路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法
2023-08-09 05:27:41 2
專利名稱：路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法
技術領域：
本發明涉及到道路交通路面材料動態摩擦力測試系統，特別涉及一種路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法。
背景技術：
隨著中國經濟的快速發展，各類汽車保有量的急速上升，公路作為不可或缺的物流大通道之一得到了前所未有的發展。高速公路的不斷修建大大促進了運輸業的發展，但同時交通事故的不斷出現也引發了人們對行車安全的日益關注。交通事故的發生，很大一部分原因都離不開路面防滑性能的缺失。因此，路面防滑能力成為評價路面使用性能的一項重要評價指標。
目前路面抗滑性能測試方法主要分為直接測試法與間接測量法方法。
直接測試法分為以下幾類1)單點測試設備1擺式摩擦係數測試儀1動態摩擦係數測試儀(簡稱為DFT)2)制動式測試設備1縱向摩擦係數測試車1鎖定輪摩擦測試車3)偏轉輪式測試設備1橫向力係數測試儀1MU-METER測試儀上述測試方法中，制動式測試設備和偏轉輪式測試設備適用於現場測試，具有精度高，測試效率高等特點，但使用費用昂貴。DFT與擺式摩擦儀均屬單點測試設備，由於這兩種儀器的擺腳或磨塊在與路面摩擦時產生較大振動，測試結果偏差較大，不適宜在粗構造路面上使用。並且，上述測試方法對測試時的環境條件有具體要求，不能進行全天候測試。
間接測量法主要分為以下兩類1)鋪砂法2)雷射測量法間接測量方法通過測定微觀和宏觀構造的大小，對路面抗滑性能作出間接評價。間接測試法中鋪砂法受測試者操作水平影響較大，測試結果穩定性差。且間接測試法與實際路面摩擦機理不完全相符，對路面的實際摩擦性能反映不夠直觀準確。發明內容
為克服現有技術路面抗滑性能測試方法存在的測試結果偏差較大、不能進行全天候測試和測試結果穩定性差等問題，本發明提出一種路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法。本發明路面材料動態摩擦力測試系統包括轉動系統、加載系統、控溫系統和測試系統；其中，轉動系統包括變頻電機、調頻控制器和轉動輪臺，變頻電機通過皮帶與轉動輪臺相連接，調頻控制器對變頻電機進行速度控制，其轉動輪臺的調速範圍為0 80km/h ；加載系統包括由液壓動力機構和液壓反饋機構組成的閉環電液伺服控制系統，能實現對荷載壓力的精確控制；液壓動力機構的加壓活塞豎直安裝在轉動輪臺的上方，加壓活塞下方連接有壓力傳感器和固定模擬輪胎的加載橫杆，加載橫杆下方對稱設置有安裝測試模擬輪胎的輪轂；加壓活塞通過加載橫杆垂直向測試模擬輪胎施加壓力；測試模擬輪胎加載壓力的調控範圍為0. 03 Mpa 1. 4Mpa ；溫控系統包括保溫倉、溫度調節儀、溫度傳感器和溫控設備；保溫倉將轉動輪臺及上方的空間進行封閉；保溫倉內溫度調控範圍為-10°C 60°C ；測試系統包括1個壓力傳感器、2個拉力傳感器、數據採集儀以及配套微機，壓力傳感器安裝於加壓活塞和加載橫杆之間，對加載於2個測試模擬輪胎上垂直壓力進行測試；拉力傳感器通過螺紋拉杆水平安裝在輪胎與防護鋼板上的固定處之間，對測試模擬輪胎與路面材料因相對運動在接觸面的摩擦所產生的水平拉力進行測試；數據採集儀對上述33個傳感器的測試數據進行實時採集並記錄，其對數據的採集頻率為50HZ。
