[发明专利]基于摩擦系数的沥青路表纹理特征波长范围确定方法

说明书

本发明公开了基于摩擦系数的沥青路表纹理特征波长范围确定方法，包括如下步骤：路表纹理构造水平计算、路表纹理构造水平谱计算、路表特征波长范围和摩擦系数相关关系计算。本发明的有益效果在于，本发明以实测的摩擦系数为参照，确定了路表特征波长范围，建立了摩擦系数与特征构造水平线性关系，简化了路表特征波长范围的计算方法，为实际工程路面抗滑性能预测提供了一定的指导。

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于摩擦系数的沥青路表纹理特征波长范围确定方法。

背景技术

路表纹理是提供胎路摩擦特性的接触载体，直接影响到道路行车安全。传统表征路面抗滑性能的参数可以按照空间分为：垂直幅度相关参数(如平均断面深度MPD，MeanTexture Depth)、水平间距相关参数以及综合类相关参数。也有学者针对路表纹理的信号特性，研究了路表纹理的统计几何特性、自仿相似特性以及频谱特性。其中，反映纹理频谱特性的相关参数较传统的表征指标具有更丰富的纹理信息，能从不同尺度反映纹理对路表抗滑性能的作用。然而，究竟何种波长范围内的纹理具有主要贡献尚不明晰，尽管相关研究人员开展了一些室内探索，但其主要是基于试验样本的理论分析，与实际工程指标联系不够。

发明内容

本发明需要解决的技术问题在于，提供基于摩擦系数的沥青路表纹理特征波长范围确定方法，以工程指标作为参照建立相关预测模型，从而解决现有技术理论脱离实际的问题，达到快速准确检测的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：基于摩擦系数的沥青路表纹理特征波长范围确定方法，包括如下步骤：

步骤1，路表纹理构造水平计算：对路表纹理进行频谱分析，得到纹理的构造水平谱；

步骤1.1，对路表纹理数据进行预处理，消除数据异常点；

步骤1.2，对步骤1.1处理后的路表纹理数据进行斜率和偏移校正；

步骤1.3，对步骤1.2处理后的路表纹理数据进行加窗处理；

步骤1.4，对步骤1.3处理后的路表纹理数据进行变换，得到路表纹理的频域函数；

步骤1.5，计算步骤1.4的频域函数得到路表纹理数据的功率谱；

步骤1.6，将步骤1.5功率谱的恒带宽窄带频谱转化为恒百分比带宽窄带频谱，将窄带谱的能量相加即可得到倍频程的能量Z_p,m；

步骤1.7，将步骤1.6的倍频程能量采用式(1)计算，得到分数倍频带的构造水平L_tx,m；

式中，a_ref是表面断面幅度的参考值，一般取10^-6m，L_tx,m是分布分数倍频带m的构造水平，单位为分贝dB(A)。

步骤2，采用式(2)对步骤1.7的分布倍频带的构造水平L_tx,m进行计算，得到路表纹理的构造水平谱L_TX；

式中，i,j分别表示满足构造能量水平下降一定范围的波长范围序号。

步骤3，将步骤2的构造水平谱L_TX作为自变量，以摩擦系数和纹理构造水平为因变量进行对比分析；

步骤3.1，根据计算的构造水平谱L_TX，找到构造水平谱的峰值和对应波长；

步骤3.2，设置不同的纹理能量变化量并得到对应的纹理能量变化比例，再计算对应纹理能量变化比例的纹理构造水平变化量；

步骤3.3，以摩擦系数作为参考，求解纹理构造水平与摩擦系数之间的相关系数；