轮胎-沥青路面摩擦测试及抗滑模型研究综述
发布时间：2020-12-12 09:43
基于近年国内外沥青路面的抗滑研究现状,对摩擦测试方法与抗滑理论模型所存在的问题进行了分析。首先,从定点及连续测试两方面对比了路面摩擦测试装置,发现不同设备所测数据之间的相关性研究并不充分;接下来,总结了路表纹理特性,相应检测方法及纹理参数的应用;随后,从路面材料角度讨论了集料、沥青及沥青混合料性质与路面摩擦性能的关系;在此基础上,评价了温度、污染物及水等环境对路面抗滑能力的影响;最后,从轮胎、橡胶材料摩擦作用、轮胎-路面摩擦3个方面总结了轮胎-路面摩擦模型的研究进展。发现集料的类型与质量、沥青混合料配合比设计是导致沥青路面路表纹理复杂多样的重要因素。而在温度、水的耦合作用下,轮胎与具有路表纹理的路面之间的摩擦行为将更加复杂,现有模型在表征胎路摩擦机理上仍有欠缺。针对以上问题,建议对各摩擦测试方法归一化,并对纹理参数与摩擦系数的显著性分析进行量化,提高各数据的利用效率;同时结合计算机虚拟仿真技术,分析多因素综合作用下的胎路摩擦行为,进一步深入路面抗滑机理和抗滑模型的研究。
【文章来源】：公路交通科技. 2020年10期 第12-24页 北大核心
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
滚动轮胎受力示意图
(4)路面上小尺寸微凸体的微切削作用。若胎面与路面微凸体的接触部位的集中应力超过轮胎橡胶的断裂强度,微凸体对胎面产生微切削作用。在轮胎橡胶与路表纹理的摩擦行为研究中,Moore D F[8]提出橡胶摩擦主要包括两种机制:因接触表面之间的黏附引起的黏附摩擦和因接触表面不平整引起变形而产生的滞后摩擦。Persson B N J[9]基于表面分形摩擦理论,将具有分形特性的路面轮廓视为离散的随机变量,通过傅里叶变换将路表各点的空间坐标转化为不同维度波的叠加形式,得到橡胶滑过分形路面时在不同维度所产生的能量耗散,提出了黏附摩擦与滞后摩擦均是由能量耗散引起的观点。此外,Grosch[10]、Kummer[11]、Adam[12] 等学者也深入研究了轮胎与粗糙路表的摩擦行为,认为轮胎橡胶与路面之间的摩擦力主要来源于黏附力和滞后变形。
不平整度是指偏离路表基准平面的程度,通常由路面结构本身的缺陷或行车作用造成的路面变形引起。巨纹理主要用于描述车辙、坑、裂缝等现象。沥青路面宏观纹理的特性与路表骨料颗粒的形状和尺寸、粗细骨料类型、集料级配等密切相关。高速行车时,路面抗滑能力主要由宏观纹理提供[27]。较深的宏观纹理有利于路面抗滑,可加快降雨过程中路面积水的排泄并有效减缓路面的抗滑衰减。微观纹理是指沥青混合料表面颗粒的细微结构,反映路表微观层面的粗糙度[28],与轮胎表面的微小橡胶颗粒相互作用,可提供黏附力,且胎路间黏附力随微观纹理粗糙度的增大而增大(宏/微观纹理对路面抗滑的作用如图4所示)。对于湿路面而言,微观纹理的作用在于打破表面水膜,增强胎路间的附着力[29]。2.2 路表纹理测量
【参考文献】：
期刊论文
[1]沥青路面抗滑性能研究现状与展望[J]. 黄晓明,郑彬双. 中国公路学报. 2019(04)
[2]沥青路面抗滑性能研究现状[J]. 朱洪洲,廖亦源. 公路. 2018(01)
[3]酸雨对石灰岩沥青混合料抗滑性的影响[J]. 周兴林,刘万康,冉茂平,肖旺新,肖神清. 公路. 2016(08)
[4]基于三维分形维数的沥青路面抗滑性能研究[J]. 冉茂平,肖旺新,周兴林,张云,谢旭飞. 公路交通科技. 2016(02)
[5]沥青路面纹理分布的分形描述及抗滑性能评价[J]. 童申家,谢祥兵,赵大勇. 中国公路学报. 2016(02)
[6]沥青混凝土路面的纹理构造与抗滑性检测方法[J]. 董祥,张士萍,丁小晴,沈正. 公路. 2011(11)
[7]轮胎刷子模型分析 Ⅰ.稳态侧偏刷子模型[J]. 刘青,郭孔辉,陈秉聪. 农业机械学报. 2000(01)
博士论文
[1]基于路面宏观纹理的轮胎抗滑行为数值模拟研究[D]. 朱晟泽.东南大学 2017
[2]基于界面接触特性的多尺度沥青路面抗滑性能评价及应用研究[D]. 张淑文.华南理工大学 2015
