公路工程測試技術之七路面抗滑性能檢測

1、課題一 路面抗滑性能檢測基本知識課題二 鋪砂法測定路面構造深度課題三 擺式儀測定路面抗滑性 課題四 摩擦系數(shù)測定車測定路面橫向力系數(shù)單元七 路面抗滑性能檢測 了解路面抗滑性能的概念。 掌握檢測路面抗滑性能的方法及適用范圍。 課題一 路面抗滑性能檢測基本知識 單元七 路面抗滑性能檢測 路面抗滑性能不好，車輛容易出現(xiàn)滑溜、側翻、追尾等事故。 雨天路面滑溜 側翻、追尾事故 單元七 路面抗滑性能檢測 一、路面抗滑性能的概念 路面抗滑性能是指車輛輪胎受到制動時沿表面滑移所產生的摩擦力。輪胎與地面之間的摩擦力是汽車驅動力的來源，輪胎與地面之間的摩擦系數(shù)即是衡量路面抗滑性能的重要指標。單元七 路面抗滑性能檢

2、測 路面摩擦系數(shù)是反映在較高速行車條件下的路面抗滑綜合指標，目前世界上使用的有縱向摩擦系數(shù)與橫向摩擦系數(shù)兩種?？v向摩擦系數(shù)主要表示車輛在路面上沿行車方向制動時的路面拉力。橫向摩擦系數(shù)表示車輛在制動時路面的拉力，同時還表示車輛在路面上發(fā)生側滑的拉力。 單元七 路面抗滑性能檢測 通?？够阅鼙豢醋魇锹访娴谋砻嫣匦?，表面特性包括路表面細構造（微觀構造）和粗構造（宏觀構造），如圖7-1-3所示。影響抗滑性能的因素有路面表面特性、路面潮濕程度和行車速度。 圖7-1-3 微觀構造和宏觀構造單元七 路面抗滑性能檢測 路表面微觀構造指路面集料表面的粗糙度,它隨車輪的反復磨耗而逐漸被磨光。 路面的宏觀構造是指路

3、表面凹凸不平的開口孔隙，功能是使車輪下的路表水迅速排除，以避免形成水膜。 路面的宏觀構造單元七 路面抗滑性能檢測 二、路面抗滑性能檢測方法 路面抗滑性能檢測方法可分為摩擦系數(shù)測定法和構造深度測定法。各種測定方法的工作原理、特點及適用范圍見表7-1-1。單元七 路面抗滑性能檢測 表7-1-1 常見的路面抗滑性能測試方法比較測試方法測試指標原理特點及適用范圍擺式儀法摩阻擺值BPN 擺式儀的擺錘底面裝有一橡膠滑塊當擺錘從一定高度自由下擺時，滑塊面同測試點表面接觸。由于兩者間的摩阻而損耗部分能量，使擺錘只能回到一定高度?；財[高度越小（擺值越大），則反映路表面的摩阻力越大 定點測量，原理簡單，不僅可以用

4、于室內，還可用于野外測試瀝青路面及水泥混凝土路面的抗滑值橫向力系數(shù)測試法橫向力系數(shù)SFC 摩阻系數(shù)測試車安裝有兩只標準試驗輪胎，它們對車輛行駛方向偏轉一定的角度。汽車以一定速度在潮濕路面上行駛時，試驗輪胎受到側向摩阻作用。此摩阻力除以試驗輪上的荷載，即為橫向力系數(shù) 測試速度快，用于標準的摩阻系數(shù)測試車測定瀝青路面及水泥混凝土路面的橫向力系數(shù)，結果作為竣工驗收或使用期評定路面抗滑性能的依據(jù)手工鋪砂法、電動鋪砂法構造深度TD（mm） 將已知體積的砂攤鋪在所要測試路表的測點上，使砂嵌入凹凸不平的表面空隙中，量取攤平覆蓋的面積。砂的體積與所覆蓋平均面積的比值，即為構造深度 定點測量，原理簡單，便于攜帶

