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路面横向力系数检测常见问题探讨

2012年第6期 (总第220期) 黑龙江交通科技 

HE LLONGJIANG JIAOTONG KEJI No.6,2012 (Sum No.220) 

路面横向力系数检测常见问题探讨 

许成珩 

(福建省交通建设工程试验检测中心) 

摘要:着重介绍横向力系数检测的原理及其特点,并就路面横向力系数检测的一些问题进行探讨,并提出 

几点建议。 

关键词:路面横向力系数;检测技术;问题探讨 

中图分类号:U416.1 文献标识码:C 文章编号:1008—3383(2012)06—0038一O1 

1概述 近年来随着我国国民经济的迅速发展,高等级公路的大 

量修建,到目前我国高速公路路网已基本形成,高等级公路 交通流量大,车行速度快,交通事故频发,给我国经济带来巨 

大损失。因此对路面抗滑能力的要求也随之提高,路面抗滑 能力的检测也变得更加重要。 路面抗滑检测分为摩擦系数检测和构造深度检测,摩擦系 

数检测又分为摆式仪测定法和横向力系数车测定法,目前我国 

路面横向力系数检测引入英国的SCmM系统,本文所探讨的横 向力系数特指SCRIM系统所测试的技术指标SFC值。 

2 SCmM系统检测特点 

(1)长距离连续检测,速度快,效率高 SCRIM系统由于自备很大容量的蓄水装置,测试轮很耐 

磨,检测时车速较快,因此可以实现长距离连续快速检测。 

(2)更符合汽车在路面上行驶时的工作状态 在道路行车状态时,由于路拱或横坡的存在,汽车在刹 

车时又因各轮胎的制动阻力不可能相等,加上汽车常需拐弯 变道等,汽车在路面上就常有横向侧滑的倾向,所以SFC值 与其他类型设备测试的摩擦系数相比它不仅能表征路面对 

车辆制动距离长短的影响,还能反映路面防止车辆在紧急制 动或在高速行驶中发生侧滑的能力。 (3)检测结果更能反映路面的整体抗滑性能,检测结果 

相对客观, 

与铺砂法测构造深度和摆式仪法测摩擦系数相比,由于 横向力检测是在道路的纵向上的连续检测,实现了线检测, 

比前两者的点检测更能反映路面的整体抗滑性能,也避免了 

人工选点的主观因素,检测结果相对客观。 (4)检测条件不受天气影响,检测时对交通的影响较小 

SCRIM系统是车载的,且检测时在检测轮前方需要一湿 润带,所以下雨天时检测更方便。检测时标准速度为 

50 km/h,双向四车道以上的高速公路采取简单的安全措施 即可,无需封道或布控。 

(5)不宜进行短距离测试 

SCRIM系统检测车较为笨重,检测时需预跑一段距离., 且规范规定检测标准速度为50 km/h,所以不宜检测像匝道 

那样路面较窄,弯道曲线半径较小,里程较短的路面。 

(6)无法对其进行直接标定 SCRIM系统所检测的SFC值是一个动态值,检测结果 

无法判断其误差的大小,就是无法判断其接近真实值的程 度,也没法制造出标准路面对SCRIM系统进行标定,因为路 

面的SFC值是随着路面的老化而变化的。只能通过定期多 

家试验室比对的方法对其可靠性进行判断,另外还要对其重 要的部件如测试轮角度、测试轮总成(包括配重)对路面的 垂直力、气压表、标定用压力计等进行定期标定,每次检测前 检查仪器处于正常状态。 

3横向力系数诺干问题的探讨 (1)SCI'dM系统的比对 如前所述为提高检测结果的可靠性必须对SCRIM系统 进行定期比对,以下为2010年在浙江淳安的一次比对。 

本次比对共有7个试验室,测试路段300 m,每个试验 室测试3次,数据输出段长为5 m,全路段测试数据的平均 值作为一个结果。 ①在显著性水平为5%,P=7,n=3的情况下,试验室内 

一致性指标临界值J} =1.43,试验室间一致性指标临界值 hca,=1.65。试验室内一致性指标j},试验室间一致性指标h 

按以下公公式计算 

S= : : 

k=詈,h=-X -一A其中 为试验室内试验结果平均值,X为试 

验室间试验结果平均值,P为试验室个数,n为试验室测试次 数。 判断标准: ≤k则试验数据可靠,否则离散性过大,不 可靠;I h l≤^ 则试验数据可靠,否则复现性偏差过大。 

