تحديد معاملات الاحتكاك للأرصفة الجليدية تحت كميات مختلفة من تساقط الثلوج

يهدف هذا الفيديو إلى إظهار عملية تحديد معامل الاحتكاك لسطح طريق جليدي. باستخدام مقياس معامل احتكاك البندول. يمكن أن يؤدي الجليد على سطح الطريق إلى انخفاض كبير في معامل الاحتكاك وبالتالي تعريض سلامة السائق للخطر.

نريد إنشاء إجراء تجريبي كامل وعلمي في الداخل لتحديد معامل احتكاك أسطح الطرق الجليدية. تم استخدام جهاز اختبار احتكاك البندول لإجراء التجربة وتم تجميد ألواح الأسفلت وطبقات الماء في وقت واحد لمحاكاة الجليد على الطرق. كما تمت محاكاة مستويات مختلفة من تساقط الثلوج على لوح الأسفلت بسماكة جليدية متفاوتة لجعل النتائج أكثر سهولة.

تحضير المعدات. أولا ، يضمن مقياس معامل احتكاك البندول ، أثناء التجربة ، أن B P T ضمن عمره السطحي وأن السطح نظيف وغير تالف. مكوناته هي القاعدة ، حلزوني التسوية ، فقاعة التسوية ، المؤشر ، البندول ، دوامة الرفع ، دوامة التثبيت ، التجمع ، والقرص.

ثم لوح الأسفلت ، تأكد من أن حجم عينة خليط الأسفلت المستخدم للتجربة هو 30 سم × 30 سم في خمسة سنتيمترات. يوضح الشكل الأيمن لوح الأسفلت ملفوفا بالقوالب. بعد معدات التجميد ، تأكد من أن هذه المعدات المستخدمة في التجربة يمكنها تنظيم درجة الحرارة بحرية بين درجة الحرارة تحت الصفر 20 درجة مئوية إلى صفر درجة مئوية.

تشمل المعدات الأخرى المستخدمة في التجربة ، حامل ثلاثي القوائم ، أسطوانة قياس ، لوح مطاطي ، مقياس حرارة الرصيف ، مسطرة طول منزلق وفرشاة. حجم الصفيحة المطاطية المستخدمة في التجربة هو 6.35 ملم × 25.4 ملم × 76.2 ملم ويجب أن تفي بمتطلبات الجودة الواردة في الجدول التالي. أثناء التجربة ، تأكد من أن الصفيحة المطاطية لا تحتوي على العيوب التالية:أولا ، هناك بقع زيت. ثانيا ، تآكل حافة عرض الصفيحة المطاطية أكبر من 3.2 ملم.

ثالثا ، تآكل اتجاه طول الصفيحة المطاطية أكبر من 1.6 ملم. قبل استخدام لوح مطاطي جديد ، تأكد من قياس الصفيحة المطاطية 10 مرات على سطح جاف قبل استخدامها للاختبار الرسمي. حساب وتحليل تساقط الثلوج يعطي الجدول تصنيف فئة تساقط الثلوج للنظر في الحالات القصوى يستغرق 24 ساعة من تساقط الثلوج في حالة الدراسة.

علاوة على ذلك ، لضمان سهولة التجريب ، يتم استخدام الحدود العليا لكل مستوى من مستويات تقسيم تساقط الثلوج كما هو مستخدم في الحساب والتحليل المقابل. بعد الحساب ، يتم اختبار مستويات مختلفة من تساقط الثلوج عند حجم المياه المقابل للعينات كما هو موضح في الجدول. لا تأخذ التجربة في الاعتبار تأثير العواصف الثلجية غير العادية وترقيم الثلج الخفيف جدا إلى عاصفة ثلجية كبيرة من 1 إلى 6.

معايرة المعدات ضع BPT في وضع مناسب. يعني الوضع المناسب أن الأرض مسطحة وخالية من الحفر ، قم بتدوير دوامة التسوية على قاعدة BPT للحفاظ على فقاعة التسوية في الوضع الأوسط. قم بفك دوامة التثبيت ، وقم بتدوير دوامة الرفع لجعل البندول يرفع ويتأرجح بحرية.

ثم شد دوامة التثبيت. ضع ذراع البندول على الكابولي الأيمن لطاولة البندول مع إبقاء الذراع في وضع إصبع القدم المرتفع أثناء تدوير المؤشر إلى الجانب الأيمن مع تدفق الذراع. اضغط على زر التحرير للسماح لذراع البندول بالتأرجح بحرية ثم يعبر البندول أدنى نقطة.

للوصول إلى أعلى نقطة ، أمسكها باليد. يجب أن يشير المؤشر إلى الصفر في هذا الوقت. إذا لم يظهر المؤشر نقطة الصفر ، فقم بفك وشد صمولة التضييق لجعلها تظهر نقطة الصفر.

ضع لوح الأسفلت مباشرة تحت البندول أثناء فك دوامة التثبيت بحيث تلامس الحافة السفلية للصفائح المطاطية سطح لوح الأسفلت. قم بإعداد مسطرة الطول المنزلق وجعلها قريبة من الصفيحة المطاطية. ارفع مقبض الحمل لجعل علامة المقياس الأيسر لمسطرة الطول المنزلق تتدفق مع أدنى حافة للصفائح المطاطية.