5、，結果直觀。適用于測定瀝青路面及水泥混凝土路面表面構造深度，用以評定路面表面的宏觀粗糙度、排水性能及抗滑性能單元七 路面抗滑性能檢測 1.公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程(JTG E60-2008)。 2.公路工程質量檢驗評定標準(JTG F80/1-2004)。 單元七 路面抗滑性能檢測 1.影響路面抗滑性能的因素有哪些？2.路面的表面特性包括哪些？3.路面抗滑性能檢測方法有哪些? 單元七 路面抗滑性能檢測 熟悉手工鋪砂法的基本原理及適用范圍。 熟悉路面抗滑性能的技術要求。 掌握手工鋪沙法檢測路面構造深度的方法與步驟。 課題二 鋪砂法測定路面構造深度 單元七 路面抗滑性能檢測 青島某地區(qū)在建一級公路

6、，其路面為水泥混凝土路面，為評定該路面的宏觀粗糙度、抗滑性能及路表面的排水性能，現(xiàn)要求測定該路面的構造深度。 本課題主要講解手工鋪砂法的測定原理、適用范圍和檢測步驟。 單元七 路面抗滑性能檢測 一、手工鋪砂法的基本原理及適用范圍 手工鋪砂法基本原理是將已知體積的砂攤鋪在所要測試路表的測點上，使砂嵌入凹凸不平的表面空隙中，量取攤平覆蓋的面積。砂的體積與所覆蓋平均面積的比值，即為構造深度。 本方法適用于測定瀝青路面及水泥混凝土路面表面構造深度，用以評定路面表面宏觀粗糙程度、路面表面的排水性能及抗滑性能。 單元七 路面抗滑性能檢測 二、路面抗滑性能的要求 單元七 路面抗滑性能檢測 表7-2-1 路面

7、抗滑性能的要求 表中抗滑標準僅為設計階段的抗滑標準。公路在養(yǎng)護過程中，也有養(yǎng)護的具體標準。 單元七 路面抗滑性能檢測 對課題引入所描述的采用手工鋪砂法來測定青島某地區(qū)在建一級公路（其路面為水泥混凝土路面）的構造深度，按照如下流程進行： 量砂準備、確定測點準備儀具與材料在現(xiàn)場測點處進行手工鋪砂求算每一測點的構造深度TD檢驗結果處理與評定（根據(jù)表7-2-1要求判斷構造深度是否合格）。 1.量砂準備、確定測點2.準備儀具與材料（1）人工鋪砂儀 （2）量砂 單元七 路面抗滑性能檢測 量砂筒:總高90量砂筒mm，容積為250.15ml推平板：直徑為50mm，底面粘一層厚1.5mm的橡膠片 手工鋪砂儀實物

8、圖 干燥潔凈勻質砂，粒徑0.150.3mm 量砂實物圖 （3）量尺（4）其他 單元七 路面抗滑性能檢測 量尺實物圖 裝砂容器(小鏟)、掃帚或毛刷、擋風板等。 3.在現(xiàn)場測點處進行手工鋪砂，并量取直徑數(shù)據(jù) （1）將路面清掃干凈（如圖7-2-3所示），面積不小于30 cm30cm。 單元七 路面抗滑性能檢測 圖7-2-3 路面清掃 單元七 路面抗滑性能檢測 （2）圓筒中裝砂（如圖7-2-4所示)。 （3）將砂倒在路面上，用底面粘有橡膠片的推平板，由里向外重復作旋轉攤鋪運動（如圖7-2-7所示），稍稍用力將砂細心地盡可能的向外攤平，使砂填入凹凸不平的路表面的空隙中。 圖7-2-4裝砂圖 7-2-5

