קביעת מקדמי החיכוך של מדרכות קפואות תחת כמויות שונות של שלג

סרטון זה נועד להראות את תהליך קביעת מקדם החיכוך של משטח כביש קפוא. באמצעות מד מקדם החיכוך של המטוטלת. קרח על פני הכביש יכול להוביל להפחתה משמעותית במקדם החיכוך ובכך לסכן את בטיחות הנהג.

אנו רוצים לקבוע הליך ניסויי שלם ומדעי בתוך הבית כדי לקבוע את מקדם החיכוך של משטחי כביש קפואים. בוחן חיכוך מטוטלת שימש לביצוע הניסוי ולוחות אספלט ושכבות מים הוקפאו בו זמנית כדי לדמות את הדובדבן שבדרך. רמות שונות של שלג הודגמו גם על לוח אספלט עם עובי קרח משתנה כדי להפוך את התוצאות לאינטואיטיביות יותר.

הכנת הציוד. ראשית, מד מקדם החיכוך של המטוטלת, במהלך הניסוי מוודא כי B P T נמצא בתוך חיי פני השטח שלו וכי המשטח נקי ולא פגום. מרכיביו הם בסיס, ספירלת פילוס, בועת פילוס, מצביע, מטוטלת, ספירלת הרמה, ספירלת הידוק, הצטופפות וחוגה.

לאחר מכן לוח האספלט, ודא שגודל דגימת תערובת האספלט המשמש לניסוי הוא 30 ס"מ על 30 ס"מ על חמישה סנטימטרים. האיור הימני מראה את לוח האספלט עטוף בתבניות. לאחר מכן ציוד הקפאה, ודא כי ציוד זה המשמש בניסוי יכול לווסת באופן חופשי את הטמפרטורה בין מתחת לאפס 20 צלזיוס לאפס צלזיוס.

ציוד נוסף ששימש בניסוי כולל, חצובה, גליל מדידה, יריעת גומי, מדחום מדרכה, סרגל אורך הזזה ומברשת. גודל יריעת הגומי המשמשת בניסוי הוא 6.35 מילימטרים על 25.4 מילימטרים על 76.2 מילימטרים ועליה לעמוד בדרישות האיכות המפורטות בטבלה הבאה. במהלך הניסוי, ודא כי יריעת הגומי אין פגמים הבאים:ראשית, ישנם כתמי שמן; שנית, בלאי קצה רוחב יריעת הגומי גדול מ-3.2 מילימטרים.

שלישית, אורך יריעות הגומי גדול מ-1.6 מילימטרים. לפני השימוש ביריעת גומי חדשה, ודא שיריעת הגומי נמדדת 10 פעמים על משטח יבש לפני השימוש בבדיקה רשמית. חישוב וניתוח של שלג הטבלה נותנת לסיווג מחלקת השלג לשקול מקרים קיצוניים לוקח 24 שעות של שלג בתנאי למחקר.

יתר על כן, כדי להבטיח את קלות הניסוי את הגבולות העליונים של כל רמה של חלוקת שלג כפי המשמש לחישוב וניתוח המתאים. לאחר החישוב, רמות שונות של שלג נבדקות בנפח המים המתאים של הדגימות כפי שסופק בטבלה. הניסוי אינו בוחן את ההשפעה של סופות השלג יוצאות הדופן ומספר השלג הקל מאוד לסופת שלגים גדולה מ-1 עד 6.

כיול ציוד מקם את ה- BPT במיקום מתאים. מיקום מתאים פירושו שהקרקע שטוחה ונטולת מהמורות, סובבו את ספירלת הפילוס בבסיס ה-BPT כדי לשמור על בועת הפילוס במיקום האמצעי. שחררו את ספירלת ההידוק, סובבו את ספירלת ההרמה כדי לגרום למטוטלת להתרומם ולהתנדנד בחופשיות.

לאחר מכן הדקו את ספירלת ההידוק. הנח את זרוע המטוטלת על המטוטלת הימנית של שולחן המטוטלת תוך שמירה על הזרוע במצב הבוהן המתרוממת תוך סיבוב המצביע לצד ימין עם הזרוע. לחץ על לחצן השחרור כדי לאפשר לזרוע המטוטלת להתנדנד בחופשיות ואז המטוטלת חוצה את הנקודה הנמוכה ביותר.

כדי להגיע לנקודה הגבוהה ביותר, החזיקו אותה ביד. המצביע צריך לציין אפס בשלב זה. אם המצביע אינו מציג את נקודת האפס, שחררו והדקו את האגוז הצר כדי להציג את נקודת האפס.

מניחים את לוח האספלט ישירות מתחת למטוטלת תוך שחרור ספירלת ההידוק כך שהקצה הנמוך ביותר של יריעת הגומי ייגע בפני השטח של לוח האספלט. הכינו את סרגל אורך ההחלקה וקירבו אותו ליריעת הגומי. הרם את ידית הנשיאה כדי לגרום לסימן הסולם השמאלי של סרגל אורך ההחלקה להישטף עם הקצה הנמוך ביותר של יריעת הגומי.

