本發(fā)明屬于瀝青路面性能測試技術領域，具體來說，涉及到一種模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀及其測試方法。

背景技術：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，公路等級不斷提高，交通量增大，車速加快，瀝青路面的抗滑問題日益突出，尤其在雨天，瀝青路面抗滑性能大大降低，易使車輛打滑失控，造成人員傷亡、財產(chǎn)損失等重大事故。為了驗證瀝青路面抗滑性能是否能夠滿足使用要求，我們采用擺式儀測定路面摩擦系數(shù)。但是在測試過程中，只能夠測試非雨天條件下的瀝青路面摩擦系數(shù)，不能夠反映雨天條件下不同降雨強度、表面徑流系數(shù)的瀝青路面摩擦系數(shù)。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便以及使用效果好的模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀及其測試方法。

本發(fā)明所述的一種模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀，所述試驗儀包括分為主要設備區(qū)和輔助設備區(qū)的雨箱1，主要設備區(qū)設在雨箱1的左方；主要設備區(qū)被匯雨底板15分隔為上部分和下部分，下部分為匯水箱17，上部分又分為左部分和右部分；右部分在頂部設有帶噴頭3的布水管2；右部分在底部設有兩個卡條13，該兩個卡條13中間放置試模19；試模19的上表面設有擺式儀12；左部分在底部設有儲水桶10，該儲水桶10底部通過進水管14連接到匯水箱17內(nèi)的水泵A16；儲水桶10在頂部設有水泵B11,該水泵B11通過輸水管道連接到布水管2；輸水管道往上還依次設置有三通9、流量計4和電磁閥5；三通9的僅剩的一個出口連接帶調(diào)節(jié)閥7的回水管8，該回水管8連接到儲水桶10；輔助設備區(qū)設有控制箱24。

本發(fā)明所述的一種模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀，所述匯雨底板15右側(cè)設置有兩個卡條13和若干“一”字鏤空區(qū)；所述卡條13呈長方體。

本發(fā)明所述的一種模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀，所述試模19包括圍在底板30四側(cè)的左側(cè)側(cè)模28、右側(cè)側(cè)模29、前方側(cè)模26、后方側(cè)模27，以及左側(cè)擋板20和右側(cè)擋板21；所述左側(cè)側(cè)模28和右側(cè)側(cè)模29的長度方向與荷載輪行走方向平行；所述前方側(cè)模26和后方側(cè)模27的長度方向與荷載輪行走方向垂直；所述左側(cè)側(cè)模28的上表面邊緣處設置有左側(cè)凹槽22；所述右側(cè)側(cè)模29的上表面邊緣處設置有右側(cè)凹槽23；所述左側(cè)擋板20可以承插在左側(cè)凹槽22內(nèi)；所述右側(cè)擋板21可以承插在右側(cè)凹槽23內(nèi)，用于調(diào)節(jié)摩擦系數(shù)測試試件表面的徑流系數(shù)；所述底板30的下表面是矩形的平面；所述底板30的上表面對應成型試件的區(qū)域是沿著前方側(cè)模26到后方側(cè)模27的圓弧面。

本發(fā)明所述的一種模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀，所述試模19在底板30處對應的空間為不規(guī)則體，所述不規(guī)則體的上部是長50cm、寬50cm、高5cm的長方體，所述不規(guī)則體的下部的俯視平面圖為長50cm、寬50cm的正方形，所述不規(guī)則體的下部的橫截面圖為弦長50cm的圓弧面，即能夠制成上述不規(guī)則體的瀝青混合料試件。

本發(fā)明所述的一種模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀，所述控制箱24在面板上設置有顯示屏33和輸入鍵盤34，在內(nèi)部設置有電子線路板連接的控制器25。

本發(fā)明所述的一種模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀，所述電磁閥5、調(diào)節(jié)閥7、水泵B11和水泵A16均與控制器25相接。

當進行模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試時，儲水桶10中的水通過水泵B11的作用沿著出水管6流入布水管2中，并通過噴頭3模擬形成雨滴滴落在瀝青混合料試件表面，雨水從試件表面滑落至匯雨底板15表面，并沿著匯雨底板15流入?yún)R水箱17，匯水箱17中的水通過水泵A16和進水管14流入儲水桶10，補給儲水桶10中的水；三通9和調(diào)節(jié)閥7、流量計4和電磁閥5的協(xié)同作用可以調(diào)節(jié)降雨強度；通過是否在試模兩側(cè)設置左側(cè)擋板20和右側(cè)擋板21可以調(diào)節(jié)徑流系數(shù)。在降雨條件下，將擺式儀12置于試模19和試模19內(nèi)的瀝青混合料試件表面，可以開展模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試。

本發(fā)明所述的一種模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀的試驗方法，所述試驗方法具體步驟為：

