沥青路面的抗滑性分析及OGFC抗滑表层设计

摘要

随着高速公路的飞速发展，人们在享受越来越便利的快速交通的同时也面临着交通事故的威胁。分析事故原因，路面的抗滑力不足是其中一个重要因素。提高道路的抗滑能力今天已经成为道路设计时需要重点考虑的指标。 本文从摩擦、水力学理论出发，分析路面与轮胎的接触情况，分析积水对路面抗滑能力的影响，从而说明了排水的重要性。用渗流的相关理论研究路面的排水情况，最后通过OGFC抗滑表层的设计与施工对排水路面的抗滑性能进行实践说明。 首先运用摩擦学知识对轮胎与路面干燥接触状态下摩擦力构成进行分析，分别对构成摩擦力弹性滞后作用、粘着与微切削作用进行分析，说明石料纹理与构造深度对路面抗滑性能的影响；根据轮胎的弹性滑转建立轮胎运动模型，建立滑移值与路面附着系数的关系。 其次通过弹性流体润滑理论对轮胎与路面之间存在水膜时轮胎的受力情况，得到发生水膜润滑时轮胎所受的摩擦系数，从而从理论上说明路面积水对汽车安全行驶的危害。分析了水膜润滑对沥青路面抗滑能力的影响之后，分析了轮胎在有路面积水情况下轮胎的滑水现象。建立轮胎发生滑水时轮胎、路面和水膜的接触模型，通过轮胎在动水压力作用下的力学分析对轮胎发生滑水时的临界车速进行理论推导。 接下来根据影响沥青路面抗滑的各种因素，对排水路面的抗滑性能进行了分析和探讨。排水路面的抗滑性能源于沥青路面面层的较大的构造深度与它的排水功能。排水路面的空隙率较大，采用的多为开级配的沥青混凝土，所以排水路面面层的构造深度比一般的抗滑表层要大，有研究表明路面经历过长期使用后，排水路面的构造深度衰减的最慢，从而提高了排面抗滑性能的长期性。除了构造深度的因素外，排水路面出色的排水能力使得有路面积水时的抗滑能力大大提高。由渗流知识原理对排水路面的排水性能进行了分析，得出排水速度的理论公式，得出排水路面的渗水系数对临界车速的影响。 最后进行了开级配沥青磨耗层(OGFC)抗滑表层的设计研究，OGFC设计在中国还处于探索阶段，通过借鉴国外的成功经验以及对大孔隙混合料特性的分析提出了适合我国的OGFC抗滑表层的设计方法。通过对OGFC试验路排水能力与摩擦系数的检测从实践方面说明了排水路面出色的抗滑性能。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1我国公路的发展对交通安全的需求

1.2国内外研究现状

1.3研究目的及主要内容

第2章轮胎与路面的接触分析

2.1轮胎的弹性滑转

2.2轮胎与路面间摩擦力产生机理

2.3轮胎的滑移率对附着力的影响

2.4本章小结

第3章路面积水对沥青路面抗滑性能的影响

3.1轮胎与路面间的湿摩擦的类型

3.2水膜润滑对摩擦力的影响

3.3轮胎的滑水

3.4本章小结

第4章排水路面的抗滑性能分析

4.1排水路面结构

4.2排水路面的构造深度对抗滑的作用

4.3排水路面结构内部的渗流分析

44排水路面在动水压力下的排水分析

4.5本章小结

第5章OGFC抗滑表层设计

5.1概述

5.2开级配沥青磨耗层(OGFC)配合比设计

5.3试验路设计与铺筑

5.4本章小结

第6章结论与展望

6.1研究主要结论

6.2有待进一步解决的问题

参考文献

致谢