【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及路面抗滑性能测试，尤其涉及一种沥青路面抗滑性能测试装置与方法。
技术介绍
1、随着现代交通事业的蓬勃发展，我国的道路交通网也在不断完善。截至2021年底，我国公路里程已达到528.07万公里，公路密度达到了55.01公里/百平方公里。其中，沥青路面因具有良好的耐久性与驾驶舒适性得到了较为广泛的应用。与此同时，人们对道路行车安全的关注度也在迅速上升，道路行车安全主要与路面抗滑性能、路面反光特性、路面平整度、路面噪声、轮胎滚动阻力等有关，其中路面抗滑性能对道路行车安全贡献较大。因此，准确评价道路设计阶段沥青路面的抗滑能力，可为道路规划设计和道路维修方案的制定提供依据，提高道路行车安全、减少道路养护成本。
2、目前，我国道路设计阶段常用的沥青路面抗滑性能测试方法主要分为两类，一类为检测沥青路面的摩擦系数，代表测试方法为摆式摩擦仪测试法：一类为检测沥青路面路表构造深度，代表测试方法为铺砂法。但此两类测试方法在测试过程中均会受到人为操作过程、环境因素的影响，导致最终结果偏差较大。且此两类方法均只能单一的评价沥青路面的摩擦系数或表面构造深度，而实际车辆行驶过程中，道路摩擦系数与表面构造深度从不同角度贡献抗滑性能。因此，现有沥青路面设计阶段抗滑性能测试方法与实际应用场景相差较大，评价指标不够全面，仍缺少沥青路面设计阶段的综合性抗滑性能评价指标。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种沥青路面抗滑性能测试装置与方法，用以解决上述现有技术中在沥青道路设计阶段，沥青路面
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，包括温度控制系统、试件承托装置、摩擦块驱动系统、红外热像系统、主体支架；保温箱将整个测试环境闭式包裹，在温度控制系统作用下保持测试环境温度恒定，保温箱底部为试件承托装置，试件放置在试件承托装置中，橡胶摩擦块设置在试件上方，试件承托装置带动试件上升并与橡胶摩擦块接触后，由摩擦块驱动系统驱动橡胶摩擦块作旋转运动，测试结果由红外热像收集系统拍照存储。
4、进一步的，温度控制系统包括保温箱、多翼式离心风扇、电热丝、出风口、温度显示屏、温度传感器；保温箱封闭包裹整个试验环境，多翼式离心风扇、电热丝、出风口设置在保温箱上方内壁，温度传感器设置在保温箱下方内壁，温度显示屏设置在保温箱外侧，温度传感器与温度显示屏相连。
5、进一步的，试件承托装置包括限位侧板、螺栓、固定立板、电液推杆、套筒、油缸、第二电机、限位主板、伸缩块；两限位侧板与两限位主板首尾连接和一底板形成一四方体限位卡槽，试件置于该卡槽内，四组电动推杆设置于保温箱底部，电液推杆与限位卡槽底板相连，限位侧板与限位主板间通过伸缩块连接，两固定立板设置于两限位侧板两侧，螺栓穿过固定立板上螺纹孔，可旋转螺栓夹紧放松试件。
6、进一步的，摩擦块驱动系统包括橡胶摩擦块、承载板、配重块、第一电机、转轴；圆柱形橡胶摩擦块悬挂于承载板之下，承载板上方设置有规定重量的圆环形配重块，围绕旋转转轴放置，转轴连接第一电机与承载板，第一电机驱动转轴转动，带动橡胶摩擦块转动。
7、进一步的，红外热像系统包括第二连接杆、红外热像仪主体、镜头，镜头置于红外热像仪主体下方，红外热像仪通过第二连接杆与旋转立柱相连。
8、进一步的，主体支架包括底座、旋转立柱、固定立柱；圆柱形旋转立柱嵌入固定立柱内，可绕自身横截面圆心转动，底座位于固定立柱下方，支撑整个主体结构。
9、一种沥青路面抗滑性能测试方法，基于一种沥青路面抗滑性能测试装置，具体包括以下步骤：
10、(1)将待测试件放入由限位侧板、限位主板、底板组成的限位卡槽内，转动螺栓固定试件，并调整测试环境温度至25℃；
11、(2)启动保温箱底部电动推杆，推动试件上升至于橡胶摩擦块接触位置，此时继续推动试件上升，使配重块质量通过橡胶摩擦块施加于试件之上；
12、(3)启动第一电机，橡胶摩擦块在试件表面作旋转摩擦运动，在运行180s后关闭第一电机，并立即下降试件；
13、(4)转动旋转立柱，使红外热像仪对准摩擦区域，在试件降到最底部时拍下试件表面摩擦区域的红外热像图；
