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单轮式横向力系数测试系统测试路面摩擦系数方法

关键字: 单轮式横向力系数测试系统测试路面摩擦系数方法日期: 2024-9-15 19:25:42 点击 10317 次

JTG 3450—2019《公路路基路面现场测试规程》----9 抗滑性能

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单轮式横向力系数测试系统测试路面摩擦系数方法

JTG 3450—2019《公路路基路面现场测试规程》中T0965-2008单轮式横向力系数测试系统测试路面摩擦系数方法

1 适用范围
本方法适用于单轮式横向力系数测试系统在新、改建路面工程质量验收和无严重坑槽、车辙等病害的正常行车条件下连续采集路面的横向力系数。
2 仪具与材料技术要求
横向力系数测试系统由承载车、距离测试装置、横向力测试装置、供水装置和主控制单元组成，见图T 0965。主控制单元除实施对测试装置和供水装置的操作控制外，同时还控制数据的传输、记录与计算等环节，其主要技术要求如下：
（1）承载车应为能够固定和安装测试、储供水、控制和记录等系统的载重车底盘，具有在水罐满载状态下最高车速大于100km/h的性能。
（2）测试轮胎类型：光面天然橡胶充气轮胎。
（3）测试轮胎规格：3.00-20-4PR。
（4）测试轮胎标准气压：（3.5±0.2）kg/cm²。
（5）测试轮偏置角：19.5º～21º。
（6）测试轮静态垂直标准荷载：（2000±20）N。
（7）拉力传感器非线性误差：＜0.05%。
（8）拉力传感器有效量程：0～2000N。
（9）距离标定误差：＜2%。
3 方法与步骤
3.1 准备工作
（1）每个测试项目开始前或连续测试超过1000km后应按照规定的方法进行系统应力传感器的标定，记录下标定数据并存档。
（2）检查测试车轮胎气压，应达到车辆轮胎规定的标准气压。
（3）检查测试轮胎磨损情况，当其直径比新轮胎减小达6mm（也即胎面磨损3mm）以上或有明显损伤或裂口时，必须更换新轮胎。新更换的新轮胎在正式测试前应试测约2km。
（4）检查测试轮气压，应达到（3.5±0.2）kg/㎝²的要求。
（5）检查测试轮固定螺栓必须拧紧。将测试轮放到正常测试时的位置，检查其应能够沿两侧滑柱上下自由升降。
（6）根据测试里程向水罐加注足够用量的清洁测试用水。
（7）当出水控制为固定式开关时，需将开关设置在对应的测试速度位置，放下测试轮并检查洒水口出水情况和洒水位置；洒水位置应在测试轮接触地面中点沿行驶方向前方（400±50）mm处，洒水宽度应为中心线两侧各不小于约75mm。
（8）启动控制单元，检查各项功能和技术参数选择状态均应正常。
3.2 测试步骤
（1）正式开始测试前首先应按规定的时间要求启动控制单元进行通电预热。
（2）进入测试路段前，测试人员设置所需的系统技术参数，并将测试轮胎至少提前500米降至路面上进行预跑。
（3）进入测试路段后，驾驶员应保持较为均匀的行车速度，并沿正常行车轨迹行驶。当为固定出水控制方式时，行驶最高速度不得超过出水开关事先设置所对应的速度。
（4）测试过程中，测试人员应及时准确将测试路段需要标记的起终点和其它特殊点的位置输入测试数据记录中。
（5）承载车驶出测试路段后，测试人员停止测试程序，提升起测量轮并恢复仪器各部分至初始状态。
（6）检查数据文件内容应完整正常，否则需要重新测试。
（7）关闭测试系统电源，结束测试。
4 数据处理
4.1 SFC 值的速度修正
以测试结果使用时所需的速度作为标准测试速度，其它测试速度条件下得到的SFC值应通过式（T 0965-1）转换至标准速度下的等效SFC 值。
SFC 标= SFC 测-0.22（V标- V测）（T 0965-1）
式中：SFC 标——标准测试速度下的等效SFC 值；
SFC 测——现场实际测试速度条件下的SFC 测试值；
V 标——标准测试速度，km/h；
V 测——现场实际测试速度。
4.2 SFC 值的温度修正
测试系统的标准现场测试地面温度范围为（20±5）℃，其它地面温度条件下测试的SFC值必须通过表T0965转换至标准温度下的等效SFC值。系统测试要求控制在（8～60）℃的地面温度范围内。
表T0965 SFC值温度修正

温度(℃)	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	10
修正	-3	-1	0	+1	+3	+4	+6	+7	+8	+9	+10	-3

4.3 按照本规程附录B的方法，计算一个测试路段SFC值的平均值、标准差、变异系数。
5 不同类型摩擦系数测试设备间相关性试验
5.1 基本要求
当制动式摩擦系数测试设备或其它类型横向力式测试设备需换算成SFC使用时，应进行相关性试验，建立其它类型测试结果与SFC 值的相关性关系。
5.2 试验条件
（1）按SFC 值0～30、30～50、50～70、70～100 的范围选择4段不同摩擦系数的路段，路段长度可为（100～300）m。
（2）试验路段地面应清洁干燥，地面温度应在（10～30）℃范围内，天气宜选择在晴天无风条件。
5.3 试验步骤
（1）测试系统和需要进行相关性试验的其它类型设备分别按3.1的方法准备就绪。
（2）两套设备分别以40km/h、50km/h、60km/h、70km/h、80km/h 的速度在所选择的
4 种试验路段上各测试3 次，3 次测试的平均值的绝对差值不得大于5，否则重测。
（3）两种试验设备设置的采样频率差值不应超过一倍，每个试验路段的采样数据量不应少于10个。
5.4 试验数据处理
（1）分别计算出每种速度下各路段3 次测试结果的总平均值和标准差，超过3 倍标准差的值应予以舍弃。
（2）用数理统计的回归分析方法建立试验设备测值与速度的相关性关系式，相关系数R不得小于0.95。
（3）建立不同速度下试验设备测值SFC 的相关性关系式，相关系数R 不得小于0.95。
6 报告
本方法应报告以下技术内容：
（1）测试路段信息（桩号、测试位置等）。
（2）测试速度、温度。
（3）测试路段横向力系数SFC 的平均值、标准差及代表值。
（4）若进行相关性试验，还应报告相关性关系式及相关系数。

条文说明

目前我国已普遍使用横向力系数测试系统作为高等级公路抗滑能力的检测设备，本规程对该类设备主要结构、工作原理和主要技术参数的规定基本与英国SCRIM 系统标准保持一致。测试轮胎技术参数通常符合《横向力摩擦系数系统专用测试轮胎》（JT/T 752-2009）的规定。
测试速度和测试温度都对SFC 测试结果产生较大影响，因此，原规程为使用者提供了不同速度和温度条件下的换算公式。本次修订的一个较大变化是不再规定标准测试速度，因为测试结果用于不同目的时，所采用的速度可能不同，既然有速度换算公式，完全可以根据实际需要将所希望使用的速度作为标准速度而将其它速度下的测试值进行换算。

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