本發明路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法包括以下步驟1、根據測試要求選擇模擬輪胎規格和型號，並將兩個測試模擬輪胎安裝在加載橫杆的輪轂上；2、將需測試的路面材料按要求成型為300mmX300mmX50mm的試件連同成型試模一同固定於轉動輪臺上；3、關閉保溫倉，調節控溫系統到測試控制溫度，並保持恆溫至測試要求的時間；4、根據測試要求設定加載方式及加載值，對模擬輪胎施加壓力；5、根據測試要求開啟電機並將轉速調至目標轉速；6、開啟數據採集系統並記錄數據；7、當運行到設定時間後關閉各系統，進行數據處理。
本發明路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法的有益技術效果是能夠進行全天候測試，測試結果較為精確，測試結果穩定性好，並且，能夠直接觀測路面材料在動態摩擦情況下的外觀變化。
附圖1為本發明路面材料動態摩擦力測試系統的結構示意圖； 附圖2為本發明路面材料動態摩擦力測試系統測試部分的結構示意圖。
下面結合附圖和具體實施例對本發明路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法作進一步的說明。
具體實施方式
附圖1為本發明路面材料動態摩擦力測試系統的結構示意圖，附圖2為本發明路面材料動態摩擦力測試系統測試部分的結構示意圖，圖中1為變頻電機，2為轉動輪臺，3 為被測試路面材料，4為測試模擬輪胎，5為加載橫杆，6為加壓活塞，7為壓力傳感器，8為保溫倉，9為控溫裝置，10為數據採集儀，11為計算機，12為拉力傳感器。由圖可知，本發明路面材料動態摩擦力測試系統包括轉動系統、加載系統、控溫系統和測試系統；其中，轉動系統包括變頻電機、調頻控制器和轉動輪臺，變頻電機通過皮帶與轉動輪臺相連接，調頻控制器對變頻電機進行速度控制，其轉動輪臺的調速範圍為0 80km/h ；加載系統包括由液壓動力機構和液壓反饋機構組成的閉環電液伺服控制系統，能實現對荷載壓力的精確控制；液壓動力機構的加壓活塞豎直安裝在轉動輪臺的上方，加壓活塞下方連接有壓力傳感器和固定模擬輪胎的加載橫杆，加載橫杆下方對稱設置有安裝測試模擬輪胎的輪轂；加壓活塞通過加載橫杆垂直向測試模擬輪胎施加壓力；測試模擬輪胎加載壓力的調控範圍為0. 03 Mpa 1. 4Mpa ；溫控系統包括保溫倉、溫度調節儀、溫度傳感器和溫控設備，保溫倉將轉動輪臺及上方空間進行封閉；保溫倉內溫度調控範圍為-10°C 60°C ；測試系統包括1個壓力傳感器、2個拉力傳感器、數據採集儀以及配套微機，壓力傳感器安裝於加壓活塞和加載橫杆之間，對加載於2個測試模擬輪胎上垂直壓力進行測試；拉力傳感器通過螺紋拉杆水平安裝在輪胎與防護鋼板上的固定處之間，對測試模擬輪胎與路面材料因相對運動在接觸面的摩擦所產生的水平拉力進行測試；數據採集儀對上述3個傳感器的測試數據進行實時採集並記錄，其對數據的採集頻率為50HZ。
本發明路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法包括以下步驟1、根據測試要求選擇模擬輪胎規格和型號，並將兩個測試模擬輪胎安裝在加載橫杆的輪轂上；2、將需測試的路面材料按要求成型為300mmX300mmX50mm的試件連同成型試模一同固定於轉動輪臺上；3、關閉保溫倉，調節控溫系統到測試控制溫度，並保持恆溫至測試要求的時間；4、根據測試要求設定加載方式及加載值，對模擬輪胎施加壓力；5、根據測試要求開啟電機並將轉速調至目標轉速；6、開啟數據採集系統並記錄數據；7、當運行到設定時間後關閉各系統，進行數據處理。
