Текстура дороги
 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти вопросы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны )
|
Текстуры дорожной поверхности - это отклонения от плоской и гладкой поверхности, влияющие на взаимодействие транспортного средства и шины. Текстура дорожного покрытия делится на: микротекстуру с длинами волн от 0 мм до 0,5 мм (0,020 дюйма ), макротекстуру с длинами волн от 0,5 мм (0,020 дюйма) до 50 мм (2,0 дюйма) и мегатекстуру с длинами волн от 50 мм (2,0 дюйма) до 500. миллиметры (20 дюймов).
Микротекстура
Микротекстура (MiTx) - это общий термин для кристаллографических параметров материала и других аспектов микроструктуры: таких как морфология , включая распределение по размерам и форме; химический состав; и кристаллической ориентации и отношения [1]
В то время как на прогиб подвески транспортного средства и динамические нагрузки на шины влияет большая длина волны ( шероховатость ), текстура дороги влияет на взаимодействие между поверхностью дороги и следом от шины. Микротекстура имеет длину волны короче 0,5 мм. Он относится к поверхности связующего, заполнителя и загрязняющих веществ, таких как отложения резины от шин.
Смесь дорожного материала способствует трению на сухой дороге. Обычно дорожные агентства не контролируют смесь напрямую, а косвенно проводят испытания на трение тормозов . Однако трение также зависит от других свойств поверхности, таких как макротекстура.
Макротекстура
Макротекстура (MaTx) - это отчасти желаемое свойство, а отчасти нежелательное. Короткие волны MaTx, около 5 мм, действуют как акустические поры и уменьшают шум от шин / дороги. С другой стороны, длинноволновые MaTx увеличивают шум. MaTx обеспечивает трение на мокрой дороге, особенно на высоких скоростях. Чрезмерный MaTx увеличивает сопротивление качению и, следовательно, расход топлива и выбросы CO 2, способствуя глобальному потеплению . Правильные дороги имеют MaTx около 1 мм средней глубины профиля.
Макротекстура - это семейство волнообразных характеристик дорожного покрытия. В то время как на прогиб подвески транспортного средства и динамические нагрузки на шины влияют более длинные волны (шероховатость), текстура дороги влияет на взаимодействие между поверхностью дороги и следом от шины. Макротекстура имеет длину волны от 0,5 мм до 50 мм.
Дорожные агентства контролируют макротекстуру, используя измерения, сделанные с помощью лазера скорости на шоссе или инерционных профилометров.
Мегатекстура
Megatexture (MeTx) является результатом износа и повреждений дорожного покрытия, вызывая шум и вибрацию. Megatexture имеет длину волны от 50 мм до 500 мм. Некоторыми примерами дорожных повреждений с большим количеством MeTx являются выбоины, стиральные доски (часто встречаются на грунтовых дорогах) и неровные морозы. Среднеквадратическое значение MeTx менее 0,2 мм считается нормальным для нормальных дорог.
Измерение
MaTx и MeTx измеряются с помощью лазерных / инерционных профилографов . Поскольку MiTx имеет очень короткие волны, его предпочтительно измерять с помощью испытаний тормозов на сухое трение, а не с помощью профилирования. Профилографы, записывающие текстуру как на траектории левого, так и правого колеса, могут использоваться для определения участков дороги с опасным трением .
Профилограф
Профилограф это устройство , используемое для измерения шероховатости поверхности дорожного покрытия. В начале 20 века профилографы были низкоскоростными прокатными устройствами (например, прокатными линейками ). Сегодня многие профилографы представляют собой современные высокоскоростные системы с лазерным датчиком высоты в сочетании с инерциальной системой, которая создает крупномасштабную опорную плоскость. Он используется строительными бригадами или сертифицированными консультантами для измерения шероховатости действующих дорожных сетей, а также до и после фрезерования гребней и дорожных покрытий. Современные профилографы - это полностью компьютеризированные инструменты.
Данные, собранные профилографом, используются для расчета Международного индекса шероховатости (IRI), который выражается в дюймах / миле или мм / м. Значения IRI варьируются от 0 (эквивалент вождения по стеклянной пластине) до нескольких сотен дюймов / милю (очень неровная дорога). Значение IRI используется в управлении дорогами для мониторинга проблем безопасности и качества дорожного движения.
Многие профилографы дороги также измеряют поперечный уклон , кривизну , продольный уклон и колейность покрытия . Некоторые профилографы делают цифровые фото или видео во время профилирования дороги. Большинство профилографов также регистрируют положение с помощью технологии GPS . Еще один распространенный вариант измерения - трещины . Некоторые системы профилографов включают георадар , используемый для регистрации толщины слоя асфальта .
Другой тип профилографа предназначен для измерения текстуры поверхности дороги и того, как она соотносится с коэффициентом трения и, следовательно, сопротивлением скольжению.. Фактура дорожного покрытия делится на три категории; мегатекстура, макротекстура и микротекстура. В настоящее время микротекстуру нельзя измерить напрямую, кроме как в лаборатории. Мегатекстура измеряется с использованием того же метода профилирования, что и при получении значений IRI, а макротекстура - это измерение отдельных вариаций дороги в пределах небольшого интервала в несколько сантиметров. Например, дорога, на которую нанесен гравий с последующим нанесением асфальтобетонного покрытия, будет иметь высокую макротекстуру, а дорога, построенная из бетонных плит, будет иметь низкую макротекстуру. По этой причине в бетоне часто появляются бороздки или шероховатости сразу после укладки на дорожное полотно, чтобы увеличить трение между шиной и дорогой.
