專利名稱：路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到道路交通路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)，特別涉及一種路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)及測試方法。
背景技術(shù)：
隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)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(fā)展。高速公路的不斷修建大大促進(jìn)了運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，但同時(shí)交通事故的不斷出現(xiàn)也引發(fā)了人們對行車安全的日益關(guān)注。交通事故的發(fā)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(píng)價(jià)路面使用性能的一項(xiàng)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。
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(diǎn)測試設(shè)備1擺式摩擦系數(shù)測試儀1動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)測試儀(簡稱為DFT)2)制動(dòng)式測試設(shè)備1縱向摩擦系數(shù)測試車1鎖定輪摩擦測試車3)偏轉(zhuǎn)輪式測試設(shè)備1橫向力系數(shù)測試儀1MU-METER測試儀上述測試方法中，制動(dòng)式測試設(shè)備和偏轉(zhuǎn)輪式測試設(shè)備適用于現(xiàn)場測試，具有精度高，測試效率高等特點(diǎn)，但使用費(fèi)用昂貴。DFT與擺式摩擦儀均屬單點(diǎn)測試設(shè)備，由于這兩種儀器的擺腳或磨塊在與路面摩擦?xí)r產(chǎn)生較大振動(dòng)，測試結(jié)果偏差較大，不適宜在粗構(gòu)造路面上使用。并且，上述測試方法對測試時(shí)的環(huán)境條件有具體要求，不能進(jìn)行全天候測試。
間接測量法主要分為以下兩類1)鋪砂法2)激光測量法間接測量方法通過測定微觀和宏觀構(gòu)造的大小，對路面抗滑性能作出間接評(píng)價(jià)。間接測試法中鋪砂法受測試者操作水平影響較大，測試結(jié)果穩(wěn)定性差。且間接測試法與實(shí)際路面摩擦機(jī)理不完全相符，對路面的實(shí)際摩擦性能反映不夠直觀準(zhǔn)確。發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)路面抗滑性能測試方法存在的測試結(jié)果偏差較大、不能進(jìn)行全天候測試和測試結(jié)果穩(wěn)定性差等問題，本發(fā)明提出一種路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)及測試方法。本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)和測試系統(tǒng)；其中，轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包括變頻電機(jī)、調(diào)頻控制器和轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)，變頻電機(jī)通過皮帶與轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)相連接，調(diào)頻控制器對變頻電機(jī)進(jìn)行速度控制，其轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)的調(diào)速范圍為0 80km/h ；加載系統(tǒng)包括由液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)和液壓反饋機(jī)構(gòu)組成的閉環(huán)電液伺服控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對荷載壓力的精確控制；液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)的加壓活塞豎直安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)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桿，加載橫桿下方對稱設(shè)置有安裝測試模擬輪胎的輪轂；加壓活塞通過加載橫桿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(diào)控范圍為0. 03 Mpa 1. 4Mpa ；溫控系統(tǒng)包括保溫倉、溫度調(diào)節(jié)儀、溫度傳感器和溫控設(shè)備；保溫倉將轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)及上方的空間進(jìn)行封閉；保溫倉內(nèi)溫度調(diào)控范圍為-10°C 60°C ；測試系統(tǒng)包括1個(gè)壓力傳感器、2個(gè)拉力傳感器、數(shù)據(jù)采集儀以及配套微機(jī)，壓力傳感器安裝于加壓活塞和加載橫桿之間，對加載于2個(gè)測試模擬輪胎上垂直壓力進(jìn)行測試；拉力傳感器通過螺紋拉桿水平安裝在輪胎與防護(hù)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(yùn)動(dòng)在接觸面的摩擦所產(chǎn)生的水平拉力進(jìn)行測試；數(shù)據(jù)采集儀對上述33個(gè)傳感器的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并記錄，其對數(shù)據(jù)的采集頻率為50HZ。
