Wyznaczanie współczynników tarcia nawierzchni oblodzonych przy różnych ilościach opadów śniegu

Film ten ma na celu pokazanie procesu wyznaczania współczynnika tarcia oblodzonej nawierzchni drogi. Korzystanie z miernika współczynnika tarcia wahadła. Lód na nawierzchni drogi może prowadzić do znacznego obniżenia współczynnika tarcia, a tym samym zagrażać bezpieczeństwu kierowcy.

Chcemy ustalić kompletną i naukową procedurę eksperymentalną w pomieszczeniach, aby określić współczynnik tarcia oblodzonych nawierzchni drogowych. Do przeprowadzenia eksperymentu wykorzystano wahadłowy tester tarcia, w którym płyty asfaltowe i warstwy wody zostały jednocześnie zamrożone, aby zasymulować oblodzenie drogi. Symulowano również różne poziomy opadów śniegu na płycie asfaltowej o różnej grubości lodu, aby wyniki były bardziej intuicyjne.

Przygotowanie sprzętu. Po pierwsze, miernik współczynnika tarcia wahadła podczas eksperymentu upewnia się, że BT mieści się w swoim okresie eksploatacji powierzchniowej i że powierzchnia jest czysta i nieuszkodzona. Jego elementami są podstawa, spirala poziomująca, bańka poziomująca, wskaźnik, wahadło, spirala podnosząca, spirala mocująca, przytłaczanie i tarcza.

Następnie płyta asfaltowa, upewnij się, że wielkość próbki mieszanki asfaltowej użytej do eksperymentu wynosi 30 centymetrów na 30 centymetrów na pięć centymetrów. Prawy rysunek przedstawia płytę asfaltową owiniętą formami. Następnie sprzęt do zamrażania, upewnij się, że ten sprzęt używany w eksperymencie może swobodnie regulować temperaturę w zakresie od 20 stopni Celsjusza do zera stopni Celsjusza.

Inne wyposażenie użyte w eksperymencie to statyw, cylinder miarowy, arkusz gumy, termometr chodnikowy, linijka do przesuwania długości i szczotka. Rozmiar arkusza gumy użytego w doświadczeniu wynosi 6,35 milimetra na 25,4 milimetra na 76,2 milimetra i powinien spełniać wymagania jakościowe podane w poniższej tabeli. Podczas eksperymentu upewnij się, że arkusz gumy nie ma następujących wad:Po pierwsze, są plamy oleju; Po drugie, zużycie krawędzi arkusza gumy jest większe niż 3,2 milimetra.

Po trzecie, zużycie w kierunku długości arkusza gumy jest większe niż 1,6 milimetra. Przed użyciem nowego arkusza gumy należy upewnić się, że arkusz gumy został zmierzony 10 razy na suchej powierzchni przed zastosowaniem do oficjalnych testów. Obliczanie i analiza opadów śniegu tabela podaje klasyfikację klas opadów śniegu w celu uwzględnienia skrajnych przypadków trwa 24 godziny opadów śniegu w warunkach do badania.

Ponadto, w celu zapewnienia łatwości doświadczania, górne granice każdego poziomu podziału opadów śniegu stosowane do odpowiednich obliczeń i analiz. Po obliczeniach bada się różne poziomy opadów śniegu przy odpowiedniej objętości wody w próbkach, jak podano w tabeli. Eksperyment nie uwzględnia wpływu nadzwyczajnych burz śnieżnych i liczy bardzo lekki śnieg do dużej zamieci śnieżnej od 1 do 6.

Kalibracja sprzętu Umieść BPT w odpowiedniej pozycji. Odpowiednia pozycja oznacza, że podłoże jest płaskie i wolne od wybojów, obróć spiralę poziomującą na podstawie BPT, aby utrzymać bańkę wyrównującą w pozycji środkowej. Poluzuj spiralę mocującą, obróć spiralę podnoszącą, aby wahadło uniosło się i swobodnie kołysało.

Następnie dokręć spiralę mocującą. Umieść ramię wahadła na prawym wsporniku stołu wahadła, trzymając ramię w uniesionej pozycji palców, jednocześnie obracając wskazówkę w prawą stronę równo z ramieniem. Naciśnij przycisk zwalniający, aby ramię wahadła mogło się swobodnie kołysać, a następnie wahadło przecina najniższy punkt.

Aby dotrzeć do najwyższego punktu, trzymaj go w dłoni. W tym momencie wskaźnik powinien wskazywać zero. Jeśli wskazówka nie pokazuje punktu zerowego, poluzuj i dokręć nakrętkę zwężającą, aby pokazywała punkt zerowy.

Płytę asfaltową należy umieścić bezpośrednio pod wahadłem, jednocześnie odkręcając spiralę mocującą tak, aby najniższa krawędź arkusza gumy stykała się z powierzchnią płyty asfaltowej. Przygotuj linijkę długości przesuwnej i zbliż ją do arkusza gumy. Podnieś uchwyt do przenoszenia, aby lewy znak skali linijki długości przesuwnej zrównał się z dolną krawędzią arkusza gumy.