Оборудование для измерения макротекстуры в настоящее время состоит из дальномерного лазера с очень маленьким размером пятна (<1 мм) и систем сбора данных, способных регистрировать возвышения с шагом 1 мм или меньше. Частота дискретизации обычно превышает 32 кГц. Данные макротекстуры можно использовать для расчета зависящей от скорости части трения между обычными автомобильными шинами и дорожным покрытием как в сухих, так и в мокрых условиях. Микротекстура также влияет на трение.
Боковое трение и поперечный уклон являются ключевыми силами реакции, которые помогают автомобилю, движущемуся на поворотах, оставаться в устойчивом боковом положении, в то время как на него действуют силы, возникающие из-за скорости и кривизны. Поперечный уклон и кривизну можно измерить с помощью профилографа дороги, а в сочетании с измерениями, связанными с трением, можно использовать кривые с неправильным наклоном , что может увеличить риск дорожно-транспортных происшествий.
Профилометрия дорог
Профилометры дорожного покрытия (также известные как профилографы , использовавшиеся в знаменитых дорожных испытаниях AASHO 1958-1960 гг. ) Используют лазер для измерения расстояния (подвешенный примерно в 30 см от дорожного покрытия) в сочетании с одометром и инерциальным блоком (обычно акселерометром).для обнаружения движения транспортного средства в вертикальной плоскости), который устанавливает движущуюся эталонную плоскость, до которой интегрируются лазерные расстояния. Инерционная компенсация делает данные профиля более или менее независимыми от скорости транспортного средства профилометра во время измерений, при условии, что транспортное средство не делает больших изменений скорости и скорость поддерживается выше 25 км / ч или 15 миль в час. Система профилометра собирает данные при нормальной скорости движения по шоссе, измеряя отметки поверхности с интервалами 2–15 см (1–6 дюймов), и требует высокоскоростной системы сбора данных, способной выполнять измерения в диапазоне килогерц.
Данные, собранные профилометром, используются для расчета Международного индекса шероховатости (IRI), который выражается в дюймах / миле или мм / м. Значения IRI варьируются от 0 (эквивалент вождения по стеклянной пластине) до нескольких сотен дюймов / миль (очень неровная дорога). Значение IRI используется в управлении дорогами для мониторинга вопросов безопасности и качества дорожного движения.
Многие профилировщики также измеряют поперечный уклон , кривизну , продольный уклон и колейность покрытия . Некоторые профилировщики делают цифровые фото или видео во время профилирования дороги. Большинство профилировщиков также записывают местоположение с помощью технологии GPS . Еще один довольно распространенный вариант измерения - трещины . Некоторые системы профилометров включают георадар , используемый для регистрации толщины слоя асфальта .
Другой тип профилометра предназначен для измерения текстуры поверхности дороги и того, как она соотносится с коэффициентом трения и, следовательно, с сопротивлением скольжению.. Фактура дорожного покрытия делится на три категории: мегатекстура, макротекстура и микротекстура. В настоящее время микротекстуру нельзя измерить напрямую, кроме как в лаборатории. Мегатекстура измеряется с использованием того же метода профилирования, что и при получении значений IRI, а макротекстура - это измерение отдельных вариаций дороги в пределах небольшого интервала в несколько сантиметров. Например, дорога, на которую нанесен гравий с последующим нанесением асфальтобетонного покрытия, будет иметь высокую макротекстуру, а дорога, построенная из бетонных плит, будет иметь низкую макротекстуру. По этой причине в бетоне часто появляются бороздки или шероховатости сразу после укладки на дорожное полотно, чтобы увеличить трение между шиной и дорогой.
Оборудование для измерения макротекстуры в настоящее время состоит из дальномерного лазера с чрезвычайно маленьким размером пятна (<1 мм) и систем сбора данных, способных регистрировать возвышения, расположенные на расстоянии не более 1 мм друг от друга. Частота дискретизации обычно превышает 32 кГц. Данные макротекстуры можно использовать для расчета зависящей от скорости части числа трения между типичными автомобильными шинами и дорожным покрытием. Макротекстура также дает информацию о разнице между трением на сухой и мокрой дороге. Однако макротекстуру нельзя использовать для расчета соответствующего числа трения, поскольку микротекстура также влияет на трение.
Боковое трение и поперечный уклон являются ключевыми силами реакции, которые помогают автомобилю на поворотах оставаться в устойчивом боковом положении, несмотря на то, что они подвергаются действию возбуждающих сил от скорости и кривизны. Поскольку трение сильно зависит от макротекстуры и текстуры, поперечный уклон и кривизну можно измерить с помощью профилировщика дороги, поэтому профилировщики дороги очень полезны для выявления кривых с неправильным наклоном, которые могут представлять опасность для автомобилей.
Смотрите также
- Дорога
- Шероховатость
- Колея (дороги)
- Вираж
- Профилометр
- Качество езды
использованная литература
- ^ Определение микротекстур и его приложения (второе издание), V Randell, 2003
внешние ссылки
- Маленькая книга профилирования , Мичиганский университет.
- Вопросы здоровья и безопасности , проект EU Roadex III по вопросам здоровья и безопасности, возникающим из-за плохого состояния дорожных сетей
- Дорожная инфраструктура
- Дорожная техника
