学的角度出发,综合考虑汽车轮胎结构类型、轮胎花纹、轮胎气压、轮胎竖向荷载、行驶速度、轮胎工作状态和路面表面几何特征与干湿状况等影响因素,分析了汽车轮胎在路面上的轮迹接触面形状、接触应力方向组合、接触应力分布特点,通过数学推导,简化荷载模型,在车辆匀速行进情况下,假设轮胎-路表接触面为矩形,考虑轮胎-路表接触力修正系数,建立了轮胎-路表三向接触应力模型,该模型有利于分析竖向接触应力、水平纵向和横向接触应力分布特征及影响因素.     

刻槽技术在高速公路隧道水泥混凝土路面中的应用

随着高速公路中隧道数量的增加,隧道的安全性成了主要问题。而隧道路面的抗滑能力是影响隧道使用安全与品质的主要指标之一。本文针对影响隧道水泥混凝土路面抗滑性能的几种因素:隧道路面结构与材料、抗滑构造、路表污染、交通荷载等几种因素,提出了采用刻槽技术对隧道水泥混凝土路面进行抗滑性能改善。针对刻槽技术在隧道内的应用,提出了刻槽参数的最佳合理组合,刻槽最佳时间以及施工要点,从而为刻槽技术在隧道路面当中的应用提供依据。     

基于纹理化处治技术的高速公路隧道水泥混凝土路面施工研究

探讨高速公路隧道水泥混凝土路面抗滑性能衰减问题。以福-银高速公路隧道为例,在分析路面抗滑机理的基础上,深度分析出混凝土路面纹理化施工技术原理和特点。结果显示,纹理化施工可以提高隧道混凝土路面抗滑性能,施工平整度良好,并能减少路面噪音和降低施工成本。因此,纹理化处理技术具有较高的经济和社会效益,可广泛应用于长、特长隧道水泥混凝土路面施工中。     

新型纹理化处治技术在江罗高速公路隧道水泥混凝土路面中的应用

特长隧道由于其特殊环境,一般采用水泥混凝土路面,并通常采用硬刻槽的方式进行表面纹理化施工,但通车后不久抗滑性能衰减明显,造成交通事故多发,另外特长隧道内的养护维修较困难且常规处理造价较高。为解决特长隧道路面抗滑性能及其耐久性不足的问题,在对比其技术原理、施工技术特点的基础上,提出一种新型路面纹理化的施工技术,并在江罗高速公路水泥混凝土路面中推广应用并对其施工平整度、构造深度以及噪音等相关指标进行了检测,结果表明效果较好,且有较高的经济和社会效益。