本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)及測試方法包括以下步驟1、根據(jù)測試要求選擇模擬輪胎規(guī)格和型號(hào)，并將兩個(gè)測試模擬輪胎安裝在加載橫桿的輪轂上；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于轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)上；3、關(guān)閉保溫倉，調(diào)節(jié)控溫系統(tǒng)到測試控制溫度，并保持恒溫至測試要求的時(shí)間；4、根據(jù)測試要求設(shè)定加載方式及加載值，對模擬輪胎施加壓力；5、根據(jù)測試要求開啟電機(jī)并將轉(zhuǎn)速調(diào)至目標(biāo)轉(zhuǎn)速；6、開啟數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并記錄數(shù)據(jù)；7、當(dāng)運(yùn)行到設(shè)定時(shí)間后關(guān)閉各系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)及測試方法的有益技術(shù)效果是能夠進(jìn)行全天候測試，測試結(jié)果較為精確，測試結(jié)果穩(wěn)定性好，并且，能夠直接觀測路面材料在動(dòng)態(tài)摩擦情況下的外觀變化。


附圖1為本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)測試部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)及測試方法作進(jìn)一步的說明。
具體實(shí)施方式
附圖1為本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2為本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)測試部分的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為變頻電機(jī)，2為轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)，3 為被測試路面材料，4為測試模擬輪胎，5為加載橫桿，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(shù)據(jù)采集儀，11為計(jì)算機(jī)，12為拉力傳感器。由圖可知，本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)和測試系統(tǒng)；其中，轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包括變頻電機(jī)、調(diào)頻控制器和轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)，變頻電機(jī)通過皮帶與轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)相連接，調(diào)頻控制器對變頻電機(jī)進(jìn)行速度控制，其轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)的調(diào)速范圍為0 80km/h ；加載系統(tǒng)包括由液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)和液壓反饋機(jī)構(gòu)組成的閉環(huán)電液伺服控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對荷載壓力的精確控制；液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)的加壓活塞豎直安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)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桿，加載橫桿下方對稱設(shè)置有安裝測試模擬輪胎的輪轂；加壓活塞通過加載橫桿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(diào)控范圍為0. 03 Mpa 1. 4Mpa ；溫控系統(tǒng)包括保溫倉、溫度調(diào)節(jié)儀、溫度傳感器和溫控設(shè)備，保溫倉將轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)及上方空間進(jìn)行封閉；保溫倉內(nèi)溫度調(diào)控范圍為-10°C 60°C ；測試系統(tǒng)包括1個(gè)壓力傳感器、2個(gè)拉力傳感器、數(shù)據(jù)采集儀以及配套微機(jī)，壓力傳感器安裝于加壓活塞和加載橫桿之間，對加載于2個(gè)測試模擬輪胎上垂直壓力進(jìn)行測試；拉力傳感器通過螺紋拉桿水平安裝在輪胎與防護(hù)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(yùn)動(dòng)在接觸面的摩擦所產(chǎn)生的水平拉力進(jìn)行測試；數(shù)據(jù)采集儀對上述3個(gè)傳感器的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并記錄，其對數(shù)據(jù)的采集頻率為50HZ。
本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)及測試方法包括以下步驟1、根據(jù)測試要求選擇模擬輪胎規(guī)格和型號(hào)，并將兩個(gè)測試模擬輪胎安裝在加載橫桿的輪轂上；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于轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)上；3、關(guān)閉保溫倉，調(diào)節(jié)控溫系統(tǒng)到測試控制溫度，并保持恒溫至測試要求的時(shí)間；4、根據(jù)測試要求設(shè)定加載方式及加載值，對模擬輪胎施加壓力；5、根據(jù)測試要求開啟電機(jī)并將轉(zhuǎn)速調(diào)至目標(biāo)轉(zhuǎn)速；6、開啟數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并記錄數(shù)據(jù)；7、當(dāng)運(yùn)行到設(shè)定時(shí)間后關(guān)閉各系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)及測試方法的有益技術(shù)效果是采用模擬動(dòng)態(tài)摩擦、。模擬溫度、轉(zhuǎn)速、壓力等關(guān)鍵因素測試路面材料動(dòng)態(tài)的摩擦力，能夠進(jìn)行全天候測試，測試結(jié)果較為精確，測試結(jié)果穩(wěn)定性好，并且，能夠直接觀測路面材料在動(dòng)態(tài)摩擦情況下的外觀變化。
