輪胎-瀝青路面摩擦測試及抗滑模型研究綜述
發(fā)布時間：2020-12-12 09:43
基于近年國內外瀝青路面的抗滑研究現(xiàn)狀,對摩擦測試方法與抗滑理論模型所存在的問題進行了分析。首先,從定點及連續(xù)測試兩方面對比了路面摩擦測試裝置,發(fā)現(xiàn)不同設備所測數(shù)據(jù)之間的相關性研究并不充分;接下來,總結了路表紋理特性,相應檢測方法及紋理參數(shù)的應用;隨后,從路面材料角度討論了集料、瀝青及瀝青混合料性質與路面摩擦性能的關系;在此基礎上,評價了溫度、污染物及水等環(huán)境對路面抗滑能力的影響;最后,從輪胎、橡膠材料摩擦作用、輪胎-路面摩擦3個方面總結了輪胎-路面摩擦模型的研究進展。發(fā)現(xiàn)集料的類型與質量、瀝青混合料配合比設計是導致瀝青路面路表紋理復雜多樣的重要因素。而在溫度、水的耦合作用下,輪胎與具有路表紋理的路面之間的摩擦行為將更加復雜,現(xiàn)有模型在表征胎路摩擦機理上仍有欠缺。針對以上問題,建議對各摩擦測試方法歸一化,并對紋理參數(shù)與摩擦系數(shù)的顯著性分析進行量化,提高各數(shù)據(jù)的利用效率;同時結合計算機虛擬仿真技術,分析多因素綜合作用下的胎路摩擦行為,進一步深入路面抗滑機理和抗滑模型的研究。
【文章來源】：公路交通科技. 2020年10期 第12-24頁 北大核心
【文章頁數(shù)】：13 頁
【部分圖文】：
滾動輪胎受力示意圖
(4)路面上小尺寸微凸體的微切削作用。若胎面與路面微凸體的接觸部位的集中應力超過輪胎橡膠的斷裂強度,微凸體對胎面產生微切削作用。在輪胎橡膠與路表紋理的摩擦行為研究中,Moore D F[8]提出橡膠摩擦主要包括兩種機制:因接觸表面之間的黏附引起的黏附摩擦和因接觸表面不平整引起變形而產生的滯后摩擦。Persson B N J[9]基于表面分形摩擦理論,將具有分形特性的路面輪廓視為離散的隨機變量,通過傅里葉變換將路表各點的空間坐標轉化為不同維度波的疊加形式,得到橡膠滑過分形路面時在不同維度所產生的能量耗散,提出了黏附摩擦與滯后摩擦均是由能量耗散引起的觀點。此外,Grosch[10]、Kummer[11]、Adam[12] 等學者也深入研究了輪胎與粗糙路表的摩擦行為,認為輪胎橡膠與路面之間的摩擦力主要來源于黏附力和滯后變形。
不平整度是指偏離路表基準平面的程度,通常由路面結構本身的缺陷或行車作用造成的路面變形引起。巨紋理主要用于描述車轍、坑、裂縫等現(xiàn)象。瀝青路面宏觀紋理的特性與路表骨料顆粒的形狀和尺寸、粗細骨料類型、集料級配等密切相關。高速行車時,路面抗滑能力主要由宏觀紋理提供[27]。較深的宏觀紋理有利于路面抗滑,可加快降雨過程中路面積水的排泄并有效減緩路面的抗滑衰減。微觀紋理是指瀝青混合料表面顆粒的細微結構,反映路表微觀層面的粗糙度[28],與輪胎表面的微小橡膠顆粒相互作用,可提供黏附力,且胎路間黏附力隨微觀紋理粗糙度的增大而增大(宏/微觀紋理對路面抗滑的作用如圖4所示)。對于濕路面而言,微觀紋理的作用在于打破表面水膜,增強胎路間的附著力[29]。2.2 路表紋理測量
【參考文獻】：
期刊論文
[1]瀝青路面抗滑性能研究現(xiàn)狀與展望[J]. 黃曉明,鄭彬雙. 中國公路學報. 2019(04)
[2]瀝青路面抗滑性能研究現(xiàn)狀[J]. 朱洪洲,廖亦源. 公路. 2018(01)
[3]酸雨對石灰?guī)r瀝青混合料抗滑性的影響[J]. 周興林,劉萬康,冉茂平,肖旺新,肖神清. 公路. 2016(08)
[4]基于三維分形維數(shù)的瀝青路面抗滑性能研究[J]. 冉茂平,肖旺新,周興林,張云,謝旭飛. 公路交通科技. 2016(02)
[5]瀝青路面紋理分布的分形描述及抗滑性能評價[J]. 童申家,謝祥兵,趙大勇. 中國公路學報. 2016(02)
[6]瀝青混凝土路面的紋理構造與抗滑性檢測方法[J]. 董祥,張士萍,丁小晴,沈正. 公路. 2011(11)
[7]輪胎刷子模型分析 Ⅰ.穩(wěn)態(tài)側偏刷子模型[J]. 劉青,郭孔輝,陳秉聰. 農業(yè)機械學報. 2000(01)
博士論文
[1]基于路面宏觀紋理的輪胎抗滑行為數(shù)值模擬研究[D]. 朱晟澤.東南大學 2017
[2]基于界面接觸特性的多尺度瀝青路面抗滑性能評價及應用研究[D]. 張淑文.華南理工大學 2015
