[发明专利]一种用于室内研究路面材料抗滑性能衰变规律的装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于室内研究路面材料抗滑性能衰变规律的装置及方法，装置包括测试箱体，测试箱体表面开设箱门，在测试箱体内布设测试环道，测试环道的环形道内匹配设置环形导轨，在测试环道上布设试件，在环形导轨上安装用于对试件进行磨光的磨耗组件，以及用于测试试件抗滑性能变化的抗滑监测组件，抗滑监测组件通过连接线与中心计算机连通；还包括驱动装置，其贴合环形导轨内侧，为磨耗组件提供在环形导轨上滑移的动力；本发明可以在室内条件下简便高效地实现路面材料的加速磨耗，提高测试结果的准确度与科学性；并可研究测试样品的抗滑性能衰变过程，提出的抗滑性能衰变评价指标，更好地服务于路面路面设计及性能评价工作。

技术领域

本发明涉及一种用于室内研究路面材料抗滑性能衰变规律的装置及方法，属于路面抗滑性能检测评价。

背景技术

随着我国高速公路的迅猛发展，交通安全问题越来越受到人们的关注，路面抗滑性能是影响交通安全的关键因素之一。路表抗滑性能与表层所使用集料和混合料类型的抗磨光性能密不可分，在长时间的行车作用下，路面表面集料逐渐趋于光滑，路面结构更加密实，路面抗滑能力逐渐发生衰变。路面抗滑性能的缺陷会导致车辆在路面上发生滑移或者紧急刹车制动距离过长而引起交通事故。从全寿命周期来讲，不仅要求路面表层在投入运营初期具有良好的抗滑构造，还要求其结构在整个运营过程中始终满足车辆抗滑的实际需求。因此，充分掌握路面抗滑性能的衰变规律，可在混合料设计阶段实现对路面抗滑性能的有效评价，指导筑路材料类型的合理选择与级配设计的科学验证，避免由于设计不当而出现的事后补救现象。再者，了解路面抗滑性能衰变规律，也可为路面后期的养护工作提供参考，提前制定养护维修方案，避免因路面抗滑不足而造成行车安全事故。如何实现对路面材料及结构长期抗滑性能进行有效地测试及评价是研究路面材料抗滑性能衰变规律的关键，对路面设计和使用性能提升具有重要意义。

目前，对于路面抗滑性能的研究主要集中在集料和混合料级配的选择，以及实际路面的抗滑性能等方面，常规方法有粗集料磨光值试验、构造深度试验、摆式摩擦系数试验和横向力系数测试；这些测试手段都属于单点或定期的检测，无法实现路面抗滑性能长期发展的跟踪监测，也只能从单一角度来评价材料或结构的局部抗滑性能，而无法全面、准确地反映实际路面的抗滑衰变状况。

因此通过研究发现室内加速模拟试验是一种很有必要的科学研究方法，通过室内手段模拟路面在车辆荷载作用下的磨耗，加速抗滑衰变，能够在较短时间内得出路面的抗滑性能衰变规律，并且可以很好地控制各种变量，有利于针对各种条件因素的影响进行对比分析，因此，研究室内模拟试验方法对研究路面的长期抗滑性能有很重要的理论价值。目前，相关的室内试验装置对于模拟搓揉荷载尚存许多不足之处。室内模拟试验一般采用测试轮对车辙试件进行直线往复加载或者小型环道加载，其中直线往复循环加载和实际行车状况有很大差异，对于分车道的路面结构而言，其车辆的行驶方向是固定的，因此路面抗滑能力应具有方向性。此外，直线往复的加载方式难以保证车辆的匀速行驶，且在起终点存在明显的刹车与起步阶段，由此会对测试件产生推移作用，再者，这种频繁的改变行进方向也无法实现高速的加载，使对混合料车辙试件的磨耗效率低下。而环形加载方式可以实现高速的加载过程，但是其测试轮对试件的磨耗作用与实际路面上行驶的车轮间存在较大差异，非线性的加载路径也无法模拟真实路面抗滑性能的衰变情况。重要的是，以上方法均类似于小型的室内足尺试验，采用的测试试件为多块车辙板，一定程度上也加重了测试工作的负担。

综上可知，传统的室内抗滑性能测试及模拟装置已不能满足当前路面设计及养护决策的技术需要，需要结合实际需求开发新型的路面抗滑性能室内模拟测试装置，研究合理可靠的加速磨光方法，提高抗滑性能测试的效率和测试结果的准确度，提升路面材料长期抗滑性能衰变状况模拟及评价的科学、高效、有效性，更好地服务于路面设计及性能评价工作。

发明内容

本发明提供一种用于室内研究路面材料抗滑性能衰变规律的装置及方法，可避免抗滑测试过程中繁重的制样工作，提高测试结果的准确度与科学性，并提出综合性的抗滑性能衰变评价指标，使材料及结构的长期抗滑性能评价结果准确可靠，更好地服务于路面设计及性能评价工作。