一种路面抗滑寿命的测定装置

1.本发明涉及一种路面抗滑寿命的测定装置，属于道路检测领域。


背景技术：

2.沥青路面作为现在和未来道路交通荷载的主流形式，其建设行业突飞猛进，但是在推动社会经济快速发展的过程中，也给人民带来难以估量的安全隐患。车速飞快增长，车流量不断增大，因此交通事故频频发生。制动距离太长便是灾祸发生的首要原因，路面交通安全一直是道路、交通工程等领域的热点话题。路面的抗滑性能是影响道路行车安全的重要因素。据不完全统计，中国81％的交通事故与路面抗滑能力不足导致车辆制动时发生侧滑有关。对于道路路面抗滑能力不足的路面及时的加以维护措施，能够减少大部分交通事故。因此对于路面抗滑能力的及时检测，以及对于新建路面抗滑寿命的测定便显得尤为重要。
3.根据jtg h10-2009《公路养护技术规范》规定：高速公路横向力系数sfc ＜40的路段应该采取一定的措施(如加铺罩面层等)提高路面抗滑能力。道路路面的抗滑寿命指的是，随着车辆的反复作用下，路面被车辆反复磨损导致其表面逐渐光滑，摩擦系数与横向力系数逐渐降低，直至道路表面横向力系数低于40时的车辆荷载的作用次数即为道路路面的抗滑寿命。现阶段道路抗滑能力的测试装置主要有落锤式摆式仪，动态摩擦系数测试仪和车载式横向力系数测试车等，这些装置可以测量目前的道路抗滑能力，但是其测试精度较差，受环境的影响较大，测量效率低，不能够测试路面的抗滑寿命。因为，为了对道路的抗滑能力进行更好的评价，对道路的抗滑寿命能有较好的预测，本发明现提出一种路面抗滑寿命的测定装置及方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明的目的在于提供一种路面抗滑寿命的测定装置及方法。
5.技术方案：一种路面抗滑寿命的测定装置，包括沥青混合料放置平台，所述沥青混合料放置平台的四个顶点外侧设置有四个螺纹抬升杆，螺纹抬升杆的俯视图为矩形的四个顶点，俯视情况下上面两根螺纹抬升杆和下面两根螺纹抬升杆分别套有两个水平导轨。所述每两根螺纹抬升杆顶部设置有固定杆，用以固定螺纹抬升杆，防止其发生倾斜。每根螺纹抬升杆自下而上设有与螺纹抬升杆螺纹连接的升降螺母，可沿螺纹丝杆上下移动的导轨，与螺纹抬升杆螺纹连接的限位螺母，所述导轨上设置有可沿导轨滑动的滑块，滑块上设置有限位杆，可以固定滑块位置。所述滑块之间通过横轴连接，所述滑块下部设置有活塞杆，所述活塞杆的中部外套弹簧且弹簧位置固定，活塞杆的下部固定连接有三角支架，所述三角支架下部固定连接有内置电机的钢轮，上部固定有一供仪器调平的气泡水平仪。所述钢轮的侧面贴有反光条，非接触转速仪与反光条垂直放置时可测量和记录钢轮的转速。所述内置电机的钢轮串联一交流变频稳压电源，所述交流变频稳压电源可以调整输出电压与电
流，即可以使内置电机的钢轮有限定动力或使其有限定速度。所述沥青混合料放置平台的中线的同一水平位置处即与内置电机的钢轮同一直线位置处，设置一压力测量装置，用于测量不同导轨高度下钢轮对沥青混合料车辙板试件的压力。
6.作为优选，所述竖向驱动钢轮机构包括设置在所述沥青混合料放置平台边缘的四根螺纹抬升杆，所述螺纹抬升杆上安装可上下移动的所述升降螺母，所述水平导轨两端分别与所述升降螺母固定连接。
7.作为优选，所述滑块为两个，分别套设在两根所述水平导轨上，两个滑块之间连接有横轴，所述活塞杆的顶部与横轴中间固定连接。
8.作为优选，所述横轴上中间位置设置有气泡水平仪。
9.本发明还公开了一种路面抗滑寿命的测定方法，适用于上述所述的实验装置，包括以下几个步骤：
10.第一步：调节螺纹抬升杆，导轨与升降螺母的位置，使得内置电机的钢轮与沥青混合料车辙板试件不接触，观察气泡水平仪使得仪器水平，调整滑块处于如图5所示位置i处。