9、叩實量砂圖7-2-6 刮平量砂 盡可能將砂攤成圓形，并不得在表面上留有浮動余砂（如圖7-2-7所示），注意攤鋪時不可用力過大或向外推擠。 圖7-2-7 倒砂，攤鋪單元七 路面抗滑性能檢測 單元七 路面抗滑性能檢測 如果攤鋪時攤的不足，用力過大或向外推擠，會對檢測結果產生什么影響？（小提示：攤的不足，會將路表基準面以上的砂也計入空隙的體積，使構造深度變大；用力過大或向外推擠砂攤開面積過大，又使構造深度變小。） 單元七 路面抗滑性能檢測 （4）測量所構成圓的兩個垂直方向的直徑，取其平均值，準確至5mm（如圖7-2-8所示）。 （5）按以上方法，同一處平行測定不少于3次，3個測定點均位于輪跡帶上，測

10、點間距35m。對同一處，應該由同一個試驗員進行測定。該處的測定位置以中間測點的位置表示。 圖7-2-8測量直徑長度 單元七 路面抗滑性能檢測 4.按計算公式進行計算 （1） 路面表面構造深度測定結果按式（7-2-1）計算： （7-2-1） 式中：TD路表面的構造深度(mm); V砂的體積(25cm3) D攤平砂的平均直徑(mm)。 （2）每一處均取3次路面構造深度的測定結果的平均值作為試驗結果，準確至0.01mm。 （3）計算每一個評定區(qū)間路面構造深度的平均值、標準差、變異系數(shù)。 5.檢驗結果處理與評定 （1）列表逐點報告路面構造深度的測定值及3次測定的平均值，當平均值小于0.2mm時，試驗結

11、果以0.2mm表示。 （2）計算每一個評定區(qū)間路面構造深度的平均值、標準差、變異系數(shù)。 （3）路面構造深度檢測記錄表：見表7-2-1。 單元七 路面抗滑性能檢測 單元七 路面抗滑性能檢測 根據(jù)上述表格的計算可知，工作課題中在建一級公路所測水泥混凝土路面的構造深度值合格。 手工鋪砂法在測試工程中要注意以下幾點。 1.量砂只能在路面上使用一次，不宜重復使用。回收砂禁止使用。 2.向量筒中裝砂時必須用小鏟裝，不可直接用量筒裝砂，以免影響量砂密度的均勻性，影響裝砂量。 3.鋪砂時不可用力過大或向外推擠，盡可能將砂攤成圓形，并不得在表面上留有浮動余砂。單元七 路面抗滑性能檢測 1. 影響路面抗滑性能的因

12、素有哪些？2.簡述手工鋪砂法測定路面構造深度時的注意事項。單元七 路面抗滑性能檢測 熟悉擺式儀測定路面摩擦系數(shù)的基本原理及適用范圍。 掌握擺式儀測定路面摩擦系數(shù)的方法和步驟。 課題三 擺式儀測定路面抗滑值 單元七 路面抗滑性能檢測 青島某地區(qū)在建一級公路，其路面為瀝青混凝土路面，為評定該路面在潮濕狀態(tài)下的抗滑能力，現(xiàn)要求測定該路面的抗滑擺值。 本課題主要講解擺式儀法的測定原理、適用范圍和檢測步驟。 單元七 路面抗滑性能檢測 擺式儀測定路面摩擦系數(shù)的基本原理及適用范圍 擺式儀法的基本原理是：擺式儀的擺錘底面裝有一橡膠滑塊，當擺錘從一定高度自由下擺時，滑塊面同測試點表面接觸。由于兩者間的摩阻而損耗

13、部分能量，使擺錘只能回到一定高度。擺錘回擺高度越?。〝[值越大），則反映路表面的摩阻力越大。擺式儀測定的擺值BPN值是反映路面抗滑性能的綜合性指標。 擺式儀法適用于以擺式摩擦系數(shù)測定儀（擺式儀）測定瀝青路面及水泥混凝土路面的抗滑值，用以評定路面在潮濕狀態(tài)下的抗滑能力。 單元七 路面抗滑性能檢測 單元七 路面抗滑性能檢測 對課題引入所描述的采用擺式儀法來測定青島某地區(qū)在建一級公路（其路面為瀝青混凝土路面）的抗滑擺值，按照如下流程進行： 選定測點準備儀具與材料在現(xiàn)場測點處進行擺式儀測定求算每一測點的抗滑擺值BPN檢驗結果處理與評定。 1.選定測點 按公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程（JTG E602008）

