沥青路面抗滑性能检测技术及应用
简介
沥青路面的抗滑性能是衡量道路安全性的重要指标之一,直接影响车辆在行驶过程中的制动效果和操控稳定性。路面的抗滑能力不足可能导致车辆在雨天或紧急制动时发生侧滑、追尾等交通事故。随着我国公路网规模的扩大和交通流量的增加,对抗滑性能的检测与评价需求日益迫切。抗滑性能的优劣与沥青混合料的材料特性、施工工艺以及使用环境密切相关,因此需要通过科学试验手段进行定量化评估。
适用范围
沥青路面抗滑性能检测主要适用于以下场景:
- 新建道路验收:验证路面是否满足设计规范中的抗滑指标要求;
- 定期养护评估:监测既有道路在长期使用中抗滑性能的衰减情况;
- 事故多发路段分析:针对易发生交通事故的路段,排查抗滑性能不足的潜在风险;
- 特殊环境适应性检验:如高海拔、多雨地区或重载交通路段,需针对性评估抗滑能力。
检测项目及简介
沥青路面抗滑性能的检测项目主要包括以下几类:
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摩擦系数检测 摩擦系数是评价路面抗滑性能的核心参数,反映轮胎与路面接触时的阻力大小。根据测试方法不同,可分为纵向摩擦系数和横向摩擦系数。纵向摩擦系数用于评估车辆制动性能,横向摩擦系数则与车辆转弯稳定性相关。
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构造深度检测 构造深度表征路面微观纹理的丰富程度,直接影响排水能力和轮胎抓地力。足够的构造深度可减少雨天水膜效应,提升抗滑性能。
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摆值(BPN)检测 通过摆式摩擦仪模拟轮胎滑移状态下的摩擦力,以摆值(British Pendulum Number)量化路面的即时抗滑能力,适用于小范围或局部区域检测。
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横向力系数(SFC)检测 采用横向力系数测试车,通过测量轮胎与路面间的横向摩擦力,反映车辆在转弯或侧滑状态下的抗滑性能,适用于大规模连续检测。
检测参考标准
国内外对抗滑性能的检测已形成系列标准,主要包括:
- ASTM E303-93(2018):Standard Test Method for Measuring Surface Frictional Properties Using the British Pendulum Tester,规定了摆式摩擦仪的操作流程与数据处理方法;
- ASTM E1911-19:Standard Test Method for Measuring Surface Frictional Properties Using the Dynamic Friction Tester,适用于动态摩擦系数测试;
- JTG 3450-2019:公路路基路面现场测试规程,中国交通运输行业标准,涵盖构造深度、摩擦系数等项目的检测方法;
- EN 13036-4:2011:Road and airfield surface characteristics - Test methods - Part 4: Method for measurement of slip/skid resistance of a surface: The pendulum test,欧洲标准中摆式摩擦检测的技术要求。
检测方法及相关仪器
- 摆式摩擦仪法
- 原理:通过摆锤模拟轮胎滑移,测量摆动过程中能量损失,计算摆值(BPN)。
- 仪器:英国摆式摩擦仪(British Pendulum Tester),包含摆锤、滑动长度标尺和指针式读数装置。
- 步骤:清洁路面→校准仪器→释放摆锤→记录摆值→多点测量取平均值。
- 激光构造深度仪法
- 原理:利用激光扫描技术获取路面三维纹理数据,计算构造深度(MTD)。
- 仪器:激光构造深度仪(如Laser Texture Scanner),集成高精度激光传感器和数据采集系统。
- 步骤:选定测区→设备标定→扫描路面→软件自动分析。
- 横向力系数测试车法
- 原理:测试车以恒定速度行驶,通过加载横向力传感器测量轮胎与路面的摩擦力。
- 仪器:横向力系数测试车(如SCRIM车),配备液压加载系统、力传感器和GPS定位模块。
- 步骤:设备预热→设定车速(通常50-60 km/h)→连续采集数据→生成SFC分布图。
- 手工铺砂法(构造深度辅助检测)
- 原理:通过已知体积的砂粒填充路面凹槽,推算平均构造深度。
- 仪器:量砂筒、推平板、钢尺等。
- 步骤:摊铺量砂→均匀推平→测量覆盖面积→计算MTD。
技术发展趋势
近年来,随着智能化检测技术的发展,多传感器融合系统逐渐应用于抗滑性能检测。例如,集成高精度惯性导航、机器视觉和物联网技术的检测车,可同步获取摩擦系数、构造深度和宏观纹理数据,并通过云平台实现实时分析与预警。此外,基于人工智能的路面状态预测模型,能够结合历史检测数据和环境因素,评估抗滑性能的长期变化规律,为道路养护决策提供支持。
结语
沥青路面抗滑性能检测是保障道路交通安全的重要技术手段。通过科学选择检测方法、规范执行标准流程,并结合智能化设备的应用,可有效提升检测效率与数据可靠性。未来,随着新材料与新工艺的推广,抗滑性能检测技术将进一步向自动化、数字化方向发展,为公路建设和养护提供更全面的技术支撑。
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