11.第二步：调节螺纹抬升杆，导轨与升降螺母的位置，使得内置电机的钢轮与压力测量装置接触，再次调节螺纹抬升杆，导轨与升降螺母的位置，直到压力测量装置显示压力为f0。
12.第三步：取道路上测试得到路面横向力系数sfc值等于40的车辙板试件为标准试件，置于沥青混合料车辙板放置平台，调整滑块处于如图6置于ii位置处，通过限位杆固定滑块位置。通过调节交流变频稳压电源，输出稳定电压v0内置电机的钢轮开始转动，非接触转速仪与反光条垂直放置，测得此时内置电机的钢轮转速转至匀速所需要的时间t0，测得此时内置电机的钢轮与沥青混合料车辙板试件时的转速ω0，记录此时的标准参数f0、v0、t0、ω0。
13.第四步：调整滑块处于如图5所示位置处，取待测路面试件放入沥青混合料车辙板放置平台，其高度与压力测量装置水平，调整滑块处于如图置于ii位置处，通过限位杆固定滑块位置。通过调节交流变频稳压电源，输出稳定电压v0内置电机的钢轮开始转动，非接触转速仪与反光条垂直放置，测得此时内置电机的钢轮转速转至匀速时速度ω1。
14.第五步：判断ω1与ω0大小，若ω1＞ω0时，即待测沥青混合料车辙板试件抗滑能力不能满足规范要求，需要进行表面处理，无需进行第六部操作。若ω1＜ω0时，即待测沥青混合料车辙板试件抗滑能力可以满足规范要求，不需要进行表面处理，且需要进行第六步操作。
15.第六步：使内置电机的钢轮持续磨耗待测沥青混合料车辙板试件，随着其表面逐渐磨光可以通过非接触转速仪看到内置电机的钢轮的转速ω逐渐增大，待转速ω增大至ω＝ω0时记录内置电机的钢轮转速由ω1增加至ω0所需要的时间t，及 t为待测试件的剩余磨耗寿命。
16.本发明的有益效益为：调平后，将滑块置于i位置处可根据调整不同导轨高度以调节内置电机的钢轮与沥青混合料车辙板试件的压力f；取道路上测试得到路面横向力系数sfc值等于40的车辙板试件为标准试件，置于沥青混合料车辙板放置平台，调平后，将滑块置于i位置处，调整不同导轨高度使内置电机的钢轮与沥青混合料车辙板试件的压力f0，将滑块置于ii位置处，通过调节交流变频稳压电源，输出稳定电压v0内置电机的钢轮开始转
动，非接触转速仪与反光条垂直放置，测得此时内置电机的钢轮转速转至匀速所需要的时间t0，测得此时内置电机的钢轮与沥青混合料车辙板试件未接触时的转速ω0，记录此时的标准参数f0、v0、t0、ω0。根据标准参数再测试待测车辙板试件，对比其在相同压力f0，与相同稳定电压v0时加速至匀速运动的时间，可判断此时路面的抗滑能力是否满足要求；再次由于内置电机的钢轮在沥青混合料表面不断磨损，其摩擦系数逐渐降低，输出电压不变的情况下，阻力变小转速逐渐增大，对比其转速增加至ω0所需要的时间可以测定路面抗滑寿命。
附图说明
17.图1为本发明提出的路面抗滑寿命的测定装置的主视图；
18.图2为本发明提出的路面抗滑寿命的测定装置的俯视图；
19.图3为本发明中内置电机的钢轮与交流变频稳压电源连接的放大示意图；
20.图4为非接触转速仪测试内置电机的钢轮转速位置示意图；
21.图5为滑块处于位置i的示意图；
22.图6为滑块处于位置ii的示意图；
23.图中：1.固定杆；2.螺纹抬升杆；3.弹簧；4.限位螺母；5.导轨；6.三角车轮支架；7.滑块；8.升降螺母；9.压力测量装置；10.活塞杆；11.沥青混合料车辙板放置平台；12.沥青混合料车辙板试件；13.内置电机的钢轮；14.气泡水平仪；15.横轴；16.反光条；17.交流变频稳压电源；18.非接触转速仪；19. 限位杆。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的一个实施方式进行说明。