14、附錄A（見本教材模塊一 課題三）的方法，進行測試路段的取樣選點。在橫斷面上測點應選在行車道輪跡處，且距路面邊緣應不小于1m。 單元七 路面抗滑性能檢測 單元七 路面抗滑性能檢測 2.準備儀具與材料擺式儀橡膠片標準量尺灑水壺硬毛刷路面溫度計其他擺式儀結構圖 （1）擺式儀：形狀如圖7-3-1所示，檢查擺式儀的調零靈敏情況，并定期進行儀器標定。 單元七 路面抗滑性能檢測 圖7-3-1 擺式儀實物圖 單元七 路面抗滑性能檢測 （2）橡膠片：表7-3-1 橡膠物理性質技術要求 （3）滑動長度量尺：長126mm。（4）噴水壺。（5）硬毛刷。（6）路面溫度計：分度不大于1。（7）其他：皮尺或鋼卷尺、掃帚、粉

15、筆等。 單元七 路面抗滑性能檢測 圖7-3-3 滑動長度量尺實物圖噴水壺 單元七 路面抗滑性能檢測 3. 在現(xiàn)場測點處進行擺式儀測定 （1）清潔路面。 （2）儀器調平 圖7-3-4 儀器調平 單元七 路面抗滑性能檢測 （3）調零 調零允許誤差為1BPN。圖7-3-5 使擺水平 圖7-3-6 指針指零 當擺向左擺動后返回時，一定要用手接住擺桿，以免損壞滑溜塊和指針。 單元七 路面抗滑性能檢測 （4）校核滑動長度 校核滑動長度時，應以橡膠片長邊剛剛接觸路面為準，不可借擺的力量向前滑動，以免標定的滑動長度與實際不符。直至滑動長度符合126mm的規(guī)定。 單元七 路面抗滑性能檢測 圖7-3-7 校核滑動

16、長度 如果校核滑動長度時，未以橡膠片長邊剛剛接觸路面為準，而是借擺的力量向前滑動，使標定的滑動長度與實際不符，對檢測結果會有什么影響？單元七 路面抗滑性能檢測 單元七 路面抗滑性能檢測 （5）將擺固定在右側懸臂上，使擺處于水平釋放位置，并把指針撥至右端與擺桿平行處。 （6）用噴水壺澆灑測點，使路面處于濕潤狀態(tài)（見圖7-3-8）。 （7）按下釋放開關，使擺在路面上滑過，當擺桿回落時，用手接住擺，指針即可指示出路面的擺值。但第一次測定，不做記錄。然后使擺桿和指針重新置于水平釋放位置（見圖7-3-9）。圖7-3-8 澆灑測點圖7-3-9 首次測試單元七 路面抗滑性能檢測 （8）重復操作測定5次，并讀

17、記每次測定的擺值。5次數(shù)值中最大值與最小值的差值不得大于3。 （9）測記潮濕路表溫度準確至1。 （10）每個測點由3個單點組成，3個單點均應位于輪跡帶上，單點間距35m。該測點的位置以中間單點的位置表示。 圖7-3-9 測記潮濕路表溫度 4. 求算每一測點的抗滑擺值BPN（抗滑值的溫度修正） BPN20=BPNt+BPN （7-3-1）式中：BPN20換算成標準溫度20時的擺值； BPNt路面溫度t時測得的擺值； BPN溫度修正值，按表（7-3-2）采用。表7-3-2 溫度修正值 溫度t（）0510152025303540溫度修正值BPN-6-4-3-10+2+3+5+7單元七 路面抗滑性能檢

