路面抗滑性能检测方法与设备
文章摘要：路面抗滑性能是交通事故发生的重要成因，因此科学、准确的评价抗滑性能具有重要的意义。本文对国内外路面抗滑性能检测指标和设备进行了介绍和分析，并指出了国内外抗滑性能检测的异同，提出了我国在路面摩擦系数检测评价方面存在的问题，并对我国路面抗滑性能的检测提出了进一步建议。
关键词：路面抗滑性能检测方法与设备评价
近30年来我国经济高速发展，公路里程越来越长，公路等级不断提升，行驶速度越来越快，各地时空的距离在不断缩小。但交通事故的发生频率也不断上升，恶性事故屡有发生。已有的交通事故调查表明，路面抗滑性能是交通事故发生的重要成因，而道路安全是道路使用者对道路的基本要求。因此，科学、准确的评价路面抗滑性能，对于行驶安全性评价以及道路相关方案的制定具有重要意义。影响抗滑性能的因素有路面表面特性、路面潮湿程度和行车速度。交通部行业标准中沥青路面抗滑性能检测指标有构造深度和摩擦系数两大类别，水泥路面则仅有构造深度单一指标。
我国交通行业路面抗滑性能检测方法与设备
（一）构造深度TC
路面构造可分为微观构造和宏观构造。微观构造主要影响车辆在低速行驶时路面的抗滑能力，而宏观构造主要反映车辆在高速行驶时路面的抗滑能力。构造深度也能起到路面的排水和降噪的能力。其测试方法主要有如下两种。
1、铺砂法
将已知体积的砂，摊铺在所要测试路表的测点上下，量取摊平覆盖的面积。砂的体积与所覆盖平均面积的比值，即为构造深度。其特点为定点测量，原理简单，便于携带，结果直观。但其误差较大，效率低，检测速度慢、人工劳动强度大、检测结果因人而异、受风力影响，定点的测试结果难以对项目路面整体抗滑性能做出评价。
电动铺砂法的原理及操作方式同手工铺砂法类似，通过引进电动设备减少了人为因素造成的误差。但也同样存在人为影响因素多，效率低等问题。
2、车载式激光构造深度仪
使用高精度激光位移传感器，通过检测该传感器与路面不同形状骨料间的深度，并根据人工铺砂原理进行相关数据处理后，在显示器上直接读出路面的
构造深度。该仪器操作简单，测量准确、直观，既能检测某一地点的构造深度，又能对某一路段的构造深度进行连续检测，还可以自动对检测的数据进行存储和查询。检测速度快、精度高，可对某一路段整体构造深度进行全方位检测和评定。但该仪器不能用于带有沟槽构造的水泥混凝土路面。
该方法测试速度快、精度高，且与铺砂法具有良好的相关性。
（二）摩擦系数
1、摆值FB（BPN）
摆式仪测定的BPN值是反映路面抗滑性能的综合性指标。摆式仪的摆锤从一定高度自上向下同试验表面发生滑动摩擦。由于两者间的摩擦而损耗部分能量，使摆锤只能回摆到一定高度。表面摩擦阻力越大，回摆高度越小(即摆值越大)。其特点为定点测量，原理简单，不仅可以用于室内，而且可用于野外测试沥青路而及水泥混凝土路而的抗滑值。但受人为因素影响大，检测速度慢，只适用于一般公路不具备摩擦系数测定车时的抗滑性能检测。
当混合料构造深度较大时，由于摆式仪橡胶片与路面呈“点接触”，摆值偏低；泛油路面情况由于摆式仪橡胶片与路面呈“面接触”，反而摆值较大。这不合理的测试结果说明摆式仪应用有一定的局限性。
2、横向力系数SFC
路面横向力系数是反应路面抗滑性能的综合性指标，它反映了路面抵抗车辆产生滑行现象的能力。其物理意义即为在车轮沿行驶方向滚动的同时，使其沿一定角度侧滑，即轮胎在滚动的同时与路面发生滑动摩擦。车轮的滚动摩擦及滑动摩擦的摩阻力的合力即为车轮所受的横向力。通过检测这个力并计算其与车轮的垂直重力的比值作为路面的摩擦系数，即路面横向力系数SFC。由于路面横向力系数与路面表面性状有关，特别是在潮湿状态下，SFC值迅速下降，因此我国均以潮湿状态下测定的均所测的SFC值来评价路面抗滑能力。
现行规范给出的两种横向力系数测定系统在检测作业安全性、作业效率、测试结果可靠性方面表现出较强的优势。
交通部行业标准规定的横向力系数测定主要有如下几种方法。
（1）单轮式系统（横向力系数测定车）
系参考引进了英国SCRIM横向力系数测试系统。该系统由承载车辆、距离测试装置、横向力测试装置、供水装置和主控制系统组成。测试车上安装有两只标准试验轮胎，它们对车辆行驶方向偏转一定的角度。汽车以一定速度在潮湿路面上行驶时，试验轮胎受到侧向摩阻作用。此摩阻力除以试验轮上的载重，即为横向力系数。其特点为连续检测、测试速度快，效率高、偏差小。
（2）双轮式系统
参考引进了英国Mu-Meter系统。设备主要分为牵引车、供水系统、测量机构、电子控制和数据处理系统、标定装置等几个部分。双轮即固定测试轮和旋转测试轮。固定测试轮偏置角固定为7.5度，旋转轮可根据测试需要固定夹角或进行调整。该套设备体积小巧，由一辆装有精密的电测设备和传感器系统的三轮小拖车组成。运输时可安装在牵引车的延伸平台上，运输时无需牵引，最大限度的减少了测试轮的磨耗，测试时通过绞盘放下来，一人即可操作。运输安全且使用便利，同时保证了在高速测试中能稳定平稳。
3、动态旋转式摩擦系数测定系统（DFT）
参考引进了日本Dynamic Friction Tester系统。该系统基于库伦摩擦定律设计，即一定载荷W的轮胎和路面接触，并以一定速度V行进，轮胎会受到摩擦力F。测试这个力F，得到摩擦系数DF=F/W。DFT系统是一个完全安装在拖车上的，含内置水箱和测试系统的精确的路面抗滑性能测试系统。整个系统由控制器、测试仪和记录仪三个部分组成DFT最突出的特点是能够反映摩擦系数与行驶速度间的内在关系。动态旋转式摩擦系数测试仪测试结果稳定性好，但测速慢，仅适合定点或小规模测量且现场测定需要交通控制。
二、我国抗滑性能检测方法及设备方面存在的问题
我国于2008年5月发布了新版的《公路路基路面现场测试规程（JTG E60-2008）》，该版规程吸收了国外摩擦系数检测车的应用成果，择优选型，引进制定了以SCRIM、Mu-meter、Dynamic Friction Tester为原型的我国的摩擦系数测定车技术标准。但在该标准实施前，国内各地先后引进了规范型号以外的SFT、NAC、GripTester、SAFEGATE等多种摩擦系数测定系统。由于新版规程并未对各类设备的换算关系进行规定，使得国内在路面摩擦系数的检测评价方面也陷入了混乱。
国际路面抗滑性能检测方法与设备
国际抗滑性能指标有构造深度、表面粗糙度、摩擦系数三个主要指标，与国内相比增加了表面粗糙度的指标。国际目前使用的设备主要有：构造深度
用于检测构造深度的设备有填砂法类仪器、流出计类仪器、英国摆式仪BPT、光波构造深度仪、激光构造深度仪、圆形激光构造深度仪。
表面粗糙度
国际主要表面粗糙度测量装置基本可按表面粗糙度测量尺、激光粗糙度仪、