②试验室间z(稳健)值按 

z(稳健)= 

判断标准:l z l≤2则结果满意,2<l z l<3则有问 

题需核查,I z I≥3则不满意或离群。比对结果如下表。 

试验次序/试验室号 I 2 3 4 5 6 7 

1 66.5 69.2 67.2 66.2 67.8 储.0 66.3 

2 66.8 69.5 68.2 66.4 67.0 68.5 64.9 

3 67.6 67.8 67.6 65.5 66.8 69.6 65.6 平均值 67.0 68.8 67.7 66.0 67.2 68.7 65.6 

标准 B 0.57 O.91 0.50 0.47 0.53 0.82 0,70 

变异系壹I/96 0.85 1.32 0.74 0.72 0.79 1.19 1.07 试验室内—致性 0.86 1.37 0.76 0.71 0.80 1.24 I.06 

试验室阃一致性^ -0.26 1.26 0.31 -1. -0.07 1.15 一1.37 

试验室问z(稳健)值.0.23 1.10 0.25 .0.鼯 .O.06 1.C0 一1.19 

结论各试验室比对结果令人满意。 (2)重要部件的标定 

SCRIM系统重要部件除了按说明书进行标定外还应注 意以下几点。 ①温度传感器的标定。 

在现场检测完成后需对SFC值进行温度修正,所以温 度传感器的标定就变得很重要。常用的 种方法是在静止 

(下转第4o页) 

收稿日期:2012—03—15 

作者简介:许成珩(1979一),男,广西靖西人,工程师,研究方向:道路与桥梁。 

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 总第220期 黑龙江交通科技 第6期 

(2)科学管理影响路基施工质量的各种因素 

路基施工材料的质量控制是现代公路路基施工质量控 

制的基础,是影响公路施工质量的重要的基础工作。公路路 

基工程施工企业在工程开工前就需要有针对性的构建严格 

的材料管理体系,基施工材料对公路路基施工质量的影戏那 

个,应即根据路施工需要材料的要求确定材料管理体系的控 

制重点。如:针对路基地质情况要求的不同,采用片石加固 

路基材料或三合土路基材料,片石加固更加注重材料进场的 

检验,片石化学性质稳定,存放较为容易,其存放管理要求不 

严;而三合土路基材料在水分充足的情况下,容易发生化学 

变化,产生凝结硬化现象,所以,三合土路基材料存放条件要 

求比较严格,在存放时需要严格控制空气中的含水量。因 

此,现代公路路基施工企业应针对路基使用材料的不同进行 

具有针对性的控制与管理,奠定良好的路基施工质量的基 础。 路基工程施工技术管理是提高公路路基施工质量的重 

要措施,对路基工程施工质量控制有着重要的影响,是现代 

公路路基施工管理工作的重点。根据公路工程技术交底文 

件中的具体要求及技术方式规划公路路基工程施工技术管 

理工作,包括工艺流程的分析制定、施工技术方案、施工质量 

控制措施与施工质量管理重点,完成公路路基施工工作。 

(3)科学设置施工质量控制,严格进行质量控制与管理 

路基施工质量控制需要通过施工前对公路工程实际情 况及对影响公路路基施工质量因素的分析,并采取科学合理 的施工措施和管理措施提高路基施工质量。公路施工企业 

在进行路基施工的过程中必须通过现场技术人员与质量管 

理人员的协调管理,从工程实际情况出发,确保能够有效控 

制与保障路基施工质量。同时,注重施工设备的养护与操作 

管理,现代公路路基施工机械化程度的不断提高使得工程施 

工设备养护与操作管理成为了影响路基施工质量的重要因 

素。公路施工企业还应当培养工作人员质量控制观念的重 要性,建立完整的质量管理体系,促进公路路基施工质量控 

制工作的实施。 

参考文献t [1] 中华人民共和国行业标准.公路沥青路基施工技术规范(JTG F40--2004)[M].北京:人民交通出版社,2004.25—45. [2]马英海.公路施工企业质量控制管理工作的重要性[J].西安 交通科技资讯,2009,(8). [3]常伟.关于公路路基施工全过程质量控制实施的分析[J].道 路施工监理,2009,(11). [4]吴晓霞,陈若翔.公路湿陷性黄土路基分析与处理[J].交通 科技,2004,34(4):5O一52. [5]张曦.影响公路路基施工质量各因素的管理与控制[J].路桥 施工与管理涵,2009,(10). [6] 任浩营.浅谈公路路基、路面施工工艺及质量控制[J].技术 与市场,2010,(8). [7]郭温生.高速公路路基施工工艺与质量控制的分析[J].科技 咨询导报,2007,(11). 

