文档介绍：长安大学
硕士学位论文
水泥混凝土路面抗滑性能及评价模型研究
姓名:柯文豪
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:陈拴发
20100604
摘要对水膜影响范围内的胎面单元施加动水压力,分析了各个因素对轮胎一路面间附着系随我国公路事业飞速发展,交通量增大,车速提高,对路面的使用性能也提出了更高的要求。路面抗滑性能是决定道路使用安全的重要因素,研究路面抗滑性能并建立评价模型,对路面养护管理及行车安全都具有极大意义。本文首先分析了轮胎与路面间摩擦产生机理,总结了其主要影响因素,并对潮湿路面的抗滑性能进行了简要分析。在此基础上,分析了路面积水对轮胎的作用力。运用有限元软件来模拟有水膜存在时,轮胎与水泥混凝土路面的有限元模型。假定在轮胎滚动过程中,不发生平动,只有定轴转动,将平动速度施加在路面模型上。数的影响。据此,并结合现有路面抗滑评价模型,应用回归分析方法,回归出与轮胎荷载、胎压、水膜厚度、构造深度、滑移速度等因素有关的抗滑评价模型。之后,通过室内试验及现场试验研究路面粗、细构造及纹理方向等因素对路面抗滑性能的影响。分析新型抗滑性能测试仪的使用性能,同时,对该设备与摆式仪的相关性进行分析。采用线性回归分析方法,回归出摩擦系数与摆值的一元线性方程,并对其进行验证。最后,根据摩擦系数与摆值的回归方程,参考规范中摆值的温度修正值和评价标准,推导出摩擦系数的温度修正值及评价标准。关键词:水泥混凝土路面,抗滑性能,评价模型,摩擦系数,水膜厚度
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第一章绪论问题的提出国内外研究现状随着我国国民经济的飞速增长,公路建设事业发展迅速,交通量和车速都呈飞速发展的趋势,人们在享受便捷交通的同时,面临着交通事故的威胁。引起交通事故的能不足是引起交通事故发生的重要因素之一。一些事故多发地段的调查结果表明,如果保持其他因素不变,提高路面的抗滑性能能够显著减少交通事故的发生。对路面抗滑性能的研究包括抗滑能力检测、评价标准及评价模型等。路面抗滑性能检测虽已被列入我国公路工程质量设计和检验的范畴,但在某些方面还存在不足:定点式检测仪受人为因素影响大,效率低;连续式摩擦系数仪价格较为昂贵。因此有必要开发出经济、便携、稳定的抗滑检测设备,并为其制定相应评价标准。目前,抗滑评价模型的研究开展较少,且现有模型仅对干燥情况下速度、粗构造等因素进行分析,而对于影响权重较大的水膜厚度、轮胎参数等未做评价。因此有必要建立一个合理的抗滑性能评价模型,以分析路面抗滑性能下降的机理及原因,为保持路面良好的抗滑性能提出合理性的建议及措施,同时为道路设计、@嘈目前,路面抗滑性能检测设备主要有两种:基于力学模式的检测设备及基于几何模式的检测设备。几何模式检测设备主要检测路面构造深度。其测试设备有断面类、体积法和流出仪三类。力学模式检测设备主要检测摩擦系数,可分为连续式和定点式两种。连续式摩擦系数检测仪根据检测方式不同可分为四种类型:锁轮型、滑移率固定型、滑移率可变型、侧向力型。定点式检测仪使用最多的是摆式摩擦系数仪,可用定点式摩擦系数测试仪受人为因素影响大,测试误差及稳定性较差,检测速度慢。连续式摩擦系数测试仪测试速度快,但其价格较为昂贵,一般用于测试高等级路面抗滑性能。因此有必要开发出硬件设备精密化、标准化、稳定化,数据采集快速化、精原因是多方面的【,包括人、车、道路、气候等客观和主观因素,其中,路面抗滑性定的指导作用。其检测值表征路面的细构造。【长安大学硕士学位论文
式中:卜摩擦力;,卜摩擦系数;辉睾伞芯拷痔ヒ宦访娼哟デ治#夯徽匙乓换銮N夜д吖艿匣R蹙在行车速度达到汕时,计算误差高达%。确化,数据处理实时化以及软件系统人性化、自动化,且测试效率较高、,人类对摩擦现象从科学上加以认识,最早应属里奥纳德·达·芬奇猟【浚谑迨兰椭叶就发现了摩擦力与载荷成正比。对摩擦的系统研究是由法国的阿蒙顿和库伦完成的。两人的实验都表明,摩擦力头ㄏ蚝稍豊成正比,他们把这一数值称为摩擦系数磃疦,这就是人们所熟悉的伞6阅Σ料窒蟠机理上加以研究,并取得初步成功是在年左右。与⑾至宋⑼固间的粘着现象,并区分了几何接触面积与真实接触面积之间的差异。此后,以摩擦学为研究基础,把轮胎摩擦学作为一门学科,对其进行了深入的研究。世纪年代,和发现弹性滑移现象,随后,许多学者相继证实了该现象。轮胎在弹性滑移时,接地面分为:粘着区和滑移区。甋模型【是经典的轮胎一路面摩擦模型,认为滑动区和粘着区的大小受滑动率影响,摩擦系数与滑动及粘着区域有关,因此滑动率变化影响轮胎一路面摩擦系数。前苏联学者克拉盖尔斯