[发明专利]一种主驱动轮式路面材料加速加载测试方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种主驱动轮式路面材料加速加载测试方法及装置，属于材料 试验领域。

背景技术

车轮荷载对沥青路面的作用方式主要有：通过车轮传给路面垂直压力，导 致路面产生永久变形或车辙；由于制动、变速、转向及克服前进中的各种阻力 对路面施加水平力，使路面产生推移变形等剪切破坏，集料表面被逐渐磨光， 导致沥青面层表面抗滑性能的下降；由于路面高低不平、汽车颠簸和汽车机件 振动而施加于路面的冲击力和振动力，伴随轮胎与路面的摩擦作用，发出噪音； 由于车轮后方与路面之间形成暂时真空而产生的真空吸力，由于雨水的存在， 产成动水压力，导致路面发生水损害。

用于室内的路面材料加速加载测试装置目前主要有车辙试验仪，它的用途 比较单一，在其发展过程中，以英国和日本为代表，利用直径200mm的实心轮 对300mm×3000mm×50mm的板试件做反复荷载行车试验；以英国为代表，利用 直径20cm的实心轮对现场取的直径195～205mm的圆柱体试件进行反复荷载行 车试验；以法国LCPC及澳大利亚ARRB为代表，采用直径为400mm或380mm 的充气试验轮对梁试件做反复荷载行车试验；以及以美国乔治亚州为代表的沥 青混凝土面层分析仪(APA)。上述各类车辙试验仪的试验轮均属于拖曳式，自 身不能驱动旋转，只能对试件施加竖直力，不能施加水平力，与实际路面受力 状况不符，无法评价路面的表面功能。王随原，熊峰，谭巍.车辙仪技术发展 水平综述.公路交通技术，2007(3)：32-35.通过对各种车辙仪的类型及特点的 分析，提出车辙仪的发展方向应为车轮行驶速度、荷载和轮压大小的可调性， 谢俊伟就我国车辙试验仪器和试验方法提出了改进和完善的措施，如控制试模 竖向位移、压力调节、增加加载轮和加载次数等，另外，加载方式对试验结果 也有影响，李智、吴文亮、王明宇等分别利用数字图像处理技术，得到轮碾后 混合料集料的排列规律，同时说明不同的加载模式对试验结果可能会产生不同 的影响。

对于路面抗滑性能，国内普遍采用摆式仪和手工铺砂法来测定路面的摩擦 系数和构造深度，这两种方法人为因素影响较大，费时费工，开放交通时检测 还极不安全，采样频率有限，其测试结果代表性偏低。国外有单轮式、双轮式 横向力系数测试系统，由于测试方法的复杂性以及受荷载压力等条件的限制， 设备价格昂贵，其应用有很大的局限性；还有动态旋转式摩擦系数测试仪，如 日本的Dynamic Friction Tester，吉林大学开发的轮胎橡胶摩擦试验机等操 作简便，测试结果稳定性好，但由于采用的是橡胶块，适用性受到较大的限制。 现场试验检测中，苏格兰Findlay Irvine公司生产的Grip Tester摩擦系数 仪采用轮胎作为驱动轮和测试轮，美国AASHTO和美国试验和材料协会(ASTM) 路面抗滑试验方法E274均采用足尺轮胎进行测试，而且充分考虑路面湿度、 行驶速度、温度、轮胎类型等相关因素。这些成果为室内合理测定沥青混合料 抗滑性能提供了很好的参考。

对于噪音，有现场测量和室内测量。现场测量法有两种，一是远场法，IS0 标准11819-1和FHWA的手册中有详细规定，二是近场法，已写入ISO标准 11819-2。上述噪音测量方法中，远场通过法较为耗时，测试容易受不同车型 的影响，并且对环境要求严格，比如路面必须平直，车速必须相对一致，车辆 必须单个通过而且应与其他交通噪音有较好的隔离等等。近场法不可避免地会 受到汽车传动和空气动力的影响，而且和远场法一样会受其他交通噪音的影 响；室内测量，主要基于音波吸收的原理，利用阻抗管或驻波法评价材料的噪 音吸收性质，用来确定路面材料的降音特性。阻抗管法已经有两个标准ISO 10534-2：1998和ASTM E1050-98。阻抗管法属于间接测量方法，测试结果受入 射波频率的影响较大，很难精确控制测试温度。另一个潜在的问题是如何限定 声音只通过多孔的表面进行传播，以避免能量损失。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术存在的缺陷与不足，提供一种结构简单、 价格低廉、使用灵活、可靠性好的主驱动轮式路面材料加速加载测试方法及装 置。

本发明的目的可以通过采用以下技术方案予以实现：