הרימו את ידית הנשיאה והזיזו שוב את המטוטלת ימינה כך שהקצה הנמוך ביותר של יריעת הגומי ייגע רק בפני השטח של לוח האספלט. שימו לב עוד יותר, תכשיטן אורך ההחלקה הוא סמוק עם קצה של גיליון גומי. אם שוטפים, אורך ההחלקה עונה על דרישה של 136 מילימטרים.

אחרת, המשך בפעולה הבאה. סובב את ספירלת ההרמה כדי להתאים את גובה המטוטלת כדי שאורך ההחלקה יעמוד בדרישות. יש צורך בשיזוף חיוני.

סובבו את ספירלת הרמה בבסיס. הרמה בבועה צריכה להישאר ממורכזת במהלך התאמה. קביעת מקדם החיכוך.

בחר שבע חתיכות של לוחות אספלט. נקו את פני השטח בעזרת מברשת ויבשו באופן טבעי בטמפרטורת החדר. מספר לוחות האספלט בתורו ממקם את לוחות האספלט במצבים ובמקביל הופכים וקופאים עם שכבת המים.

דגימות השבעה הוכנסו למקפיא בטמפרטורה מבוקרת מתחת לאפס 10 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות. לאחר ההקפאה, הורידו את הדגימות בתורן, הסירו את המצבים והניחו אותם על מרכזי ה- BPT, אשר יישרו ואפס משתמשים בסנטימטר המדרכה כדי למדוד את טמפרטורת פני השטח של הדגימה והתקליט, לבצע כיול אורך החלקה. כדי להבטיח מרחק החלקה של 126 מילימטרים לחץ על מתג שחרור זרוע המטוטלת וכאשר זרוע הרפידה חוצה את הנקודה הנמוכה ביותר ומתנדנדת לנקודה הגבוהה ביותר המוחזקת ביד, קרא והוקלט שחזר הן את זרוע המטוטלת והן את המצביע למיקום האפס והאופק בהתאמה.

יש לכייל מחדש את אורך ההחלקה בכל פעם שנבדקת דגימה חדשה. חזור על השלבים במשך 10 פעמים. מדוד שבע דגימות ברצף.

לכל דגימה יש 10 תוצאות מדידה וגם הפרש הערך המינימלי והמקסימלי צריכים להיות קטנים משלוש. ניתוח נתונים שנרשמו בטבלה ותוצאות המדידה הממוצעות לקבלת ערכים ממוצעים מביאים את ערך הטמפרטורה שנמדד לשווה ערך. כדי לקבל את הערך המפוצה בטמפרטורה, הפחת את ערך ה-BPN המפוצה מערך ה-BPN הממוצע בטבלה כדי לקבל את ערך ה-BPN המפוצה בטמפרטורה הסופית, התווה את ערכי ה-BPN הסופיים בטבלה הרביעית ואת גרף העמודות לקבלת תוצאות אינטואיטיביות יותר.

תוצאות מייצגות:כאשר משווים מדגם 7 לבין שש הקבוצות האחרות, אני חושב שהוא נצפה כדי להפחית באופן משמעותי את מקדם החיכוך של המדרכה. בהתבסס על מדגם אחד מאוד קל כוח שלג הוא לא להיות בעל השפעה רצינית על מקדם החיכוך בכביש. ביחס לדגימה שתיים, שלוש וארבע, מקדם החיכוך על פני השטח נצפה יורד בהדרגה עבור דגימה ארבע, חמש ושש.

ערכי BPM הסופיים הממוצעים זהים. זה עשוי להצביע על כך שמקדם החיכוך בכביש של שכבת הקרח נוטה להתייצב ואין צורך במדד נוסף של שכבת קרח עבה יותר. גרף העמודות יכול לשקף טוב יותר את היחס הרחב של מקדם החיכוך.

מדגם 1 מייצג שלג קל מאוד שנצמד למשטח המדרכה לאחר הדובדבן וכתוצאה מכך הירידה במקדם החיכוך של המדרכה וערך ה-BPM שלו ירדו בכ-43% בהשוואה לדגימה היבשה. מדגם שתיים, שלוש וארבע מתאימות לשלג בינוני וכבד קל בהתאמה. ביניהם ערך BPM של שלג בינוני הוא רק מחצית מזה של שלג קל מכיוון שעובי השכבה הקרה המתאימה לשלג קטן הוא של כשני מינימום.

מבנה המיקרו של משטח הדגימה עדיין משפיע על ערך מקדם החיכוך וה- BPN גדול יותר. ה- BPN של השלג הכבד, סופת שלגים וסופת שלגים גדולה זהים, מה שעלול לעצור עובי קרח שמגיע ל -11 מינימום. יריעות הגומי אינן יכולות עוד לעוות את שכבת הקרח על ידי דחיסתה.

מסקנה:מקדמי החיכוך של שבעה לוחות אספלט נקבעו באמצעות בודק מקדם חיכוך מטוטלת, והתוצאות הסופיות תוקנו לטמפרטורה. ניתן לראות כי, ההשפעה של ציפוי המדרכה על מקדם החיכוך היא אכן משמעותית, כאשר אפילו שלג קל מעט וכתוצאה מכך כתמי קרח מפחיתים את מקדם החיכוך של המדרכה בכ-40% התוצאות הסופיות יכולות לספק התייחסות לתכנון כבישים ותחזוקת מדרכות חורף.