25.一种路面抗滑寿命的测定装置，如图1-6所示：包括沥青混合料车辙板放置平台11，所述沥青混合料放置平台11的四个顶点外侧设置有四个螺纹抬升杆2，螺纹抬升杆2的俯视图为矩形的四个顶点，俯视情况下上面两根螺纹抬升杆2和下面两根螺纹抬升杆2分别套有一个水平导轨5。所述每两根螺纹抬升杆2顶部设置有固定杆1，用以固定螺纹抬升杆2，防止其发生倾斜。每根螺纹抬升杆2自下而上设有与螺纹抬升杆2螺纹连接的升降螺母8，可沿螺纹抬升杆2上下移动的导轨5，与螺纹抬升杆2螺纹连接的限位螺母4，所述导轨5 上设置有可沿导轨5滑动的滑块7，滑块7上设置有限位杆19，可以固定滑块 7位置。所述滑块7之间通过横轴15连接，所述滑块7下部设置有活塞杆10，所述活塞杆10的中部外套弹簧3且弹簧3位置固定，活塞杆10的下部固定连接有三角车轮支架6，所述三角车轮支架6下部固定连接有内置电机的钢轮 13，上部固定有一供仪器调平的气泡水平仪14。所述内置电机的钢轮13的侧面贴有反光条16，非接触转速仪18与反光条16垂直放置时可测量和记录钢轮的转速。所述内置电机的钢轮13串联一交流变频稳压电源17，所述交流变频稳压电源17可以调整输出电压与电流，即可以使内置电机的钢轮13有限定动力或使其有限定速度。所述沥青混合料车辙板放置平台11的中线的同一水平位置处即与内置电机的钢轮13同一直线位置处，设置一压力测量装置9，用于测量不同导轨5高度下钢轮13对沥青混合料车辙板试件12的压力。
26.本实施例还提供了上述装置的实验方法，包括以下几个步骤：
27.第一步：调节螺纹抬升杆2，导轨5与升降螺母8的位置，使得内置电机的钢轮13与沥青混合料车辙板试件12不接触，观察气泡水平仪14使得仪器水平，调整滑块7处于如图5所示位置i处。
28.第二步：调节螺纹抬升杆2，导轨5与升降螺母8的位置，使得内置电机的钢轮13与压力测量装置9接触，再次调节螺纹抬升杆2，导轨5与升降螺母8 的位置，直到压力测量装置9显示压力为f0。
29.第三步：取道路上测试得到路面横向力系数sfc值等于40的车辙板试件为标准试件，置于沥青混合料车辙板放置平台11，调整滑块7处于如图6置于ii 位置处，通过限位杆19固定滑块7位置。通过调节交流变频稳压电源17，输出稳定电压v0内置电机的钢轮13开始转动，非接触转速仪18与反光条16垂直放置，测得此时内置电机的钢轮13转速转至匀速所需要的时间t0，测得此时内置电机的钢轮13与沥青混合料车辙板试件12时的转速ω0，记录此时的标准参数 f0、v0、t0、ω0。
30.第四步：调整滑块7处于如图5所示位置i处，取待测路面试件放入沥青混合料车辙板放置平台11，其高度与压力测量装置9水平，调整滑块7处于如图 6置于ii位置处，通过限位杆19固定滑块7位置。通过调节交流变频稳压电源 17，输出稳定电压v0内置电机的钢轮13开始转动，非接触转速仪18与反光条16 垂直放置，测得此时内置电机的钢轮13转速转至匀速时速度ω1。
31.第五步：判断ω1与ω0大小，若ω1＞ω0时，即待测沥青混合料车辙板试件抗滑能力不能满足规范要求，需要进行表面处理，无需进行第六部操作。若ω1＜ω0时，即待测沥青混合料车辙板试件抗滑能力可以满足规范要求，不需要进行表面处理，且需要进行第六步操作。
32.第六步：使内置电机的钢轮13持续磨耗待测沥青混合料车辙板试件12，随着其表面逐渐磨光可以通过非接触转速仪18看到内置电机的钢轮13的转速ω逐渐增大，待转速ω增大至ω＝ω0时记录内置电机的钢轮13转速由ω1增加至ω0所需要的时间t，及t为待测试件的剩余磨耗寿命。
33.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。