4 Определение сцепных качеств покрытия

Сцепные качества покрытий характеризуются коэффициентом сцепления и шероховатостью покрытия.

Коэффициент сцепления -- отношение результирующей реакции, возникающей в опорной плоскости касания колеса с поверхностью, к соответствующему значению нормальной нагрузки, действующей на колесо. Коэффициент сцепления можно вычислить по формуле

= T/Q (4.1)

где T- горизонтальная реакция,кН; Q- нагрузка, кН.

Рисунок 4.1- Принципиальная схема сил при измерении коэффициента сцепления.

где T- горизонтальная реакция;

Q- нагрузка; υ- скорость измерения;

ω- угловая скорость вращения колеса измерительного колеса (равна нулю при полностью заблокированном колесе);

R- радиус измерительного колеса.

Методы определения сцепления шин с дорожным покры­тием можно разделить на четыре группы:

1-метод определения коэффициентов сцепления путем не­посредственного измерения силы сцепления в контакте шины с покрытием полностью заблокированного колеса (ПКРС-2У, SRT-3 и др.);

2-метод определения коэффициентов сцепления путем не­посредственного измерения силы сцепления в контакте шины с покрытием частично заблокированного колеса, 12...35%-ным проскальзыванием (коэффициент сопротивления заносу) (Grip- Tester, SCRIM, Stradograph и др.);

3-метод измерения условной величины перемещения (ли­нейное или угловое) движения имитатора колеса (ППК, SRT);

4-метод торможения автомобиля.

Первый метод широко распространен в странах СНГ, Поль­ше и др. и имитирует торможение автомобиля с «обычной» тормозной системой. Второй метод имитирует торможение автомобиля, оборудованного антиблокировочной системой тормозов, и применяется в большинстве европейских стран и США. Третий метод используется в портативных измерите­лях коэффициента сцепления. Четвертый метод применяет­ся для предварительной оперативной оценки величины ко­эффициента сцепления.

Конструктивно установки по измерению коэффициента сцеп­ления выполняют в виде прицепа, реже встраивают в транс­портное средство. Портативные установки имеют множество конструктивных решений.

Метод полностью заблокированного колеса может определяться при помощи прицепа ПКРСУ- 2У. Измерение сцепле­ния покрытий с помощью динамометрического прицепа прово­дят дискретно в режиме скольжения полностью заблокирован­ного колеса прицепного устройства по увлажненной поверх­ности покрытияю. Колесо блокируют нажатием на тормозную педаль в отдель­ных точках дороги. При измерении коэффициента сцепления необходимо фиксировать температуру воздуха и получаемые величины приводить к расчетной температуре +20 °С.

При определении величины коэффици­ента сцепления на большом протяжении проводят не менее пяти измерений на 1 км полосы движения. В момент блоки­ровки покрытие увлажняют с созданием водной пленки тол­щиной 1 мм. Величина коэффициента сцепления фиксирует­ся компьютерным устройством или микропроцессорной сис­темой с привязкой к километражу автомобильной дороги.

Шероховатость дорожного покрытия определяют методами песчаного пятна, объемного пятна, вытекания, профилометрическими методами. Метод песчаного пятна -- определение шероховатости по­крытий в дорожных условиях -- заключается в измерении средней глубины впадин шероховатости на покрытии авто­мобильных дорог (рис 4.2)

Рисунок 4.2. -Метод песчаного пятна: а - номограмма; б -схема проведения испытаний (1 - диск; 2 -песок до начала испытания; 3 -песок после проведения испытания)

Комплект оборудования для определения средней глуби­ны шероховатости включает два мерных стаканчика емкостью 10 и 25 для дозирования песка, металлический диск диа­метром 100 мм для распределения песка по поверхности по­крытия, номограмму для определения средней глубины ше­роховатости по диаметру песчаного пятна с тремя шкала ми для 10, 25 и 50 см3 объема песка.

При измерении средней глубины шероховатости на поверх­ность покрытия высыпают мерным стаканчиком порцию мелкого песка (размер зерен 0,14...0,31 мм): при мелкошеро­ховатом покрытии — 10 см3, среднешероховатом — 25 см3, крупношероховатом — 50 . Порцию песка круговыми движениями распределяют по поверхности покрытия до за­полнения всех впадин уровня наиболее высоких выступов. Полученное «песчаное пятно» измеряют по четырем взаимно перпендикулярным направлениям и определяют среднеста­тистический диаметр. Для особо мелкошероховатой поверх­ности берут порцию песка 5, среднюю глубину шерохова­тости определяют по шкале номограммы для объема 10, умножая показания шкалы на коэффициент 0,5.

Среднюю глубину шероховатости вычисляют по формуле

hср= ( 4.1) (4.2)

где V — объем песка, см³;

D — средний диаметр песчаного пятна, см.

Минимальное значение коэффициента сцепления для дорог IV категории при V=60 км/ч, находящихся в эксплуатации, равняется 0,40 мм согласно ТКП 140- 2008.

Таблица 4.1 – Фактические значения коэффициента сцепления на заданных участках дорог

Участок	Фактические значения коэффициента сцепления	Средняя глубина впадин hcp, мм	Сравнение значений (соответствие требованиям)
Км0- км1	0,50	0,40	Не соответствует
Км1- км2	0,30		Соответствует
Км2- км3	0,40		Соответствует
оКм3- км4	0,50		Не соответствует

Для определения значения коэффициента сцепления могут применяться методы, обеспечивающие точность не менее 10%.

Количественная оценка шероховатости покрытия проезжей части характеризуется значением средней глубины впадин (h_ср).

Предельно допустимые значения средней глубины впадин эксплуатируемых покрытий приведены в ТКП 140- 2008.

Для определения значения средней глубины впадин могут применяться методы, обеспечивающие точность не менее 5%.

Сравнивая коэффициенты сцепления по участкам дороги, можно сделать вывод, что в общем коэффициент сцепления не соответствует на км0-км1 и на км3-км4.Требования соблюдаются только на 1-3 километре заданной дороги.