1)在已經(jīng)成型好試件的試模19兩側(cè)，根據(jù)徑流系數(shù)選擇適合高度的左側(cè)擋板20和右側(cè)擋板21，將左側(cè)擋板20插入試模19的左側(cè)凹槽22內(nèi)，將右側(cè)擋板21插入試模19的右側(cè)凹槽23內(nèi)；

2)在儲水桶10中加入2/3容積的水，在匯水箱17中加入2/3容積的水，打開流量計4、調(diào)節(jié)閥7、電磁閥5、水泵A16、水泵B11，調(diào)節(jié)降雨強度，然后關閉降雨裝置；

3)將試件連同試模19固定在兩個卡條13的中間，將擺式儀放置在試件表面的測點上，并使擺的擺動方向與試件成型時的碾壓方向一致；

4)轉(zhuǎn)動擺式儀底座上的調(diào)平螺栓，使水準泡居中，進行儀器調(diào)平；

5)放松緊固把手，轉(zhuǎn)動升降把手，使擺升高并能自由擺動，然后旋緊緊固把手，將擺固定在右側(cè)懸臂上，使擺處于水平釋放位置，并把指針撥至右端與擺桿平行處，按下釋放開關，使擺向左帶動擺針擺動，當擺達到最高位置后下落時，用手將擺桿接住，此時指針應指零，若不指零，可稍旋緊或旋松擺的調(diào)節(jié)螺母；反復操作，直至指針指零，調(diào)零允許誤差為±1，調(diào)零完畢；

6)讓擺處于自然下垂狀態(tài)，松開固定把手，轉(zhuǎn)動升降把手，使擺下降；與此同時，提起舉升柄使擺向左側(cè)移動，然后放下舉升柄使橡膠片下緣輕輕觸地，緊靠橡膠片擺放滑動長度量尺，使量尺左端對準橡膠片下緣；再提起舉升柄使擺向右側(cè)移動，然后放下舉升柄使橡膠片下緣輕輕觸地，檢查橡膠片下緣應與滑動長度量尺的右端齊平；若齊平，則說明橡膠片兩次觸地的距離(滑動長度)符合126mm的規(guī)定；校核滑動長度時，應以橡膠片長邊剛剛接觸路面為準，不可借擺的力量向前滑動，以免標定的滑動長度與實際不符；若不齊平，升高或降低擺或儀器底座的高度；微調(diào)時用旋轉(zhuǎn)儀器底座上的調(diào)平螺絲調(diào)整儀器底座的高度的方法比較方便，但需注意保持水準泡居中；重復操作，直至滑動長度符合126mm的規(guī)定；

7)將擺固定在右側(cè)懸臂上，使擺處于水平釋放位置，并把指針撥至右端與擺桿平行處；

8)打開流量計4、調(diào)節(jié)閥7、電磁閥5、水泵A16、水泵B11，調(diào)節(jié)降雨強度，待降雨一段時間后，試件表面的徑流系數(shù)達到預設值后，按下右側(cè)懸臂上的釋放開關，使擺在路面滑過；當擺桿回落時，用手接住，讀數(shù)但不記錄。然后使擺桿和指針重新置于水平釋放位置。

9)重復步驟7)和步驟8)的操作5次，并讀記每次測定的擺值；單點測定的5個值中最大值與最小值的差值不得大于3；如差值大于3時，應檢查產(chǎn)生的原因，并再次重復前述各項操作，至符合規(guī)定為止；取5次測定的平均值作為單點的路面抗滑值(即擺值BPN₁)，取整數(shù)；

10)在測點位置用溫度計測記降雨條件下路表溫度，準確至1℃；

11)每個測點由3個單點組成，即需按以上方法在同一測點處平行測定3次，以3次測定結(jié)果的平均值作為該測點的代表值(精確到1)；3個單點均應位于同一試件表面，單點間距離為20cm-30cm；測點的位置以中間單點的位置表示；

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述的模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀及試驗方法具有以下優(yōu)點：

1)所采用的模擬降雨的瀝青路面擺式儀結(jié)構(gòu)簡單、設計合理且安裝及使用操作簡便，投入成本較低，安裝緊湊，占用空間較小；

2)所采用的模擬降雨的瀝青路面擺式儀參數(shù)調(diào)整簡便，能對降雨強度、徑流系數(shù)、降雨歷時等參數(shù)進行調(diào)整，并且設置有控制箱，控制簡易，能精確控制雨強度、徑流系數(shù)、降雨歷時，使得降雨條件下的瀝青路面摩擦系數(shù)測試過程易于控制；

