基于胎路相互作用的路面抗滑特性研究-道路与铁道工程专业论文.docx

Classified Index： U416.2 U.D.C： 625 Dissertation for the Degree in Engineering STUDY OF PAVEMENT ANTI-SKID PERFORMANCE BASED ON TYRE AND ROAD INTERACTION Candidate： Du Xuesong Supervisor： Prof. Xie Xiaoguang Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Road and Railway Engineering Affiliation： Harbin Institute of Technology Date of Defence： July, 2012 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - - I - 摘 要 改革开放以来，高速公路等基础设施在我国得到了快速发展，快捷、方便的 交通在给人们带来便利的同时也造成了一些负面影响，比如由于行车速度较快、 交通量大所引起的行车安全问题已经引起了人们越来越多的重视。究其原因，路 面不能提供足够的抗滑能力是引起交通事故的一个主要因素，道路设计者在进行 道路设计时已经逐渐将道路的抗滑性能作为一个非常重要的指标来考虑。 用来评价路面抗滑能力好坏的一个主要的指标就是摩擦系数，而轮胎和路面 之间摩擦系数是由轮胎和路面互相接触的共同作用产生的。对路面而言，路面的 抗滑能力的好坏主要取决于微观构造和宏观构造两个方面。道路所用集料表面的 粗糙程度指的是微观构造，而集料的级配组成和集料的形状决定了道路的宏观构 造。轮胎方面，不同类型的轮胎花纹在不同类型的路面上所产生的摩擦系数会有 明显的不同。因此，在研究路面抗滑性能时，将从微观构造、宏观构造及其与轮 胎相互作用入手。微观方面，首先进行集料的基本性质试验，对集料的基本力学 指标：磨光值、压碎值、冲击值和磨耗值进行测试，并利用 X 射线粉末衍射仪测 量了 5 种集料的矿物组成，结果发现不同的矿物组成对集料的力学指标有较大的 影响：同一种类的岩石当矿物组成不同时力学指标也会有较大的不同,利用激光轮 廓仪对 5 种集料的表面粗糙程度进行了测量，并确定了几何统计法中用来评价物 体表面粗糙程度的指标。宏观方面，从级配入手，采用目前道路工程中三种比较 典型的级配类型：AC-13、SMA-13 和 OGFC-13。室内成型车辙试件，首先进行摆 值和构造深度的测试，利用自行研制的激光纹理检测仪对试件表面的断面深度进 行了测量，并同铺砂法进行了对比，进而明确了该试验方法。采用橡胶摩擦仪测 定三种典型级配在不同轮胎花纹下的摩擦系数，明确了不同集料性质、级配类型 在不同轮胎花纹作用下的摩擦系数的大小，双因素显著性分析结果表明：当轮胎 花纹固定时，要改善轮胎与路面之间摩擦系数首先应该考虑集料种类；当级配类 型固定时， 想要提高摩擦系数对于 AC-13 应从集料种类和轮胎花纹入手，而对于 OGFC-13 只需考虑集料种类；当固定集料种类时，对于三种玄武岩应该考虑级配 类型的影响，而闪长岩和石灰岩只需考虑提高集料本身性质即可。 关键词：沥青路面抗滑；微观构造；宏观构造；轮胎花纹；摩擦系数 - - II - ABSTRACT In recent years, with the fast development of the highway in our country, it also brings the heavy traffic and high speed of the vehicles. Road safety have been attended by more and more people, people confronted with the threaten of the traffic accident when they enjoy the more and more convenient highway. The cause of this reason is that the road cannot provide enough skid resistance for the vehicles. Therefore ,how to improve the skid resistance is a very important factor during the design of road. Friction coeffic