不同路面状况对路面摩擦系数影响的试验研究

第２７卷第１２期２０１０年１２月

公路交通科技

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

Ｖ０１．２７Ｎｏ．１２

Ｄｅｅ．２０１０

文章编号：１００２－０２６８（２０１０１

１２—００２７—０６

不同路面状况对路面摩擦系数影响的试验研究

李长城１’２，刘小明１，荣

建１

（１．北京工业大学建工学院，北京１００１２４；２．交通运输部公路科学研究院，北京１０００８８）

摘要：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（一３０一３５℃）、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。关键词：道路工程；摩擦系数；摆式仪；路面状况中图分类号：Ｕ４１６

文献标识码：Ａ

ｏｎ

ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙ

ＥｆｆｅｃｔｏｆＲｏａｄＣｏｎｄｉｔｉｏｎ

ｏｎ

ＰａｖｅｍｅｎｔＦｒｉｃｔｉｏｎＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ

ＬＩＣｈａｎｇｃｈｅｎ９１”，ＬＩＵＸｉａｏｍｉｎ９１，ＲＯＮＧＪｉａｎｌ

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ

ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｂｅｉｊｉｎｇ

１００１２４，Ｃｈｉｎａ；

２．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨｉｇｈｗａｙ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｉｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｖｅｍｅｎｔｓ（ｎｅｗａｎｄｏｌｄＡＣ １６ａｓｐｈＭｔｐａｖｅｍｅｎｔｓ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ

ａｓｐｈＭｔｐａｖｅｍｅｎｔｂｌｏｃｋｓｏｆＳＭＡ－１６ａｎｄ

ＯＧＦＣ－１３）ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ

ｔｈｅｉｒ

（一３０一３５℃），ｓｌｉｐｐｅｒｙｐａｖｅｍｅｎｔｓ（ｄｒｙ，ｍｏｉｓｔ，ｗｅｔ，ｉｃｅ），ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ（ｓａｎｄ，ｄｉｒｔ），ａｎｄ

ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙ

ｐｅｎｄｕｌｕｍ

ｆｒｉｃｔｉｏｎｔｅｓｔｅｒｉｎｔｅｒｍｓｏｆＢＰＮ．Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｏｎ

ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ

ｄａｔａ，ｔｈｅ

ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏａｄｐａｖｅｍｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｔｈａｔｐａｖｅｍｅｎｔｆｒｉｃｔｉｏｎｄｒｏｐｓ

ｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗｅｒｅｄｅｅｐｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ

ｈａｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐａｃｔｓ

ｏｎ

ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｗａｔｅｒ

ａｓ

ｆｉｌｍ

ａｎｄｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ

ｒｏａｄ

ｆｒｉｃｔｉｏｎ：（Ｉ）ｒｏａｄ

ｐａｖｅｍｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

ｄｅｃｒｅａｓｅｓ；（２）ｐｒｅｓｅｎｃｅ

ｏｆｗａｔｅｒｆｉｌｍｌｅａｄｓｔｏｎｏｔｉｃｅａｂｌｅｆｒｉｃｔｉｏｎ

ｏｒ

ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；（３）ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｓｕｃｈ酗ｄｉｒｔｗｅｔ；（４）ｓｐｒｅａｄｉｎｇ

ｓａｎｄｓ

ｏｎ

ｒｅｓｕｌｔｉｎｏｂｖｉｏｕｓｆｒｉｃｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｗｈｅｎｒｏａｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｓｍｏｉｓｔ

ｉｃｙｐａｖｅｍｅｎｔｈａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ

ｅｆｆｅｃｔ

ｏｎ

ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｒｏａｄｆｒｉｃｔｉｏｎ．

‘

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｆｆｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｐｅｎｄｕｌｕｍｆｒｉｃｔｉｏｎｔｅｓｔｅｒ；ｒｏａｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ

１试验方案设计１．１试验设备与材料

《公路路基路面现场试验规程》‘１１中详细规定了手动铺砂法、摆式仪法和摩擦系数测试车等测最路面摩擦系数的方法。考虑到实际条件，试验选用英国利兹ＭＡＳＴＲＡＤ摆式仪测量各种路面状况下实际

摩擦系数。摆式仪测茸结果为摆值，摆值（ＢＰＮ）除以１００可近似得到摩擦系数值。但摆式仪测量的摩擦值不能反映车辆高速运行状态下的摩擦状况，桂志敬等人（２００５）心Ｊ、黎春林等人（２００３）［３１通过

试验研究了摆式仪、动态摩擦系数测试仪（ＤＦｒ）、

横向力系数测试车（ＳＣＲＩＭ）以及英国ＧｒｉｐＴｅｓｔｅｒ测试车ＩＸ】测试结果的相关性。除最主要的摆式仪外，

收稿Ｒ期：２００９－１２－１２

基金项目：闷家道路交通安伞科技行动计划（２００９ＢＡＧｌ３Ａ０２）

’。

作者简介：李长城（１９７８一）．男．河北二ｉ河人，博ｌ：研究生．研究方向为道路交通安全．（∞．ｉｉ＠ｒｉｏｈ．Ｃ１１）

公路交通科技第２７卷

试验还需要人工铺砂仪、非接触式温度测量仪、喷

表１不同水膜厚度所需喷水量

壶、量杯等仪器，以及水、颗粒大小不一的砂粒、

Ｔａｂ．１

Ａｐｐｏｒｘｉｍａｔｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｗａｔｅｒｆｉｌｍ

泥土等材料。在进行路面低温和结冰路面状态下的

ｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｗａｔｅｒｓｐｒａｙ

ａｍｏｕｎｔ

摩擦系数试验时，利用高低温试验箱将路面试块进

水膜厚度／ｍｍ

近似用水域／ｍＬ

行冷却降温。

０．０３

２

１．２试验对象及试验组

Ｏ．０５３０．１０６

试验对象采用新、旧两种实际沥青路面（ＡＣ－Ｏ．２５

１６

１６）与轮碾成型机制成的ＳＭＡ－１６、ＯＧＦＣ－１３沥青混０．５０

３ｌ

合料路面试块，如图１所示。为了便于对不同路面状况的摩擦系数进行对比分析，试验根据路面是否

存在水、水膜厚度、水的相态将路面分为干燥、潮

湿、湿润、结冰４种情况，潮湿与湿润的划分阀值是水膜厚度Ｏ．０５ｍｍ；根据路面覆盖物将路面分为覆盖砂粒或泥土的路面；路面温度作为干燥且无覆盖物路面条件下的主要控制变量。具体试验组合方案：（１）干燥路面，无覆盖物，温度在一３０一３５℃范围图２砂粒（泥土｝覆盖的湿润路面

内变化；（２）常温下，干燥路面，覆盖不同量的砂啦２

Ｗｅｔｐａｖｅｍｅｎｔ

ｗｉｔｈｓａｎｄ／ｄｉｒｔ

粒或泥土；（３）常温下，不同水膜厚度；（４）常温覆盖有砂粒（泥土）的路面通过在清洁路面铺下，特定水膜厚度，覆盖不 …… 此处隐藏：9607字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……