ارفع مقبض الحمل وحرك البندول إلى اليمين مرة أخرى بحيث تلامس الحافة السفلية للصفائح المطاطية سطح لوح الأسفلت فقط. لاحظ كذلك ، الجواهري ذو الطول المنزلق متدفق مع حافة الصفيحة المطاطية. في حالة التدفق ، فإن طول الانزلاق يلبي متطلبات 136 ملم.

وإلا، تابع العملية التالية. أدر دوامة الرفع لضبط ارتفاع البندول لجعل طول الانزلاق يلبي المتطلبات. هناك حاجة إلى تان الحيوية.

تحريف دوامة المستوى على القاعدة. يجب أن يظل المستوى في الفقاعة متمركزا أثناء التعديل. تحديد معامل الاحتكاك.

حدد سبع قطع من ألواح الأسفلت. نظف سطحها بفرشاة وجففها بشكل طبيعي في درجة حرارة الغرفة. قم بترقيم ألواح الأسفلت بدورها ، ضع ألواح الأسفلت في أوضاع وانقلابها وتجميدها في نفس الوقت مع طبقة الماء.

تم وضع عينات السبعات في الفريزر عند درجة حرارة مضبوطة في درجة حرارة أقل من الصفر 10 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. بعد التجميد ، قم برفض العينات بدورها ، وقم بإزالة الأوضاع ووضعها على مراكز BPT ، والتي تم تسويتها وعدم استخدام سنتيمتر الرصيف لقياس درجة حرارة سطح العينة وتسجيلها ، وإجراء معايرة طول الانزلاق. لضمان مسافة انزلاق تبلغ 126 ملم ، اضغط على مفتاح تحرير ذراع البندول وعندما يعبر ذراع الوسادة أدنى نقطة ويتأرجح إلى أعلى نقطة ممسوكة باليد ، اقرأ وسجل استعادة كل من ذراع البندول والمؤشر إلى مواضع الصفر والأفق على التوالي.

يجب إعادة معايرة طول الانزلاق في كل مرة يتم فيها اختبار عينة جديدة. كرر الخطوات لمدة 10 مرات. قياس سبع عينات بالتسلسل.

تحتوي كل عينة على 10 نتائج قياس ويجب أن يكون فرق القيمة الأدنى والحد الأقصى أقل من ثلاثة. تحليل البيانات المسجلة البيانات في الجدول ومتوسط نتائج القياس للحصول على متوسط القيم تجلب قيمة درجة الحرارة المقاسة إلى ما يعادلها. للحصول على القيمة المعوضة لدرجة الحرارة ، اطرح قيمة BPN المعوضة من متوسط قيمة BPN في الجدول للحصول على قيمة BPN المعوضة لدرجة الحرارة النهائية ، ارسم قيم BPN النهائية في الجدول الرابع والرسم البياني الشريطي للحصول على نتائج أكثر سهولة.

النتائج التمثيلية: عند مقارنة العينة السابعة والمجموعات الست الأخرى ، أعتقد أنه لوحظ أنها تقلل بشكل كبير من معامل الاحتكاك للرصيف. استنادا إلى عينة واحدة من قوة الثلج الخفيفة جدا لا يكون لها تأثير خطير على معامل احتكاك الطريق. فيما يتعلق بالعينة الثانية والثالثة والرابعة ، لوحظ انخفاض معامل الاحتكاك السطحي تدريجيا للعينة الرابعة والخامسة والسادسة.

متوسط قيم BPM النهائية متطابقة. قد يشير هذا إلى أن معامل احتكاك الطريق لطبقة الجليد يميل إلى الاستقرار وأن قياسا آخر لطبقة جليدية أكثر سمكا ليس ضروريا. يمكن أن يعكس الرسم البياني الشريطي بشكل أفضل النسبة الواسعة لمعامل الاحتكاك.

تمثل العينة الأولى ثلجا خفيفا جدا يلتصق بسطح الرصيف بعد الجليد مما يؤدي إلى انخفاض معامل احتكاك الرصيف وانخفضت قيمة BPM بنسبة 43٪ تقريبا مقارنة بالعينة الجافة. تتوافق العينة الثانية والثالثة والرابعة مع الثلوج الخفيفة المتوسطة والثقيلة على التوالي. من بينها قيمة BPM للثلج المتوسط هي نصف قيمة الثلج الخفيف فقط لأن سمك الطبقة الجليدية المقابلة للثلج الصغير يبلغ حدين كحد أدنى.

لا يزال الهيكل الجزئي لسطح العينة يؤثر على قيمة معامل الاحتكاك ويكون BPN أكبر. إن عينات BPNs للثلوج الكثيفة والعاصفة الثلجية والعواصف الثلجية الكبيرة هي نفسها ، والتي قد توقف سمك الجليد عن الوصول إلى 11 كحد أدنى. لم تعد الألواح المطاطية قادرة على تشويه طبقة الجليد عن طريق ضغطها.

الاستنتاج: تم تحديد معاملات الاحتكاك لسبعة ألواح إسفلتية عن طريق جهاز اختبار معامل احتكاك البندول ، وتم تصحيح النتائج النهائية لدرجة الحرارة. يمكن ملاحظة أن تأثير تثليج الرصيف على معامل الاحتكاك كبير بالفعل ، حتى مع ثلوج خفيفة قليلا تؤدي إلى ظهور بقع من الجليد مما يقلل من معامل الاحتكاك على الرصيف بحوالي 40٪ يمكن أن توفر النتائج النهائية مرجعا لتصميم الطرق وصيانة الرصيف الشتوي.