[3]车路协同动力学差异特性及轮胎印迹机理研究[D]. 马彬.吉林大学 2014
[4]粗集料表面微观构造分形性质探讨与沥青路面抗滑性能关系研究[D]. 孙杨勇.华南理工大学 2010
[5]路面表面功能加速加载系统研究[D]. 雷超旭.华南理工大学 2010
[6]表面形貌与污染物对沥青路面抗滑性能影响的研究[D]. 曹平.武汉理工大学 2009
硕士论文
[1]公路路面动态摩擦系数相关性研究[D]. 桂志敬.长安大学 2012
本文编号：2912308
【文章来源】：公路交通科技. 2020年10期 第12-24页 北大核心
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
滚动轮胎受力示意图
(4)路面上小尺寸微凸体的微切削作用。若胎面与路面微凸体的接触部位的集中应力超过轮胎橡胶的断裂强度,微凸体对胎面产生微切削作用。在轮胎橡胶与路表纹理的摩擦行为研究中,Moore D F[8]提出橡胶摩擦主要包括两种机制:因接触表面之间的黏附引起的黏附摩擦和因接触表面不平整引起变形而产生的滞后摩擦。Persson B N J[9]基于表面分形摩擦理论,将具有分形特性的路面轮廓视为离散的随机变量,通过傅里叶变换将路表各点的空间坐标转化为不同维度波的叠加形式,得到橡胶滑过分形路面时在不同维度所产生的能量耗散,提出了黏附摩擦与滞后摩擦均是由能量耗散引起的观点。此外,Grosch[10]、Kummer[11]、Adam[12] 等学者也深入研究了轮胎与粗糙路表的摩擦行为,认为轮胎橡胶与路面之间的摩擦力主要来源于黏附力和滞后变形。
不平整度是指偏离路表基准平面的程度,通常由路面结构本身的缺陷或行车作用造成的路面变形引起。巨纹理主要用于描述车辙、坑、裂缝等现象。沥青路面宏观纹理的特性与路表骨料颗粒的形状和尺寸、粗细骨料类型、集料级配等密切相关。高速行车时,路面抗滑能力主要由宏观纹理提供[27]。较深的宏观纹理有利于路面抗滑,可加快降雨过程中路面积水的排泄并有效减缓路面的抗滑衰减。微观纹理是指沥青混合料表面颗粒的细微结构,反映路表微观层面的粗糙度[28],与轮胎表面的微小橡胶颗粒相互作用,可提供黏附力,且胎路间黏附力随微观纹理粗糙度的增大而增大(宏/微观纹理对路面抗滑的作用如图4所示)。对于湿路面而言,微观纹理的作用在于打破表面水膜,增强胎路间的附着力[29]。2.2 路表纹理测量
【参考文献】：
期刊论文
[1]沥青路面抗滑性能研究现状与展望[J]. 黄晓明,郑彬双. 中国公路学报. 2019(04)
[2]沥青路面抗滑性能研究现状[J]. 朱洪洲,廖亦源. 公路. 2018(01)
[3]酸雨对石灰岩沥青混合料抗滑性的影响[J]. 周兴林,刘万康,冉茂平,肖旺新,肖神清. 公路. 2016(08)
[4]基于三维分形维数的沥青路面抗滑性能研究[J]. 冉茂平,肖旺新,周兴林,张云,谢旭飞. 公路交通科技. 2016(02)
[5]沥青路面纹理分布的分形描述及抗滑性能评价[J]. 童申家,谢祥兵,赵大勇. 中国公路学报. 2016(02)
[6]沥青混凝土路面的纹理构造与抗滑性检测方法[J]. 董祥,张士萍,丁小晴,沈正. 公路. 2011(11)
[7]轮胎刷子模型分析 Ⅰ.稳态侧偏刷子模型[J]. 刘青,郭孔辉,陈秉聪. 农业机械学报. 2000(01)
博士论文
[1]基于路面宏观纹理的轮胎抗滑行为数值模拟研究[D]. 朱晟泽.东南大学 2017
[2]基于界面接触特性的多尺度沥青路面抗滑性能评价及应用研究[D]. 张淑文.华南理工大学 2015
[3]车路协同动力学差异特性及轮胎印迹机理研究[D]. 马彬.吉林大学 2014
[4]粗集料表面微观构造分形性质探讨与沥青路面抗滑性能关系研究[D]. 孙杨勇.华南理工大学 2010
[5]路面表面功能加速加载系统研究[D]. 雷超旭.华南理工大学 2010
[6]表面形貌与污染物对沥青路面抗滑性能影响的研究[D]. 曹平.武汉理工大学 2009
硕士论文
[1]公路路面动态摩擦系数相关性研究[D]. 桂志敬.长安大学 2012
本文编号：2912308
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