3)所采用的試模與行走方向平行的兩側(cè)設置的左側(cè)凹槽和右側(cè)凹槽，可以根據(jù)需要確定是否需要固定左側(cè)擋板和右側(cè)擋板，進而可以用于控制瀝青混合料試件表面的徑流系數(shù)，用于模擬實際路面表面的徑流系數(shù)情況；

4)使用效果好且實用價值高，外形美觀，極大程度上方便了模擬降雨的瀝青路面動態(tài)旋轉(zhuǎn)式摩擦系數(shù)測試，并且試驗過程易于控制，具有試驗操作方便、控制精確等優(yōu)點，能有效保證模擬降雨的摩擦系數(shù)測試結(jié)果的準確性。

附圖說明

圖1：本發(fā)明所述試驗儀示意圖；圖2：匯雨底板示意圖圖；圖3：試模結(jié)構(gòu)圖；圖4：左側(cè)擋板圖；圖5：右側(cè)擋板圖。1-雨箱、2-布水管、3-噴頭、4-流量計、5-電磁閥、6-出水管、7-調(diào)節(jié)閥、8-回水管、9-三通、10-儲水桶、11-水泵B、12-擺式儀、13-卡條、14-進水管、15-匯雨底板、16-水泵A、17-匯水箱、19-試模、20-左側(cè)擋板、21-右側(cè)擋板、22-左側(cè)凹槽、23-右側(cè)凹槽、24-控制箱、25-控制器、26-前方側(cè)模、27-后方側(cè)模、28-左側(cè)側(cè)模、29-右側(cè)側(cè)模、30-底板、顯示屏-33、輸入鍵盤-34。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明所述的模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀及試驗方法做進一步說明，但是本發(fā)明的保護范圍并不限于此。

實施例1

一種模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀，所述試驗儀包括分為主要設備區(qū)和輔助設備區(qū)的雨箱1，主要設備區(qū)設在雨箱1的左方；主要設備區(qū)被匯雨底板15分隔為上部分和下部分，下部分為匯水箱17，上部分又分為左部分和右部分；右部分在頂部設有帶噴頭3的布水管2；右部分在底部設有兩個卡條13，該兩個卡條13中間放置試模19；試模19的上表面設有擺式儀12；左部分在底部設有儲水桶10，該儲水桶10底部通過進水管14連接到匯水箱17內(nèi)的水泵A16；儲水桶10在頂部設有水泵B11,該水泵B11通過輸水管道連接到布水管2；輸水管道往上還依次設置有三通9、流量計4和電磁閥5；三通9的僅剩的一個出口連接帶調(diào)節(jié)閥7的回水管8，該回水管8連接到儲水桶10；輔助設備區(qū)設有控制箱24。

所述匯雨底板15右側(cè)設置有兩個卡條13和若干“一”字鏤空區(qū)；所述卡條13呈長方體。所述試模19包括圍在底板30四側(cè)的左側(cè)側(cè)模28、右側(cè)側(cè)模29、前方側(cè)模26、后方側(cè)模27，以及左側(cè)擋板20和右側(cè)擋板21；所述左側(cè)側(cè)模28和右側(cè)側(cè)模29的長度方向與荷載輪行走方向平行；所述前方側(cè)模26和后方側(cè)模27的長度方向與荷載輪行走方向垂直；所述左側(cè)側(cè)模28的上表面邊緣處設置有左側(cè)凹槽22；所述右側(cè)側(cè)模29的上表面邊緣處設置有右側(cè)凹槽23；所述左側(cè)擋板20可以承插在左側(cè)凹槽22內(nèi)；所述右側(cè)擋板21可以承插在右側(cè)凹槽23內(nèi)，用于調(diào)節(jié)摩擦系數(shù)測試試件表面的徑流系數(shù)；所述底板30的下表面是矩形的平面；所述底板30的上表面對應成型試件的區(qū)域是沿著前方側(cè)模26到后方側(cè)模27的圓弧面。所述試模19在底板30處對應的空間為不規(guī)則體，所述不規(guī)則體的上部是長50cm、寬50cm、高5cm的長方體，所述不規(guī)則體的下部的俯視平面圖為長50cm、寬50cm的正方形，所述不規(guī)則體的下部的橫截面圖為弦長50cm的圓弧面，即能夠制成上述不規(guī)則體的瀝青混合料試件。所述控制箱24在面板上設置有顯示屏33和輸入鍵盤34，在內(nèi)部設置有電子線路板連接的控制器25。所述電磁閥5、調(diào)節(jié)閥7、水泵B11和水泵A16均與控制器25相接。所述輔助設備區(qū)內(nèi)設有溫度傳感器和加熱裝置；所述連接軸上設有位移傳感器。