本發明路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法的有益技術效果是採用模擬動態摩擦、。模擬溫度、轉速、壓力等關鍵因素測試路面材料動態的摩擦力，能夠進行全天候測試，測試結果較為精確，測試結果穩定性好，並且，能夠直接觀測路面材料在動態摩擦情況下的外觀變化。
權利要求
1.一種路面材料動態摩擦力測試系統，其特徵在於該測試系統包括轉動系統、加載系統、控溫系統和測試系統；其中，轉動系統包括變頻電機、調頻控制器和轉動輪臺，變頻電機通過皮帶與轉動輪臺相連接，調頻控制器對變頻電機進行速度控制；加載系統包括由液壓動力機構和液壓反饋機構組成的閉環電液伺服控制系統，能實現對荷載壓力的精確控制；液壓動力機構的加壓活塞豎直安裝在轉動輪臺的上方，加壓活塞下方連接有壓力傳感器和固定模擬輪胎的加載橫杆，加載橫杆下方對稱設置有安裝測試模擬輪胎的輪轂；加壓活塞通過加載橫杆垂直向測試模擬輪胎施加壓力；溫控系統包括保溫倉、溫度調節儀、溫度傳感器和溫控設備，保溫倉將轉動輪臺及上方的空間進行封閉；測試系統包括1個壓力傳感器、2個拉力傳感器、數據採集儀以及配套微機，壓力傳感器安裝於加壓活塞和加載橫杆之間，對加載於2個測試模擬輪胎上垂直壓力進行測試；拉力傳感器通過螺紋拉杆水平安裝在輪胎與防護鋼板上的固定處之間，對測試模擬輪胎與路面材料因相對運動在接觸面的摩擦所產生的水平拉力進行測試；數據採集儀對上述3個傳感器的測試數據進行實時採集並記錄。
2.根據權利要求1所述路面材料動態摩擦力測試系統，其特徵在於轉動系統轉動輪臺的調速範圍為0 80km/h。
3.根據權利要求1所述路面材料動態摩擦力測試系統，其特徵在於測試模擬輪胎加載壓力的調控範圍為0. 03 Mpa 1. 4Mpa。
4.根據權利要求1所述路面材料動態摩擦力測試系統，其特徵在於保溫倉內溫度調控範圍為-10°C 60°C。
5.根據權利要求1所述路面材料動態摩擦力測試系統，其特徵在於測試系統對數據的採集頻率為50HZ。
6.一種本發明路面材料動態摩擦力測試方法，其特徵在於該測試方法包括以下步驟(1)根據測試要求選擇模擬輪胎規格和型號，並將兩個測試模擬輪胎安裝在加載橫杆的輪轂上；(2)將需測試的路面材料按要求成型為300mmX300mmX50mm的試件連同成型試模一同固定於轉動輪臺上；⑶關閉保溫倉，調節控溫系統到測試控制溫度，並保持恆溫至測試要求的時間；⑷根據測試要求設定加載方式及加載值，對模擬輪胎施加壓力；(5)根據測試要求開啟電機並將轉速調至目標轉速；(6)開啟數據採集系統並記錄數據；(7)當運行到設定時間後關閉各系統，進行數據處理。
全文摘要
為克服現有技術路面抗滑性能測試方法存在的測試結果偏差較大、不能進行全天候測試和測試結果穩定性差等問題，本發明提出一種路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法。本發明路面材料動態摩擦力測試系統包括轉動系統、加載系統、控溫系統和測試系統。本發明路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法採用模擬動態摩擦、。模擬溫度、轉速、壓力等關鍵因素測試路面材料動態的摩擦力。本發明路面材料動態摩擦力測試系統及測試方法的有益技術效果是能夠進行全天候測試，測試結果較為精確，測試結果穩定性好，並且，能夠直接觀測路面材料在動態摩擦情況下的外觀變化。
文檔編號G01N19/02GK102494993SQ201110413578
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者餘苗, 吳國雄, 王修雲 申請人:重慶交通大學