路面横向力系数速度修正试验研究

路面横向力系数速度修正试验研究 第22卷第6期 2005年6月 公路交通科技 JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopment V01.22No.6 Jun.2O05 文章编号:1002-O268(20O5)06-0054-03 路面横向力系数速度修正试验研究 和松,常成利,钱敬之 (交通部公路科学研究所,北京100088) 摘要:通过多种沥青混凝土路面的现场试验得到路面横向力系数SFC值与测试速 度的相关关系,经合理简化后推荐 出SFC的速度修正公式.试验结果和修正量经与国外研究成果和技术标准比较基 本一致,因此推荐为国内SCRIM系 统使用的标准速度修正方法. 关键词:横向力系数;速度;试验;修正 中图分类号:15418.6文献标识码:A StudyonCorrectionofSidewayForceCoefficientbyMeasuredSpccd HESDng,CHANGCng.li,Q/AN.zhi (ResearchInstituteofHighway,MinistryofCommunicatiom,Beijing100088,Ofina) Abstract:Therelationbetweensidewayforcecoe~cient(SFC)andmeasuredspeedisachieve dbyfieldtestOlldifferentkindsofbitu- linenroad-surface.ItissilIlp蛳 edrationaUyandtheexpressionofcorrectionofSFCbymeasuredspeedispresented.Theresu ltsofthe fieldtestandthecorrectionvaluesabasicallyconsistentwiththoseoftheresearchandspecific ationabroad.Itisproposedthatthecot- reckonmethodshouldbetakena8national8ta/gia~forcolTectlonofspeedmeasuredwiththe SCRIMsystem. Keywords:SidewayForceCoe~cient;Speed;Testing;Corro~on 0引言 本文研究的横向力系数特指SCRIM系统所测试 的技术指标SFC值.SCRIM系统的原型机由英国研 制和生产,历史已长达近80年,其测试原理是通过 一 个与车辆纵向成20~角的光面充气专用轮胎在规定 荷载下所测试的路面 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面摩擦系数值.SFC值与其 它类型设备测试的摩擦系数相比较所具有的特点是, 它不仅能表征路面对车辆制动距离长短的影响,还能 反映路面防止车辆在紧急制动或高速行车过程中发生 侧滑的能力.此外,SCRIM系统由于自备很大容量的 储水装置,因此可以长距离的连续工作,测试效率是 目前各种设备中最高的. 基于上述原因,世界道路会议早期曾经推荐各国 使用SCRIM系统来评价道路的抗滑性能,目前已有 英,法,丹麦,比利时,日本,香港,中国等世界许 多国家和地区都在使用这种测试装置.我国于上世纪 80年代后期从英国引进SCRIM系统,90年代中后期 陆续在行业标准 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 体系中制定了相关测试规程和测 试指标的评价标准.近些年来随着我国高速公路的大 量建成和投入使用,工程施工质量检验和运营养护评 价的检测需求急剧增加,SCRIM系统是高速公路路面 抗滑能力检测的首选设备,其对提高我国高速公路的 行车安全水平起到了极大的促进作用. 但是,SCRIM设备在我国多年使用过程中仍然存 在一些需要解决的问题.检测设备在实际测试过程中 会受到很多内外部因素的影响,而为了保证测试结果 的客观和统一,就必须研究确定各种因素对测试结果 收稿日期:2004-11-O9 基金项目:交通部标准规范项目研究专题资助 作者简介:和松(1968一),男,浙江杭州人,高级工程师,主要研究方向为路面工程及 试验检测. 第6期和松,等:路面横向力系数速度修正试验研究 的影响范围或影响程度,并进行准确的定量修正. SCRIM系统在测试过程中会受到多种因素干扰,造成 现场测试速度经常发生变化,路面SFC值又直接受 到测试速度的影响,因此以标准测试速度为基准对实 际速度下得到的SFC测值进行修正才能正确评价路 面的抗滑能力,建立SFC测值的速度修正公式是 SCRIM系统应用的必要条件. 根据交通部标准规范项目研究专题《高速公路路 面自动化检测现场测试规程及评价方法》的编写要 求,作者在参考英国SCRIM系统有关标准的前提下 开展了路面横向力系数的速度修正试验研究. 1路面横向力系数(S,-c)速度试验 1.1试验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计原则 速度试验方案设计与条件准备遵循以下原则: (1)选择SFC值水平和表面类型不同的路段进行试 验,每个路段的SFC值应尽量分布均匀;(2)每个 路段都进行多种测试速度的试验;(3)不同路段及不 同速度测试时,应保证路面洒水量和温度等外部条件 相同. 1.2现场试验内容 根据以上要求进行了如下现场试验:试验地点为 北京地区(不同摩擦系数专用试验路);试验时间为 2003年8月份(最适合的测试季节);试验设备为 SCRIM测试系统;试验路段为8条不同SFC水平 (.s分布范围40—9o)及不同路面类型的试验路 段;试验温度为控制在l525?