14、(5)对获取的摩擦区域整体红外热像图像进行分析，获取图像各像素点温度值t；对获取的各点温度值划分温度区间，将所得的红外热像图像素点温度划分为第一区间：25℃≤t＜27℃、第二区间：27℃≤t＜31℃、第三区间：31℃≤t＜35℃、第四区间：35℃≤t四个温度区间，绘制摩擦区域内像素点在各温度区间的分布概率图，依据各温度区间像素点分布概率p1、p2、p3、p4计算抗滑力指标y。
15、进一步的，所述步骤5中，第一区间：25℃≤t＜27℃，为无接触区域，主要由测试环境提供热量，此区域橡胶摩擦块(18)与试件(14)接触区域为宏观凸起间凹下去的部分，因此并无有效接触，但可在一定程度上反应路表的粗糙程度；第二区间：27℃≤t＜31℃，此区间为弱微观纹理摩擦区域，主要由测试环境与黏附摩擦提供热量，此区域橡胶摩擦块(18)与试件(14)有实质性的接触摩擦，且此区域分布有较少的微观纹理；第三区间：31℃≤t＜35℃为强微观纹理摩擦区域，主要由测试环境与黏附摩擦提供热量，此区域橡胶摩擦块(18)与试件(14)有实质性的接触摩擦，且此区域分布有较丰富的微观纹理；第四区间：35℃≤t为宏微观纹理摩擦区，此区域温度较高，主要由测试环境、黏附摩擦、黏滞摩擦提供热量，橡胶摩擦块(18)与试件(14)有实质性的接触摩擦，且此区域分布有较为丰富的微观纹理与宏观纹理；所述抗滑力指标y的计算公式为：
16、y＝0.1248×p1+0.1994×p2+0.3063×p3+0.3694×p4；
17、其中：p1为第一区间像素点个数占摩擦区域总像素点个数比例，％；
18、p2为第二区间像素点个数占摩擦区域总像素点个数比例，％；
19、p3为第三区间像素点个数占摩擦区域总像素点个数比例，％；
20、p4为第四区间像素点个数占摩擦区域总像素点个数比例，％。
21、进一步的，所述的抗滑力指标y中不同区间的权重占比采用ahp法确定；
22、(1)依据专家打分意见构造判断矩阵，对所有专家分数取平均值；
23、 区间 第一区间 第二区间 第三区间 第四区间 第一区间 1 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，包括温度控制系统、试件承托装置、摩擦块驱动系统、红外热像系统、主体支架；保温箱(1)将整个测试环境闭式包裹，在温度控制系统作用下保持测试环境温度恒定，保温箱(1)底部为试件承托装置，试件(14)放置在试件承托装置中，橡胶摩擦块(18)设置在试件(14)上方，试件承托装置带动试件(14)上升并与橡胶摩擦块(18)接触后，由摩擦块驱动系统驱动橡胶摩擦块(18)作旋转运动，测试结果由红外热像收集系统拍照存储。
2.根据权利要求1所述的一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，所述温度控制系统包括保温箱(1)、多翼式离心风扇(2)、电热丝(3)、出风口(4)、温度显示屏(16)、温度传感器(17)；保温箱(1)封闭包裹整个试验环境，多翼式离心风扇(2)、电热丝(3)、出风口(4)设置在保温箱(1)上方内壁，温度传感器(17)设置在保温箱(1)下方内壁，温度显示屏(16)设置在保温箱(1)外侧，温度传感器(17)与温度显示屏(16)相连。
3.根据权利要求1所述的一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，所述试件承托装置
4.根据权利要求1所述的一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，所述摩擦块驱动系统包括橡胶摩擦块(18)、承载板(19)、配重块(20)、第一电机(23)、转轴(29)；圆柱形橡胶摩擦块(18)悬挂于承载板(19)之下，承载板(19)上方设置有规定重量的圆环形配重块(20)，围绕旋转转轴(29)放置，转轴(29)连接第一电机(23)与承载板(19)，第一电机(23)驱动转轴(29)转动，带动橡胶摩擦块(18)转动。
5.根据权利要求1所述的一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，所述红外热像系统包括第二连接杆(25)、红外热像仪主体(26)、镜头(27)；镜头(27)置于红外热像仪主体(26)下方，红外热像仪通过第二连接杆(25)与旋转立柱(22)相连。
6.根据权利要求1所述的一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，所述主体支架包括底座(8)、旋转立柱(22)、固定立柱(24)；圆柱形旋转立柱(22)嵌入固定立柱(24)内，可绕自身横截面圆心转动，底座(8)位于固定立柱(24)下方，支撑整个主体结构。
