《基於路表巨觀紋理特徵的瀝青路面全周期抗滑行為研究》是依託東南大學，由黃曉明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於路表巨觀紋理特徵的瀝青路面全周期抗滑行為研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃曉明
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
車輛行駛安全性除與駕駛行為、道路線形和車輛安全性有關外，還與路面路表特性有關。路面路表特性包括巨觀紋理和微觀紋理。路面微觀紋理特性主要與集料加工方式和集料物理化學特性有關，它決定著車輛常規速度（<60km/h）時的抗滑特性；巨觀紋理特性主要與級配類型和施工工藝有關，它決定著車輛高速運動時（>60km/h）的抗滑特性。同時在道路全壽命周期的各階段，路表巨觀紋理也不同，設計階段為給定的虛擬值；施工完成階段為實測的最大值；使用階段則在不斷地下降。本項目以瀝青路面全周期抗滑特性為研究對象，通過瀝青路面表面紋理特徵、輪胎力學特性和流體流動規律的研究，建立評價瀝青路面抗滑性能的分析方法，揭示輪胎-流體-路面間的相互作用，提出影響路面全生命周期內抗滑性能的主要因素；通過不同道路線形與不同階段路面巨觀紋理的協調分析，提出道路線形與降雨特徵和路表巨觀紋理的關係，為路面設計、建造、運營各階段提供理論支撐。
結題摘要
交通安全問題歷來是世界各國共同面對的難題，道路交通事故調查分析表明，道路交通雨天事故大多與路面抗滑能力下降有關。對於潮濕路面，由於抗滑性能遠小於乾燥路面，整車行駛穩定性下降，在遇到緊急制動更易引起水漂而發生交通事故，因此要求道路路面雨天也應提供良好的抗滑性能以保證行車安全。 目前對瀝青路面抗滑性能的評價，多是通過擺式摩擦儀或橫向力係數測試儀直接測量路面的摩擦係數，這種直接測量的方法易受測試溫度、濕度、速度等條件影響，可靠度不高，且不能與車輛實際運行工況掛鈎，難以確定安全限值。而路面抗滑性能的評估，不僅涉及橡膠輪胎胎面與路表接觸特性，而且與道路表面紋理和輪胎橡膠材料參數緊密相關，需要同時考慮路面巨觀紋理和微觀紋理、輪胎幾何尺寸和花紋分布、兩者之間接觸以及相對運動狀態。 針對雨天瀝青路面抗滑行為，本研究建立了基於瀝青路面路表紋理信息的雨天路表評價體系。在該評價體系中，考慮了橡膠與分形表面摩擦機理、輪胎路面附著原理、積水路面輪胎水漂機理，並通過數值模擬的手段分析了水漂對於車輛行駛性能的影響。 項目從輪胎橡膠與路面的相互作用出發，研究輪胎與路面之間的摩擦機理；研發了SLP路面紋理測試系統，通過對多條高速公路瀝青路面的現場掃描，建立了瀝青路面的表面紋理輪廓庫，通過運用路表分形摩擦理論，計算得到路面二維功率譜，並推導得出乾燥及潮濕條件下橡膠路面動摩擦係數曲線；建立了三維充氣花紋輪胎水漂有限元模型，分析了輪胎充氣內壓、水膜厚度、瀝青路面巨觀紋理對輪胎滑水的影響；建立CarSim與Matlab/Simlink耦合分析模型，分析不同水膜厚度下動水壓力對車輛行駛的影響。預估不同瀝青混凝土路面在同一降雨條件下水膜厚度值，得到不同路面在同一降雨條件下車輛行駛穩定性。為之後根據當地氣候特點，選擇瀝青路面面層類型的研究，打下理論基礎。