[3]車路協(xié)同動力學差異特性及輪胎印跡機理研究[D]. 馬彬.吉林大學 2014
[4]粗集料表面微觀構造分形性質探討與瀝青路面抗滑性能關系研究[D]. 孫楊勇.華南理工大學 2010
[5]路面表面功能加速加載系統(tǒng)研究[D]. 雷超旭.華南理工大學 2010
[6]表面形貌與污染物對瀝青路面抗滑性能影響的研究[D]. 曹平.武漢理工大學 2009
碩士論文
[1]公路路面動態(tài)摩擦系數(shù)相關性研究[D]. 桂志敬.長安大學 2012
本文編號：2912308
【文章來源】：公路交通科技. 2020年10期 第12-24頁 北大核心
【文章頁數(shù)】：13 頁
【部分圖文】：
滾動輪胎受力示意圖
(4)路面上小尺寸微凸體的微切削作用。若胎面與路面微凸體的接觸部位的集中應力超過輪胎橡膠的斷裂強度,微凸體對胎面產生微切削作用。在輪胎橡膠與路表紋理的摩擦行為研究中,Moore D F[8]提出橡膠摩擦主要包括兩種機制:因接觸表面之間的黏附引起的黏附摩擦和因接觸表面不平整引起變形而產生的滯后摩擦。Persson B N J[9]基于表面分形摩擦理論,將具有分形特性的路面輪廓視為離散的隨機變量,通過傅里葉變換將路表各點的空間坐標轉化為不同維度波的疊加形式,得到橡膠滑過分形路面時在不同維度所產生的能量耗散,提出了黏附摩擦與滯后摩擦均是由能量耗散引起的觀點。此外,Grosch[10]、Kummer[11]、Adam[12] 等學者也深入研究了輪胎與粗糙路表的摩擦行為,認為輪胎橡膠與路面之間的摩擦力主要來源于黏附力和滯后變形。
不平整度是指偏離路表基準平面的程度,通常由路面結構本身的缺陷或行車作用造成的路面變形引起。巨紋理主要用于描述車轍、坑、裂縫等現(xiàn)象。瀝青路面宏觀紋理的特性與路表骨料顆粒的形狀和尺寸、粗細骨料類型、集料級配等密切相關。高速行車時,路面抗滑能力主要由宏觀紋理提供[27]。較深的宏觀紋理有利于路面抗滑,可加快降雨過程中路面積水的排泄并有效減緩路面的抗滑衰減。微觀紋理是指瀝青混合料表面顆粒的細微結構,反映路表微觀層面的粗糙度[28],與輪胎表面的微小橡膠顆粒相互作用,可提供黏附力,且胎路間黏附力隨微觀紋理粗糙度的增大而增大(宏/微觀紋理對路面抗滑的作用如圖4所示)。對于濕路面而言,微觀紋理的作用在于打破表面水膜,增強胎路間的附著力[29]。2.2 路表紋理測量
【參考文獻】：
期刊論文
[1]瀝青路面抗滑性能研究現(xiàn)狀與展望[J]. 黃曉明,鄭彬雙. 中國公路學報. 2019(04)
[2]瀝青路面抗滑性能研究現(xiàn)狀[J]. 朱洪洲,廖亦源. 公路. 2018(01)
[3]酸雨對石灰?guī)r瀝青混合料抗滑性的影響[J]. 周興林,劉萬康,冉茂平,肖旺新,肖神清. 公路. 2016(08)
[4]基于三維分形維數(shù)的瀝青路面抗滑性能研究[J]. 冉茂平,肖旺新,周興林,張云,謝旭飛. 公路交通科技. 2016(02)
[5]瀝青路面紋理分布的分形描述及抗滑性能評價[J]. 童申家,謝祥兵,趙大勇. 中國公路學報. 2016(02)
[6]瀝青混凝土路面的紋理構造與抗滑性檢測方法[J]. 董祥,張士萍,丁小晴,沈正. 公路. 2011(11)
[7]輪胎刷子模型分析 Ⅰ.穩(wěn)態(tài)側偏刷子模型[J]. 劉青,郭孔輝,陳秉聰. 農業(yè)機械學報. 2000(01)
博士論文
[1]基于路面宏觀紋理的輪胎抗滑行為數(shù)值模擬研究[D]. 朱晟澤.東南大學 2017
[2]基于界面接觸特性的多尺度瀝青路面抗滑性能評價及應用研究[D]. 張淑文.華南理工大學 2015
[3]車路協(xié)同動力學差異特性及輪胎印跡機理研究[D]. 馬彬.吉林大學 2014
[4]粗集料表面微觀構造分形性質探討與瀝青路面抗滑性能關系研究[D]. 孫楊勇.華南理工大學 2010
[5]路面表面功能加速加載系統(tǒng)研究[D]. 雷超旭.華南理工大學 2010
[6]表面形貌與污染物對瀝青路面抗滑性能影響的研究[D]. 曹平.武漢理工大學 2009
碩士論文
[1]公路路面動態(tài)摩擦系數(shù)相關性研究[D]. 桂志敬.長安大學 2012
本文編號：2912308
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