當進行模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試時，儲水桶10中的水通過水泵B11的作用沿著出水管6流入布水管2中，并通過噴頭3模擬形成雨滴滴落在瀝青混合料試件表面，雨水從試件表面滑落至匯雨底板15表面，并沿著匯雨底板15流入?yún)R水箱17，匯水箱17中的水通過水泵A16和進水管14流入儲水桶10，補給儲水桶10中的水；三通9和調(diào)節(jié)閥7、流量計4和電磁閥5的協(xié)同作用可以調(diào)節(jié)降雨強度；通過是否在試模兩側(cè)設置左側(cè)擋板20和右側(cè)擋板21可以調(diào)節(jié)徑流系數(shù)。在降雨條件下，將擺式儀12置于試模19和試模19內(nèi)的瀝青混合料試件表面，可以開展模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試。

本發(fā)明所述的一種模擬降雨的瀝青路面摩擦系數(shù)測試儀的試驗方法，所述試驗方法具體步驟為：

1)在已經(jīng)成型好試件的試模19兩側(cè)，根據(jù)徑流系數(shù)選擇適合高度的左側(cè)擋板20和右側(cè)擋板21，將左側(cè)擋板20插入試模19的左側(cè)凹槽22內(nèi)，將右側(cè)擋板21插入試模19的右側(cè)凹槽23內(nèi)；

2)在儲水桶10中加入2/3容積的水，在匯水箱17中加入2/3容積的水，打開流量計4、調(diào)節(jié)閥7、電磁閥5、水泵A16、水泵B11，調(diào)節(jié)降雨強度，然后關閉降雨裝置；

3)將試件連同試模19固定在兩個卡條13的中間，將擺式儀放置在試件表面的測點上，并使擺的擺動方向與試件成型時的碾壓方向一致；

4)轉(zhuǎn)動擺式儀底座上的調(diào)平螺栓，使水準泡居中，進行儀器調(diào)平；

5)放松緊固把手，轉(zhuǎn)動升降把手，使擺升高并能自由擺動，然后旋緊緊固把手，將擺固定在右側(cè)懸臂上，使擺處于水平釋放位置，并把指針撥至右端與擺桿平行處，按下釋放開關，使擺向左帶動擺針擺動，當擺達到最高位置后下落時，用手將擺桿接住，此時指針應指零，若不指零，可稍旋緊或旋松擺的調(diào)節(jié)螺母；反復操作，直至指針指零，調(diào)零允許誤差為±1，調(diào)零完畢；

6)讓擺處于自然下垂狀態(tài)，松開固定把手，轉(zhuǎn)動升降把手，使擺下降；與此同時，提起舉升柄使擺向左側(cè)移動，然后放下舉升柄使橡膠片下緣輕輕觸地，緊靠橡膠片擺放滑動長度量尺，使量尺左端對準橡膠片下緣；再提起舉升柄使擺向右側(cè)移動，然后放下舉升柄使橡膠片下緣輕輕觸地，檢查橡膠片下緣應與滑動長度量尺的右端齊平；若齊平，則說明橡膠片兩次觸地的距離(滑動長度)符合126mm的規(guī)定；校核滑動長度時，應以橡膠片長邊剛剛接觸路面為準，不可借擺的力量向前滑動，以免標定的滑動長度與實際不符；若不齊平，升高或降低擺或儀器底座的高度；微調(diào)時用旋轉(zhuǎn)儀器底座上的調(diào)平螺絲調(diào)整儀器底座的高度的方法比較方便，但需注意保持水準泡居中；重復操作，直至滑動長度符合126mm的規(guī)定；

7)將擺固定在右側(cè)懸臂上，使擺處于水平釋放位置，并把指針撥至右端與擺桿平行處；

8)打開流量計4、調(diào)節(jié)閥7、電磁閥5、水泵A16、水泵B11，調(diào)節(jié)降雨強度，待降雨一段時間后，試件表面的徑流系數(shù)達到預設值后，按下右側(cè)懸臂上的釋放開關，使擺在路面滑過；當擺桿回落時，用手接住，讀數(shù)但不記錄，然后使擺桿和指針重新置于水平釋放位置；

9)重復步驟7)和步驟8)的操作5次，并讀記每次測定的擺值；單點測定的5個值中最大值與最小值的差值不得大于3；如差值大于3時，應檢查產(chǎn)生的原因，并再次重復前述各項操作，至符合規(guī)定為止；取5次測定的平均值作為單點的路面抗滑值(即擺值BPN₁)，取整數(shù)；

10)在測點位置用溫度計測記降雨條件下路表溫度，準確至1℃；

11)每個測點由3個單點組成，即需按以上方法在同一測點處平行測定3次，以3次測定結(jié)果的平均值作為該測點的代表值(精確到1個單位)；3個單點均應位于同一試件表面，單點間距離為20cm-30cm；測點的位置以中間單點的位置表示。