道面抗滑性能影响因素研究

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1、道面抗滑性能影响因素研究【摘要】道面抗滑性能是行车安全的重要指标。使轮胎与道面之间具有良好的摩擦，提高道面抗滑性能，是保证行车安全的重要因素。本文主要从轮胎方面、路表的构造状况和环境方面对影响道面抗滑性能的因素作了系统的分析，为改善道面抗滑性能提供了依据。【关键词】道面；抗滑；影响因素滑行安全性的保证除人为因素外，一方面来自其有效的制动系统，另一方面来自轮胎与道面之间良好的摩擦。轮胎与道面之间良好的摩擦一方面取决于轮胎的类型、花纹、充气气压等，另一方面取决于路表的构造状况和路面环境。1.轮胎方面的因素从轮胎这个角度看，影响轮胎与道面摩擦的因素有：轮胎的种类、胎面花纹、充

2、气压力及胎面磨损等。1.1轮胎类型。目前使用的轮胎主要有子午线轮胎、斜交线轮胎和带束斜交轮胎三大类。由于结构原因，斜交线轮胎在滚动时，其交又层将产生较大的挠曲并相互摩擦，从而使菱形部分机器橡胶填料产生较大的弹性变形。由于弹性滞后等的影响，这种弹性变形将产生较大的滚动阻力。与斜交线轮胎相比，子午线轮胎的刚度很大，在滚动时其胎壳内产生的弹性变形较小，因此产生的滚动阻力就较小。带束斜交线轮胎的摩擦性能介于斜交线轮胎和子午线轮胎之间。1.2胎面花纹。胎面花纹基本上可分为纵向花纹、横向花纹和块状花纹三类。纵向花纹在纵向是连续的，在横向是间断的。在纵向力作用下其胎面的切向变形很小，

3、而在横向力作用下，其胎面就相当于若干个悬臂梁，将发生较大的切向变形。因此，轮胎与道面间的摩擦力方向将主要偏向于横向，即纵向花纹轮胎有较好的横向防滑能力。与纵向花纹相反，横向花纹有较好的纵向防滑能力。块状花纹的纵向和横向刚度比较接近，因此它既具有一定的纵向防滑能力，又具有一定的横向防滑能力。此外，胎面花纹深度对轮胎滚动阻力有较显著的影响，胎面花纹越深，则轮胎滚动过程中产生的弹性变形量就越大，有弹性滞后而形成的滚动阻力就越大，但较深的胎面花纹会影响轮胎散热，使轮胎温升加快，且磨损较快。胎面花纹太浅将影响其贮水、排水能力和切向变形能力。1.3充气压力。在坚硬的道面上，如果轮胎

4、充气压力较低，则它在滚动中所产生的弹性变形就较大，有弹性滞后而造成的滚动阻力也就越大。与此相反，如果轮胎的充气压力较高，则其滚动阻力就相对较小，轮胎与道面间的附着能力也将减小。1.4胎面磨损。胎面磨损后将显著降低胎面花纹的贮水和排水能力，从而使轮胎与湿道面间的摩擦系数降低。胎面磨损后还将增加其切向刚度，使胎面在切向力作用下的变形情况与设计值发生较大的差异，从而改变了轮胎与道面间摩擦力的方向，这会便有效摩擦力显著降低。1.路表的构造状况道面抗滑性能主要与路表的构造状况有关。国际道路协会常设委员会PIARC以路表面凹凸或起伏不平的纵向波长表征其集合特征，并将它分为四类：细构

5、造、粗构造、宏构造和平整度。其中主要影响道面抗滑性能的主要是细构造和粗构造，其形成原因如表1所示。2.1粗构造。粗构造是指道面表面的凹凸。常用粗糙或光滑来描述粗构造。粗构造主要影响高速行车时表层的抗滑能力。表面构造深度常用铺砂法测定，也可以用激光式表面构造深度仪测定。表面构造深度愈大，高速行车时表层的抗滑能力也愈大。2.2细构造。细构造表示道面表面或集料被磨光的程度，指表层石料表面水平向0〜0.5mm，垂直方向0〜0.22mm的微小构造，或称石料的表面纹理。沥青道面的细构造与集料表面的沥青膜被轮胎磨耗后表面的摩擦系数有关。细构造对轮胎与面层表面的附着力有很大影响。细构造

6、大，轮胎与表面的附着力也大。因此，石料磨光值越大，石料的抗滑性能就越好。2.环境因素3.1路面潮湿或道面上有积水。道面上若有水，那么水就会削减轮胎与道面的摩擦作用，因为水会阻止轮胎与道面之间接触及发生分子间结合。轮胎在潮湿道面上滚动时，由于水的润滑作用，其与道面间的摩擦系数将会显著下降。在低速时，细构造是决定性要素。在较高速度时，为了保持有水膜时轮胎与道面接触需要一个粗糙的租构造。车速愈高，轮胎置换水愈困难，使轮胎与道面的接触面积变小，当在接触面积为零时，危险的水漂现象就会产生，从而发生危险。3.2路表污染物的影响。研究表明在粘性土地区，因路肩土被带上道面引起的滑溜性污

7、染，可使表层的摩擦系数摆值F降低16〜25，因此，在有土路肩的公路上，防止滑溜性污染是一个值得重视的问题；当道面上存在油渍等污染物时，出于油渍具有很强的润滑作用，将使轮胎与道面间的摩擦系数急剧下降，从而使车辆失去操纵性、制动性和驱动性。除油渍外，道面上最常见的污染物是从轮胎上磨削下来的橡胶磨粒。橡胶磨粒能显著地降低轮胎与道面间的摩擦系数，当道面潮湿时尤为严重。因此，应定期用水对道面进行冲洗，以清除道面污染。3.3温度以及季节变化的影响。温度以及季节变化是道面摩擦系数的影响因素之一，多种研究指出，橡胶在道面上的摩擦能力随温度降低而增加。沥青