18、測 5.檢驗結果處理與評定 （1）列表（見表7-3-3）逐點報告路面單點測定值BPNt經溫度修正后的BPN20、現(xiàn)場溫度、3次的平均值。 （2）評定路段路面抗滑值的平均值、標準差、變異系數(shù)。 單元七 路面抗滑性能檢測 擺式儀操作儀器過程中必須注意以下幾點。 1.測點位置宜緊靠鋪砂法測定構造深度的測點位置，并與其一一對應。 2.測試完畢后應測記潮濕路面的溫度，準確至1。 3.當擺達到最高位置后下落時，應用左手將擺桿接住。 4.在滑溜塊上橡膠片滑動的有效范圍內不應有明顯的凸形和凹形。 5.標定滑動長度時，應以橡膠片剛剛接觸路面為準，不可借擺的力量向前滑動。 6.擺式儀應加強日常保養(yǎng)。 7. 為反映

19、測試路段的最不利情況，應選擇沿行車方向的左輪輪跡處測定。 8.在測定時，必須同一人5次測定的BPN值相差不得超過3個單位。單元七 路面抗滑性能檢測 1.簡述擺式儀測定路面抗滑擺值的測試步驟及注意事項。 2.擺式儀測定路面抗滑擺值與手工鋪砂法測定構造深度的測點如何確定？兩測點之間有何關系？ 3.若校核滑動長度中滑動長度大于或少于126mm，會如何影響試驗結果？單元七 路面抗滑性能檢測 熟悉摩擦系數(shù)測定車測定路面橫向力系數(shù)的基本原理及適用范圍。 掌握摩擦系數(shù)測定車測定路面橫向力系數(shù)的方法和步驟。課題四 摩擦系數(shù)測定車測定路面橫向力系數(shù)單元七 路面抗滑性能檢測 青島某地區(qū)在建一級公路，其路面為瀝青混

20、凝土路面，現(xiàn)要求利用橫向力系數(shù)測試系統(tǒng)測定該路面的路面摩擦系數(shù)。 本課題主要講解橫向力系數(shù)測試法的測定原理、適用范圍和檢測步驟。 單元七 路面抗滑性能檢測 橫向力系數(shù)測試系統(tǒng)測定路面摩擦系數(shù)的基本原理及適用范圍 橫向力系數(shù)測試的基本原理：測試車安裝有兩只標準試驗輪胎，它們對車輛行駛方向偏轉一定的角度。汽車以一定速度在潮濕路面上行駛時，試驗輪胎受到側向摩阻作用。此摩阻力除以試驗輪上的荷載，即為橫向力系數(shù)SFC。 本方法適用于標準的摩阻系數(shù)測試車測定瀝青路面及水泥混凝土路面在無嚴重坑槽、車轍等病害的正常行車條件下連續(xù)采集的橫向力系數(shù)，結果作為竣工驗收或使用期評定路面抗滑性能的依據(jù)。 單元七 路面抗

21、滑性能檢測 單元七 路面抗滑性能檢測 對課題引入所描述的采用單輪式橫向力系數(shù)測試系統(tǒng)來測定青島某地區(qū)在建一級公路（其路面為瀝青混凝土路面）的摩擦系數(shù)，按照如下流程進行： 準備儀具與材料測試前準備工作在現(xiàn)場測試路段啟動系統(tǒng)的采集和記錄程序出具報告（計算每一個評定路段路面摩擦系數(shù)值統(tǒng)計個數(shù)、平均值、標準差、變異系數(shù)）路面橫向力系數(shù)評定（根據(jù)表7-2-1要求判斷摩擦系數(shù)是否合格）。 1. 準備儀具與材料 測試系統(tǒng)（SCRIM型）構成 測試系統(tǒng)由承載車輛、距離測試裝置、橫向力測試裝置、供水裝置和主控制系統(tǒng)組成，如圖7-4-2。 單元七 路面抗滑性能檢測 圖7-4-1 單輪式橫向力系數(shù)測試系統(tǒng) 2. 測試前準備工作 3. 在現(xiàn)場測試路段啟動系統(tǒng)的采集和記錄程序 單元七 路面抗滑性能檢測 4. SFC值的修正 （1）SFC值的速度修正 SFC標= SFC測-0.22(v標一v測) (7-4-1)式中:SFC標-標準測試速度下的等效SFC值; SFC測-現(xiàn)場實際測試速度條件下的SFC測試值; v標-標