權(quán)利要求
1.一種路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)，其特征在于該測試系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)和測試系統(tǒng)；其中，轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包括變頻電機(jī)、調(diào)頻控制器和轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)，變頻電機(jī)通過皮帶與轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)相連接，調(diào)頻控制器對變頻電機(jī)進(jìn)行速度控制；加載系統(tǒng)包括由液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)和液壓反饋機(jī)構(gòu)組成的閉環(huán)電液伺服控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對荷載壓力的精確控制；液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)的加壓活塞豎直安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)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桿，加載橫桿下方對稱設(shè)置有安裝測試模擬輪胎的輪轂；加壓活塞通過加載橫桿垂直向測試模擬輪胎施加壓力；溫控系統(tǒng)包括保溫倉、溫度調(diào)節(jié)儀、溫度傳感器和溫控設(shè)備，保溫倉將轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)及上方的空間進(jìn)行封閉；測試系統(tǒng)包括1個(gè)壓力傳感器、2個(gè)拉力傳感器、數(shù)據(jù)采集儀以及配套微機(jī)，壓力傳感器安裝于加壓活塞和加載橫桿之間，對加載于2個(gè)測試模擬輪胎上垂直壓力進(jìn)行測試；拉力傳感器通過螺紋拉桿水平安裝在輪胎與防護(hù)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(yùn)動(dòng)在接觸面的摩擦所產(chǎn)生的水平拉力進(jìn)行測試；數(shù)據(jù)采集儀對上述3個(gè)傳感器的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并記錄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)，其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)的調(diào)速范圍為0 80km/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)，其特征在于測試模擬輪胎加載壓力的調(diào)控范圍為0. 03 Mpa 1. 4Mpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)，其特征在于保溫倉內(nèi)溫度調(diào)控范圍為-10°C 60°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)，其特征在于測試系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的采集頻率為50HZ。
6.一種本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試方法，其特征在于該測試方法包括以下步驟(1)根據(jù)測試要求選擇模擬輪胎規(guī)格和型號(hào)，并將兩個(gè)測試模擬輪胎安裝在加載橫桿的輪轂上；(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于轉(zhuǎn)動(dòng)輪臺(tái)上；⑶關(guān)閉保溫倉，調(diào)節(jié)控溫系統(tǒng)到測試控制溫度，并保持恒溫至測試要求的時(shí)間；⑷根據(jù)測試要求設(shè)定加載方式及加載值，對模擬輪胎施加壓力；(5)根據(jù)測試要求開啟電機(jī)并將轉(zhuǎn)速調(diào)至目標(biāo)轉(zhuǎn)速；(6)開啟數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并記錄數(shù)據(jù)；(7)當(dāng)運(yùn)行到設(shè)定時(shí)間后關(guān)閉各系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
全文摘要
為克服現(xiàn)有技術(shù)路面抗滑性能測試方法存在的測試結(jié)果偏差較大、不能進(jìn)行全天候測試和測試結(jié)果穩(wěn)定性差等問題，本發(fā)明提出一種路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)及測試方法。本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)和測試系統(tǒng)。本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)及測試方法采用模擬動(dòng)態(tài)摩擦、。模擬溫度、轉(zhuǎn)速、壓力等關(guān)鍵因素測試路面材料動(dòng)態(tài)的摩擦力。本發(fā)明路面材料動(dòng)態(tài)摩擦力測試系統(tǒng)及測試方法的有益技術(shù)效果是能夠進(jìn)行全天候測試，測試結(jié)果較為精確，測試結(jié)果穩(wěn)定性好，并且，能夠直接觀測路面材料在動(dòng)態(tài)摩擦情況下的外觀變化。
文檔編號(hào)G01N19/02GK102494993SQ201110413578
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者余苗, 吳國雄, 王修云 申請人:重慶交通大學(xué)