[发明专利]基于印痕法的胎路接触包络轮廓确定方法

说明书

本发明公开了一种基于印痕法的胎路接触包络轮廓确定方法，根据轮胎与路面的顶部部分的印痕式接触确定包络轮廓并计算接触面积，最后应用立方差值法进行内插计算，获得轮胎与路面的包络轮廓。解决了三次样条插值计算时因不必要振荡造成包络轮廓与实际包络情况不符合的问题。该方法计算的包络轮廓对应的路表纹理特征参数MPD与初始轮廓对应的具有良好的相关性，印痕包络轮廓MPD与滚动阻力系数的相关性较初始轮廓MPD有一定的提高。

技术领域

本发明属于道路工程检测及监测领域，特别涉及一种路面接触性能检测方法。

背景技术

轮胎是由具有弹性特征的橡胶材料构成，外形类似圆柱体，若轮胎保持完全不变形，轮胎橡胶胎面与光滑干燥路面的接触界面为一条线。但轮胎橡胶胎面并非完全弹性的材料，当轮胎与路面实际接触时，轮胎并不是按照与路面表面紧密、完全接触，特别是当路面表面具有较深的不规则锐谷(如多孔沥青路面)或者较深的规则的沟槽(如横向沟槽的混凝土路面)时，这种非完全接触现象表现得更突出。实际上，胎路接触过程中，主要包括轮胎橡胶包络路面构造尖峰而产生的变形和橡胶在路表构造锐谷间产生的变形。胎路接触特性对沥青混凝土的整体响应研究起着重要作用，是影响路面抗滑性能的关键作用，可以据此研究胎路的滚动阻力，为轮胎和路面的性能比较提供一定的依据。而轮胎与路面接触的轮廓(即包络轮廓)可以有效表征胎路接触特性，因此寻求合理有效的包络轮廓计算方法，对于准确表征路表纹理和滚动阻力的研究具有重要的指导意义。

目前多学者通过采用不同方法建立粗糙表面之间的接触模型来研究轮胎-路面的实际接触，一般采用物理模型如Clapp模型或Hamet-Klein模型计算轮胎与路面接触的包络轮廓，但物理模型将轮胎胎面与路面纹理间的接触模拟为刚体与半无限弹性体间的单一接触，刚体与沥青混凝土的粘弹性特性不符，同时单一接触与胎路的真实接触方式存在差异，由此使得后续的胎路接触参数获取均不准确。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明要解决的技术问题在于提供一种基于印痕法的胎路接触包络轮廓确定方法，可真实有效的表征胎路接触特性，保证获取胎路接触参数接近于轮胎与路面的真实接触状态。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于印痕法的胎路接触包络轮廓确定方法，其特征在于：

步骤S1：获取轮胎橡胶胎面顶部与路面接触的印痕式接触面积S，单位为mm²，胎面在路表纹理锐谷之间的变形光滑；

步骤S2：然后测量不同路面的表面纹理p，将所得表面纹理的初始纹理轮廓进行分段后得到多个初始纹理轮廓P_n；

步骤S3：将多个初始纹理轮廓P_n进行倾斜校正得校正纹理轮廓P′_n；

步骤S4：根据校正纹理轮廓P′_n对应的最大高程值设置水平线h；

步骤S5：计算校正纹理轮廓形成的曲线与水平线围成的面积A；

步骤S6：对每个校正纹理轮廓P′_n进行操作，直至A≥S，保留校正纹理轮廓P′_n中高程值大于或等于所绘水平线高程的点z_i≥h，并将其标记为保留点，将校正纹理轮廓P′_n中高程值小于所绘水平线高度的点z_i＜h标记为内插点；

步骤S7：最后应用立方差值法进行内插计算，获得轮胎与路面印痕式接触的包络轮廓。