7.一种沥青路面抗滑性能测试方法，基于如权利要求1至6任一项所述的一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，具体包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种沥青路面抗滑性能测试方法，其特征在于，所述步骤5中，第一区间：25℃≤T＜27℃，为无接触区域，主要由测试环境提供热量，此区域橡胶摩擦块(18)与试件(14)接触区域为宏观凸起间凹下去的部分，因此并无有效接触，但可在一定程度上反应路表的粗糙程度；第二区间：27℃≤T＜31℃，此区间为弱微观纹理摩擦区域，主要由测试环境与黏附摩擦提供热量，此区域橡胶摩擦块(18)与试件(14)有实质性的接触摩擦，且此区域分布有较少的微观纹理；第三区间：31℃≤T＜35℃为强微观纹理摩擦区域，主要由测试环境与黏附摩擦提供热量，此区域橡胶摩擦块(18)与试件(14)有实质性的接触摩擦，且此区域分布有较丰富的微观纹理；第四区间：35℃≤T为宏微观纹理摩擦区，此区域温度较高，主要由测试环境、黏附摩擦、黏滞摩擦提供热量，橡胶摩擦块(18)与试件(14)有实质性的接触摩擦，且此区域分布有较为丰富的微观纹理与宏观纹理；所述抗滑力指标Y的计算公式为：
9.根据权利要求8所述的一种沥青路面抗滑性能测试方法，其特征在于，所述的抗滑力指标Y中不同区间的权重占比采用AHP法确定；
...【技术特征摘要】
1.一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，包括温度控制系统、试件承托装置、摩擦块驱动系统、红外热像系统、主体支架；保温箱(1)将整个测试环境闭式包裹，在温度控制系统作用下保持测试环境温度恒定，保温箱(1)底部为试件承托装置，试件(14)放置在试件承托装置中，橡胶摩擦块(18)设置在试件(14)上方，试件承托装置带动试件(14)上升并与橡胶摩擦块(18)接触后，由摩擦块驱动系统驱动橡胶摩擦块(18)作旋转运动，测试结果由红外热像收集系统拍照存储。
2.根据权利要求1所述的一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，所述温度控制系统包括保温箱(1)、多翼式离心风扇(2)、电热丝(3)、出风口(4)、温度显示屏(16)、温度传感器(17)；保温箱(1)封闭包裹整个试验环境，多翼式离心风扇(2)、电热丝(3)、出风口(4)设置在保温箱(1)上方内壁，温度传感器(17)设置在保温箱(1)下方内壁，温度显示屏(16)设置在保温箱(1)外侧，温度传感器(17)与温度显示屏(16)相连。
3.根据权利要求1所述的一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，所述试件承托装置包括限位侧板(5)、螺栓(6)、固定立板(7)、电液推杆(9)、套筒(10)、油缸(11)、第二电机(12)、限位主板(13)、伸缩块(15)；两限位侧板(5)与两限位主板(13)首尾连接和一底板形成一四方体限位卡槽，试件(14)置于该卡槽内，四组电动推杆设置于保温箱(1)底部，电液推杆(9)与限位卡槽底板相连，限位侧板(5)与限位主板(13)间通过伸缩块(15)连接，两固定立板(7)设置于两限位侧板(15)两侧，螺栓(6)穿过固定立板(7)上螺纹孔，可旋转螺栓(6)夹紧放松试件(14)。
4.根据权利要求1所述的一种沥青路面抗滑性能测试装置，其特征在于，所述摩擦块驱动系统包括橡胶摩擦块(18)、承载板(19)、配重块(20)、第一电机(23)、转轴(29)；圆柱形橡胶摩擦块(18)悬挂于承载板(19)之下，承载板(19)上方设置有规定重量的圆环形配重块(20)，围绕旋转转轴(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：李强，闫朝杰，王家庆，赵康，杨航，邵静，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：
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