基于胎/路耦合作用的冰雪路面抗滑特性及评价模型

对交通行驶安全而言，最不利的路面状态为冰雪路面。冰雪路面事故率高的主要原因是：气温低，降雪量大，路面摩擦系数显著降低。而轮胎与路面间的摩擦系数大小主要受轮胎性质、路表面状态以及车辆行驶条件等因素的影响。因此本项目在开发室内模拟加速磨耗仪和完善摩擦系数测定仪的基础上，将基于轮胎性质、路面材料类型、冰雪路面不同状态以及不同轮胎磨耗次数下的路面抗滑能力评价。以此建立多影响因素下、胎/路耦合作用的冰雪路面抗滑能力评价模型， 并对冰雪路面的摩擦系数进行敏感性分析，明确影响冰雪路面抗滑性能的敏感性因素和影响程度。此研究成果可为今后提出冰雪路面抗滑能力技术措施提供依据，也可为冰雪路面下轮胎胎面花纹设计、路面材料类型与结构设计等提供参考价值，对提高冰雪路面抗滑性能有一定的推动作用。

目前公路沥青路面相应规范中仅对道路原材料和建设初期的路面抗滑性能提出了相应的指标要求，而对交通安全而言，更关注道路长期使用过程中的抗滑能力，尤其在不利的冰雪路面状态下。结合以上问题，本课题开发了温控轮式加速磨光机和沥青混凝土激光纹理测量仪，并提出了相应的试验方法和评价指标；在此基础上，分别研究了五种石料类型、三种路面材料类型（SMA-13、OGFC-13和AC-13）和四种不同轮胎花纹在不同磨光次数下的摩擦系数和构造深度衰变情况，建立了沥青混合料的抗滑性能衰变模型，明确了集料性质、轮胎花纹和级配类型对沥青混合料抗滑能力影响的显著性；在明确沥青混合料抗滑耐久性评价指标体系的基础上，开展了基于分异磨耗原理的陶粒沥青混合料和不同粗细集料掺配比例沥青混合料的长期抗滑性能研究，推荐出具有良好抗滑耐久性的沥青混合料材料要求和配合比例；开展了多影响因素下冰雪路面抗滑能力的评价，提出了冰雪路面的四种典型冰雪状态，研究了四种冰雪状态和不同温度下沥青路面的抗滑性能，从而确定出影响冰雪路面抗滑性能的敏感性因素，提出最不利的冰雪路面状态。研究成果为今后建设具有抗滑耐久性路面的材料选择和配合比设计提供依据，为冰雪路面交通预警提供支持。