Методы измерения сцепных качеств дорожных покрытий. Факторы, влияющие на сцепные качества покрытий.

Коэффициент сцепления – отношение результирующей реакции, возникающей в опорной плоскости касания колей с поверхностью соответствующему значению нормативной нагрузки, действующей на колесо.

Коэффициент поперечного сцепления является частью коэффициента сцепления, соответствующий движению колеса под углом плоскости вращения колеса, а коэффициент продольного сцепления – частью коэффициента сцепления, соответствующий движению колеса в плоскости его вращения.

Коэффициент сцепления

T-горизонтальная реакция, кН, Q-нагрузка, в кН, V-скорость измерения

W-угловая скорость вращения измер. колеса (=0 при полностью заблокированном колесе)

R-радиус измер. колеса

6.1. Факторы, влияющие на сцепные качества покрытия

Коэффициент сцепления зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются скорость движения, величина нагрузки на колесо, его размеры, конструкция, материал, внутреннее давление пневматической шины и протектор с его изменяющейся жесткостью и рисунком, условия контакта шины с покрытием, тип и состояние покрытия и шины, материал и методы строительства, климатические условия.

С увеличением скорости движения сцепление между колесом авто и дорогой снижается, однако наибольшее влияние на коэффициент сцепления оказывает комплексное действие повышения влажности дорожного покрытия и скорости движения, что приводит к увеличению длины тормозного пути и нарушению уст-ти авто. В процессе эксплуатации дороги происходит износ покрытия, особенно интенсивный в пределах полос наката.

Степень износа, а следовательно и условия сцепления колес авто с дорожным покрытием зависит от срока службы покрытия и интенсивности движения. Неравномерное изменение условий сцепления в поперечном профиле дороги может привести к заносу авто и ДТП. На сцепные качества покрытия существенно влияет наличие грязи и влаги на отдельных участках. При экстренном торможении создается аварийная ситуация, т.к. длина тормозного пути на таких участках значительно больше, чем на чистом и сухом покрытии.

Низкие сцепные качества наблюдаются в местах выхода вяжущего на поверхность дороги; на участках, проходящих через лесные массивы в период листопада, в местах частого увлажнения покрытия в результате тумана.

6.2. Метод полностью заблокированного колеса

Динамометрический прицеп ПКРС-2У: измерения сцепления покрытий с помощью этого прибора проводят в режиме скольжения полностью заблокированного колеса прицепного устройства по увлажненной поверхности покрытия. Колесо блокируют нажатием на тормозную педаль в отдельных точках дороги. При измерении коэффициента сцепления необходимо фиксировать температуру воздуха и полученные величины приводить к расчетной температуре +20С путем введения поправки.

Принцип работы

При определении величины коэффициента сцепления на большом протяжении проводят не менее 5 измерений на 1км полосы движения. В момент блокировки покрытие увлажняют с созданием водной пленки толщиной 1мм. Величина коэффициента сцепления фиксируется комп-м с привязкой к километражу АД.

6.3. Метод частично заблокированного колеса с проскальзыванием

Установка CripTester предназначена для непрерывного измерения сцепления колеса с покрытием на АД. С его помощью определяется сила сцепления в контакте шины с покрытием частично заблокированного колеса с гладкой шиной на влажном покрытии при движении с коэффициентом проскальзывания 15%. Установка представляет собой прицеп, буксируемый автомобилем или передвигающийся вручную. Предусматривается фиксация пройденного пути.

Установка SCRIM предназначена для непрерывного измерения сцепления колеса с покрытием на АД. SCRIM определяет силу сцепления в контакте шины с покрытием частично заблокированного колеса с гладкой шиной на влажном покрытии при движении с коэффициентом проскальзывания 34,2%. Установка вмонтирована в грузовой автомобиль и оснащена емкостью для воды и системой увлажнения перед измерительным колесом.

Схема установки SCRIM

6.4. Метод измерения условной величины перемещения движения имитатора колеса

Портативный прибор ППК предназначен для оценки коэффициента сцепления колеса в определенном месте дорожного покрытия. Принцип действия прибора основан на оценке потери кинетической энергии сбрасываемого груза при трении имитаторов колеса автомобиля о покрытие при стандартной величине начальной потенциальной энергии.

Принцип работы

Для измерения коэффициента сцепления дорожное покрытие увлажняют непосредственно под имитаторами и в направлении их скольжения не позднее, чем через 3сек после увлажнения нажимают на кнопку сброса груза и измеряют коэффициент сцепления.

Для получения устойчивого значения коэффициента сцепления но любых типах покрытия достаточно 3-5 измерений.

1- Положение груза до проведения испытаний, 1^’- Положение груза после проведения испытаний

2- Положение имитаторов до проведения испытаний, 2^’- Положение имитаторов после проведения исытаний

3- Измерительное кольцо, 4- Шкала прибора, 5- Мокрое покрытие

Портативный прибор маятникового типа SRT.

Метод основан на трении резинового имитатора, прикрепленного к образцу в виде маятника с поверхностью дорожного покрытия.

Принцип работы

Испытания проводят на полосе наката по мокрому покрытию каждой полосы движения с продольным уклоном на участке не более 10%о и температуре воздуха не ниже 0°С. Коэффициент сцепления измеряется через каждые 200м.

Порядок проведения испытаний

Измеряют температуру воздуха. Устанавливают прибор в точке измерения и фиксируют маятник прибора в верхнем положении, затем увлажняют дорожное покрытие водой по траектории движения маятника. Отпускают маятник, чтобы он совершил 1 колебание по покрытию и останавливают рукой обратное движение. По стрелке на шкале приб. Фиксируют значение показателя сцепления. В каждой точке выполняют по 3 измерения и результат испытаний заносят в таблицу.

1- Шкала прибора, 2- маятник, 3- стрелка, 4- мокрое покрытие

6.5. Метод торможения автомобиля

При отсутствии динамометрических прицепов степень скользкости оценивается методом торможения авто на мокром покрытии. Тормозной путь определяют на прямых горизонтальных участках дороги при отсутствии сильного ветра и закрытом движении на участке измерения. Непосредственно перед каждым измерением дорожного покрытия должно быть искусственно увлажнено так, чтобы обеспечить на покрытии пленку толщиной 1мм.

6.5.1. Метод экстренного торможения

Автомобиль разгоняют до скорости 50км/ч и производят торможение с полной блокировкой колес. В этом случае коэффициент сцепления вычисляют по длине тормозного пути по формуле:

+-i , V- Начальная скорость торможения,

S_т - длина тормозного пути, i- уклон участка в долях единицы

S_т=1,09 L_{слт ,} L_слт – длина видимого следа торможения на покрытии, м

6.5.2. Метод отрицательного ускорения

Авто разгоняют до скорости 50 км/ч, отключают трансмиссию и производят торможение. Значение возникающего при этом отрицательного ускорения

, а_i- ускорение при i замере, n-число замеров

Коэффициент сцепления

+-i ,

i- уклон участка в долях единицы