[發明專利]一種用于室內研究路面材料抗滑性能衰變規律的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110671254.6
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113418861B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 董僑;趙曉康;陳雪琴;倪富健;顧興宇;范秋思;李志華
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02;G01N3/56
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

本發明涉及一種用于室內研究路面材料抗滑性能衰變規律的裝置及方法，裝置包括測試箱體，測試箱體表面開設箱門，在測試箱體內布設測試環道，測試環道的環形道內匹配設置環形導軌，在測試環道上布設試件，在環形導軌上安裝用于對試件進行磨光的磨耗組件，以及用于測試試件抗滑性能變化的抗滑監測組件，抗滑監測組件通過連接線與中心計算機連通；還包括驅動裝置，其貼合環形導軌內側，為磨耗組件提供在環形導軌上滑移的動力；本發明可以在室內條件下簡便高效地實現路面材料的加速磨耗，提高測試結果的準確度與科學性；并可研究測試樣品的抗滑性能衰變過程，提出的抗滑性能衰變評價指標，更好地服務于路面路面設計及性能評價工作。

技術領域

本發明涉及一種用于室內研究路面材料抗滑性能衰變規律的裝置及方法，屬于路面抗滑性能檢測評價。

背景技術

隨著我國高速公路的迅猛發展，交通安全問題越來越受到人們的關注，路面抗滑性能是影響交通安全的關鍵因素之一。路表抗滑性能與表層所使用集料和混合料類型的抗磨光性能密不可分，在長時間的行車作用下，路面表面集料逐漸趨于光滑，路面結構更加密實，路面抗滑能力逐漸發生衰變。路面抗滑性能的缺陷會導致車輛在路面上發生滑移或者緊急剎車制動距離過長而引起交通事故。從全壽命周期來講，不僅要求路面表層在投入運營初期具有良好的抗滑構造，還要求其結構在整個運營過程中始終滿足車輛抗滑的實際需求。因此，充分掌握路面抗滑性能的衰變規律，可在混合料設計階段實現對路面抗滑性能的有效評價，指導筑路材料類型的合理選擇與級配設計的科學驗證，避免由于設計不當而出現的事后補救現象。再者，了解路面抗滑性能衰變規律，也可為路面后期的養護工作提供參考，提前制定養護維修方案，避免因路面抗滑不足而造成行車安全事故。如何實現對路面材料及結構長期抗滑性能進行有效地測試及評價是研究路面材料抗滑性能衰變規律的關鍵，對路面設計和使用性能提升具有重要意義。

目前，對于路面抗滑性能的研究主要集中在集料和混合料級配的選擇，以及實際路面的抗滑性能等方面，常規方法有粗集料磨光值試驗、構造深度試驗、擺式摩擦系數試驗和橫向力系數測試；這些測試手段都屬于單點或定期的檢測，無法實現路面抗滑性能長期發展的跟蹤監測，也只能從單一角度來評價材料或結構的局部抗滑性能，而無法全面、準確地反映實際路面的抗滑衰變狀況。

因此通過研究發現室內加速模擬試驗是一種很有必要的科學研究方法，通過室內手段模擬路面在車輛荷載作用下的磨耗，加速抗滑衰變，能夠在較短時間內得出路面的抗滑性能衰變規律，并且可以很好地控制各種變量，有利于針對各種條件因素的影響進行對比分析，因此，研究室內模擬試驗方法對研究路面的長期抗滑性能有很重要的理論價值。目前，相關的室內試驗裝置對于模擬搓揉荷載尚存許多不足之處。室內模擬試驗一般采用測試輪對車轍試件進行直線往復加載或者小型環道加載，其中直線往復循環加載和實際行車狀況有很大差異，對于分車道的路面結構而言，其車輛的行駛方向是固定的，因此路面抗滑能力應具有方向性。此外，直線往復的加載方式難以保證車輛的勻速行駛，且在起終點存在明顯的剎車與起步階段，由此會對測試件產生推移作用，再者，這種頻繁的改變行進方向也無法實現高速的加載，使對混合料車轍試件的磨耗效率低下。而環形加載方式可以實現高速的加載過程，但是其測試輪對試件的磨耗作用與實際路面上行駛的車輪間存在較大差異，非線性的加載路徑也無法模擬真實路面抗滑性能的衰變情況。重要的是，以上方法均類似于小型的室內足尺試驗，采用的測試試件為多塊車轍板，一定程度上也加重了測試工作的負擔。

綜上可知，傳統的室內抗滑性能測試及模擬裝置已不能滿足當前路面設計及養護決策的技術需要，需要結合實際需求開發新型的路面抗滑性能室內模擬測試裝置，研究合理可靠的加速磨光方法，提高抗滑性能測試的效率和測試結果的準確度，提升路面材料長期抗滑性能衰變狀況模擬及評價的科學、高效、有效性，更好地服務于路面設計及性能評價工作。

發明內容

本發明提供一種用于室內研究路面材料抗滑性能衰變規律的裝置及方法，可避免抗滑測試過程中繁重的制樣工作，提高測試結果的準確度與科學性，并提出綜合性的抗滑性能衰變評價指標，使材料及結構的長期抗滑性能評價結果準確可靠，更好地服務于路面設計及性能評價工作。