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原文传递表面形貌与污染物对沥青路面抗滑性能影响的研究

论文题名：	表面形貌与污染物对沥青路面抗滑性能影响的研究
关键词：	沥青路面;污染物;宏观构造;微观构造;抗滑性能;表面形貌
摘要：	路面抗滑性能不足是引发交通事故的主要因素之一，沥青路面的抗滑性能主要受路面表面形貌和路面污染物等介质的影响，因此研究路面形貌和污染物对沥青路面抗滑性能的影响具有重要的意义。　　在分析轮胎与路面的接触特点、轮胎与路面摩擦力产生的机理的基础上，运用汽车轮胎学、黏弹性理论、橡胶摩擦原理、流体动力润滑理论等理论首次系统分析了沥青路面宏观构造、微观构造对干燥、润湿、积水沥青路面抗滑性能的影响。理论分析结果表明，沥青路面形貌对干燥、润湿及积水沥青路面的抗滑性能均存在影响。宏观构造高度增加、间距减小、尖锐程度增大有利于增强干燥路面抗滑性能；宏观构造尖锐程度增大有助于提升润湿路面抗滑性能；宏观构造高度增大、间距增加有利于提高积水路面抗滑性能和提升发生完全动力滑水的临界速度。微观构造高度增加、间距减小有利于提升干燥、润湿沥青路面抗滑性能。　　进行表面形貌与污染物对沥青路面抗滑性能影响的试验研究，需要对沥青路面表面形貌和抗滑性能进行检测。根据激光三角测距原理研制了基于激光测距仪的沥青路面宏观纹理检测试验台，并利用该试验台对沥青路面试样的宏观构造形貌进行了测量；利用触针式轮廓仪测量了沥青路面试样的微观构造形貌。为了对沥青路面形貌特征进行描述，首次建立了沥青路面形貌特征表述的较完格特征参数体系。利用改进的摆式摩擦系数仪对沥青路面的抗滑性能进行了检测；通过对MMW-l万能磨损试验机的改造，开发了基于MMW-l万能磨损试验机的沥青路面抗滑性能室内检测新方法，运用该方法测量了沥青路面抗滑性能随速度和载荷变化的曲线。　　根据干燥、润湿沥青路面滑动摩擦系数随速度和载荷变化的曲线，干燥、润湿沥青路面的抗滑性能均随滑动速度的增加而降低，随载荷的增加而增强。以试验数据为基础，分析了沥青路表面形貌各特征参数与沥青路面抗滑性能、抗滑性能随速度与载荷变化速率相关性。分析结果表明，沥青面表面形貌对抗滑性能、抗滑性能随速度与载荷变化的速率均有一定影响。宏观构造高度较大、形状比较尖锐时干摩擦系数随速度变化的速率较小；宏观构造形状比较尖锐时湿摩擦系数随速度变化的速率较小；微观间距较小时，干摩擦系数随速度变化的速率较小。宏观构造高度较大、形状比较尖锐时，干摩擦系数随载荷增大的速率较快，宏观构造对湿摩擦系数随载荷变化的速率影响不明显。微观构造对干、湿摩擦系数随载荷变化的速率影响均不明显。　　在分析实际路面污染物来源的基础上，选取粗砂、沙子、泥粉、润滑油及水作为典型的污染物，首次通过试验研究了污染物对常见沥青路面抗滑性能的影响，并对各种污染物对沥青路面抗滑性能影响的持久性进行了分析。研究结果表明，路面污染物的存在会导致沥青路面的抗滑性能下降7％-50％，路面污染物分布越密集对沥青路面抗滑性能的负面影响越大。润滑油、颗粒较小的污染物(如沙子、泥粉)能对沥青路面的抗滑性能产生持久影响。颗粒较大的污染物(如粗砂)分布比较密集时也会对沥青路面的抗滑性能产生持久影响。　　本文研究为发展基于表面形貌特征参数的沥青路面抗滑性能评估模型奠定了基础，对高抗滑性能沥青路面的设计、选材、施工具有借鉴意义，为沥青路面养护和安全行车提供了指导性意见。
作者：	曹平
专业：	载运工具运用工程
导师：	严新平
授予学位：	博士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文