范围内,可不考虑 温度影响;试验速度为40,50,60,70,80km/h:测 试过程为每个路段每种速度按同一方向连续重复测试 5次. 1.3试验数据统计结果 通过试验得到的各路段测试数据统计结果见表l. 裹1 注:表1中为路面平均构造深度. 2s,.c速度试验回归计算及相关分析 各路段测试数据的线性回归结果见图l和表2. 100 90 80 70 60 50 40 图1SFC测试速度相关关系回归 裹2 从上述试验结果表明SFC与测试速度具有较高 的相关关系,而且线性回归结果显示当处于不同测试 水平时(即测试路段SFC值处于l8路段不同水平 范围内),测试速度对SFC值的影响量比率的差别不 大. 另外,目前国内绝大部分路面构造深度不超过 2mm,本次试验各路段构造深度选择范围(0.3 2.Omm)基本可覆盖一般路面类型的状况.从原理上 讲路面构造深度对不同测试速度下的摩擦系数变化有 影响,但从本次多水平试验结果观察,在目前的构造 深度分布区间对SFC与速度的关系影响不甚明显. 因此出于工程检测实用角度考虑,当进行SFC值速 度修正时可暂忽略构造深度的影响. 经查阅有关ASTMSTP1031文献论文中在德国的 制动力摩擦系数速度试验显示出相似的结论(见图2). 量 簌 1.15 - R 臀 纂 o20406080l00 速度/km?h'' 图2制动力摩擦系数速度试验 3速度换算公式的确定 3.1速度换算公式 56公路交通科技第22卷 根据上述基本观察结论,我们进行了如下推导. 假定某一SFC值水平下标准测试速度和实际测 试速度时的线形关系公式分别如下 SFC标=A?+(1) S测=A'+B(2) 式中,SFC标,SFC测为标准测试速度和某实际测试 速度下测得的SFC值;,为标准测试速度和 实际测试速度;A,B为回归系数. 令上述两公式相减并整理可得 标=A(标一测)+测(3) 3.2系数A的确定 从公式(3)可看出在进行SFC值的速度换算时 与系数A有关,而与系数无关,进一步说也就是 与SFC水平大小无关. 上述各组试验线性回归系数A最大和最小值之 差为0.11,若以最高和最低速度之差40km/h考虑, 该试验回归系数A对SFC值的影响也仅约4个单位. 但在现场测试过程中当选定某一适合的标准测试速度 后,一般实际测试速度与标准速度不会有如此大的偏 差.因此我们认为取系数A为常数,可简化公式, 便于实际工程应用.同时,8组试验中系数A的平均 值为一0.215,当去掉系数A最大和最小值后其余组 的平均值依然是一0.215,我们取A=一0.22. 将系数A代人公式(3)得到SFC的标准速度修 正公式为 标=测一0.22(标一测)(4) 因此,可认为公式(4)普遍适用于各种沥青混 凝土路面的速度修正. 4速度换算公式的验证 为考查公式(4)的可靠性,我们又再次进行了 验证试验.验证试验只测试了30,50,70km/h三种 速度,以50km/h作为标准测试速度.本次试验实测 SFC值及通过公式(4)计算的理论值见表3. 裹3 测试速度30km?h测试速度70kin-h 编号标准值预测值实测值预测值实测值 77 72 71 68 69 84 60 78 81.482 76.479 75.477 72.475 73.471 88.484 64.466 82.481 表3中误差率计算式为 误差率=x100% 从验证试验结果看速度换算公式的可靠性能够满 足实际使用要求,其误差率一般不大于5%,多水平 试验的平均误差率仅为2.8%. 5研究结论 根据上述试验研究我们将公式(4)作为课题成 果推荐为SCRIM系统在中国测试SFC值时的标准速 度修正公式. 经查SCRIM系统的原产国英国也曾进行过类似 试验研究,其1987年运输部标准HI)15/87即对测试 速度作出表4的量值修正规定. 裹4 表4显示两国速度试验SFC值修正量的范围基 本一致,英国规定SFC小于1个单位时可不修正, 我国可参考执行;同时我们认为公式(4)的修正准 确性要优于英国标准. 目前SCRIM系统的数据 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 和数据处理全部计 算机化,数据量巨大,因此利用准确的公式编制专用 计算软件修正SFC值已是非常科学实用的方法.本 试验研究课题得到了比较理想的结果,已建议编人行 业规程中使用. 参考文献: [1]交通部公路科学研究所.高速公路路面自动化检测现场测试规 程及评价方法研究报告[R].2O04. [2]JTJ059-95,公路路基路面现场测试规程[s]. [3]和松.高速公路路面摩擦系数的测试与评价[J].公路交通科 技,2002,19(1):8一l1. [4JBdtishStandardsInstitution.MethodsforMearuringtheSkidResistaace 0fPavementStafacea-Partl:Side-wayForceC,oe~l$ciontRoutineInvesti- MaP_,hine[S].BritishStandard,BS7941—1999. [5]JtirgenDames.Theh口ll?ce0fPolishingR朗i鳓mce0fsand0llSkidRe- si|0fAsphaltConcrete[J].Surface0?c8'舡血i?0fRoadways, AsIMSTP1031. [6]Department0fTI锄州m~hwaysad嘶c?rect叫ate.SkiddingReals- tahoe0fIn一n,iceTrunkRoads[SJ.Depaxm~talStandardHI)15/ 87.1987. 3O192855 352O216O 鼹舭 66666666 74163O57 O3233521