(上接第38页) 

状态下将一杯水放在红外线温度传感器的下方,同时用酒精 

温度计测量水温,以酒精温度计所测得的温度来标定红外线 

温度传感器。但在应用中发现SCRIM系统在静止状态下和 

在运动检测状态下所测出同一路面的温度差别较大,所以我 

认为以下标定方法更适宜。选一平整温度相对均匀的路段, 

在该路段纵断面上均匀分布多个酒精温度计测量点,将 

SCRIM系统检测段长设置为该路段长度,在检测状态下测出 

路面的温度,同时读取各酒精温度计的数值,取其平均值对 

SCRIM系统温度传感器进行标定。 

②拉力传感器在标定时应在水平的场地上进行,这样可 

避免由于测试轮总成(包括配重)的自重分力而产生的误 

差。SCRIM系统长期使用后测试轮偏角不可避免的发生变 

化,测试轮偏角的标定在系统说明书并未提及,可以用投影 法对其进行标定。测试轮静态垂直标准荷载是2 000N± 

20N,标定时要用压力计而不能用质量计量器具,2 000 N并 

不等于200 kg力,因系统内的 ,值默认为2 000 N。此外静 

态垂直荷载最好控制在标准值的上限,因为静态垂直荷载会 

随着检测过程中轮胎的磨损而变小。 

(3)检测过程中的常见问题 

①规范要求检测时在测试轮前要形成一条充分湿润的 

水带,这是为了模拟车辆在雨天最不利的条件下行驶,测试 

轮前方的路面湿润程度对检测的结果影响很大,为了避免水 

带不够湿润对检测结果产生影响,应注意一下几点:a给水 

罐装水时要加清洁的水以避免供水系统水管堵塞;b供水阀 

门要开到足够大;c为了使喷出来的水不被吹离指定位置, 

检测时应关闭检测车测试轮位置的拉门;d检测中时刻注意 

水罐水量,及时加水。 

@)SCRIM2007型路面检测车左右两侧各有一个测试轮, 

两边可以独立检测。经过大量的检测发现左测轮的测试值 

比右测轮的测试值大3%左右,这是因为路面横披的存在, 

使得测试轮总成(包括配重)白重分力对左侧的影响是正 

值,对右侧的影响是负值。我认为应同时用两侧的测试轮同 

时检测取其平均值作为检测结果,这不仅能消除以上误差, 

・40・ 更能真实的模拟道路上行驶的车辆。 

③前面提到过SCRIM系统检测车不宜检测像匝道那样 

路面较窄,弯道曲线半径较小,里程较短的路面。但当不得 

已要检测时测试速度不应是50km/h,而是应该按路面的限 

速速度稍低的速度进行检测,这不仅可以保证检测的安全, 

更能真实的模拟道路上行驶的车辆。 @sFc值会随着路面使用年限的增加而出现衰减,衰减 

的程度主要取决于车流量大小、使用年限、路面面层结构、路 

面纵坡大小、弯道曲线半径和气候。SFC值在路面横向上的 

衰减程度是不同的,一般行车道比超车道大,同一车道车辙 

位置最大,所以在检测时(尤其是已通车的路面)检测轮要 

沿着车辙位置检测,这样更接近现实中车辆行驶的轨迹。此 

外检测时应尽量避免压到标线。 

⑤检测完成后按规范要求对SFC值进行速度和温度修 

正,如果用人工计算进行修正工作量很大(一条30km双向 

四车道的高速公路,按段长20m计算就有4500个SFC值), 

用Excel电子表格可大大提高效率,以下是用Excel电子表 

格对SFC值进行速度和温度修正的公式 

SFC=INDEX(Sheet2 1¥B¥2:¥B¥502,MATCH 

(Sheet1 1 E2,Sheet2 1¥A¥2:¥A¥502,0))+IF(ABS(D2 

—50)<=4,132,132—0.22}(50一D2)) 

其中Sheet2 1¥B¥2:¥B¥502为温度修正表地址, 

Sheetl!E2为温度地址,D2为速度地址,B2为未修正的SFC 

值地址。 

4结束语 

路面横向力系数是关系到行车安全的重要指标,横向力 

系数检测应尽可能的模拟汽车在雨天最不利条件下的行驶 

状态,为路面行车安全提供可靠数据。 

参考文献: [1]公路路基路面现场测试规程(JTG E60—2008『[s]. [2]公路沥青路面设计规范(JTG D50—2O06)[s]. [3]武丽丽,等.路面横向力系数测试系统[J].天津科技大学学 报,20o4,(12).

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