Podnieś uchwyt do przenoszenia i ponownie przesuń wahadło w prawo, tak aby najniższa krawędź arkusza gumy dotykała tylko powierzchni płyty asfaltowej. Obserwuj dalej, że jubiler o długości przesuwnej jest zlicowany z krawędzią arkusza gumy. W przypadku zlicowania długość przesuwu spełnia wymóg 136 milimetrów.

W przeciwnym razie kontynuuj następującą operację. Obróć spiralę podnoszenia, aby wyregulować wysokość wahadła, aby długość przesuwu spełniała wymagania. Potrzebna jest niezbędna opalenizna.

Przekręć spiralę poziomu na podstawie. Poziom w bańce musi pozostać wyśrodkowany podczas regulacji. Wyznaczanie współczynnika tarcia.

Wybierz siedem kawałków płyt asfaltowych. Oczyść ich powierzchnię szczotką i wysusz naturalnie w temperaturze pokojowej. Ponumeruj płyty asfaltowe po kolei, ułóż płyty asfaltowe w modach i jednocześnie przewróć i zamrozić z warstwą wody.

Próbki siódemek umieszczono w zamrażarce w kontrolowanej temperaturze poniżej 10 stopni Celsjusza na 24 godziny. Po zamrożeniu kolejno odwróć próbki, usuń tryby i umieść je na centrach BPT, które zostały wyrównane i wyzeruj centymetr chodnika do pomiaru temperatury powierzchni próbki i zapisz, wykonaj kalibrację długości ślizgu. Aby zapewnić odległość przesuwania 126 milimetrów, naciśnij przełącznik zwalniający ramię wahadła, a gdy ramię podkładki przekroczy najniższy punkt i wychyli się do najwyższego trzymanego ręką, odczytane i nagrane przywróć zarówno ramię wahadła, jak i wskazówkę odpowiednio do pozycji zerowej i horyzontalnej.

Długość ślizgu powinna być ponownie kalibrowana za każdym razem, gdy badana jest nowa próbka. Powtórz te czynności 10 razy. Zmierz kolejno siedem próbek.

Każda próbka ma 10 wyników pomiarów, a zarówno minimalna, jak i maksymalna różnica wartości powinna być mniejsza niż trzy. Analiza danych, zarejestrowane dane w tabeli, a średnie wyniki pomiarów w celu uzyskania średnich wartości przenoszą zmierzoną wartość temperatury do równoważnika. Aby uzyskać wartość z kompensacją temperatury, odejmij skompensowaną wartość BPN od średniej wartości BPN w tabeli, aby uzyskać końcową wartość BPN z kompensacją temperatury, wykreśl końcowe wartości BPN w tabeli czwartej i wykres słupkowy, aby uzyskać bardziej intuicyjne wyniki.

Reprezentatywne wyniki: Porównując próbkę siódmą i pozostałe sześć grup, myślę, że obserwuje się znaczne zmniejszenie współczynnika tarcia nawierzchni. Bazując na próbce, jedna bardzo niewielka siła naśnieżania nie powinna mieć poważnego wpływu na współczynnik tarcia w drodze. W odniesieniu do próbki drugiej, trzeciej i czwartej zaobserwowano, że współczynnik tarcia powierzchniowego stopniowo maleje dla próbki czwartej, piątej i szóstej.

Średnie końcowe wartości BPM są identyczne. Może to oznaczać, że współczynnik tarcia drogowego warstwy lodu ma tendencję do stabilizacji i nie jest konieczne inne mierzenie grubszej warstwy lodu. Wykres słupkowy może lepiej odzwierciedlać szeroki stosunek współczynnika tarcia.

Próbka pierwsza przedstawia bardzo lekki śnieg, który przylega do powierzchni nawierzchni po oblodzeniu, co spowodowało zmniejszenie współczynnika tarcia nawierzchni i zmniejszenie jej wartości BPM o około 43% w porównaniu z próbką suchą. Próbka druga, trzecia i czwarta odpowiadają odpowiednio lekkiemu, średniemu i ciężkiemu śniegowi. Wśród nich wartość BPM średniego śniegu jest tylko o połowę mniejsza niż w przypadku lekkiego śniegu, ponieważ grubość warstwy lodu odpowiadająca małej ilości śniegu wynosi co najmniej dwa razy.

Mikrostruktura powierzchni próbki nadal wpływa na wartość współczynnika tarcia, a BPN jest większy. Wartości BPN próbek obfitego śniegu, zamieci śnieżnej i dużych zamieci śnieżnych są takie same, co może zatrzymać grubość lodu sięgającą minimum 11 stopni. Arkusze gumy nie mogą już deformować warstwy lodu poprzez jej zagęszczanie.

Wniosek: Współczynniki tarcia siedmiu płyt asfaltowych wyznaczono za pomocą wahadłowego testera współczynnika tarcia, a końcowe wyniki skorygowano o temperaturę. Widać, że wpływ oblodzenia nawierzchni na współczynnik tarcia jest rzeczywiście znaczący, przy czym nawet lekko lekki śnieg powoduje powstawanie płatów lodu zmniejszających współczynnik tarcia nawierzchni o około 40%Końcowe wyniki mogą stanowić punkt odniesienia dla projektowania dróg i zimowego utrzymania nawierzchni.