横向力系数测试系统及方法、喷水装置、路表水膜厚度控制方法与流程

本发明涉及路面测试技术领域，具体涉及横向力系数测试系统及方法、喷水装置、路表水膜厚度控制方法。

背景技术：

对于路面横向力系数sfc值的测定，我国标准体系中引入的横向力系数测试系统是英国的scrim系统，同时作为大型设备在实际应用中的补充，我国也将mu-meter摩擦系数测试系统及测试方法纳入到规范当中，而且近些年应用也较为普遍。无论是scrim系统还是mu-meter系统在测试过程中都要求在测试轮前方进行人工洒水，使路表湿润，从而模拟雨天最不利的行车状态，同时为了确保测试条件较为稳定，测试时对于路表水膜的厚度均提出了一定的要求。在实际应用过程中，经过大量的比对测试，我们发现测试轮前方喷水量的大小对测得的横向力系数sfc值会有一定的影响，通常表现为喷水量越大横向力系数sfc测试值越低，喷水量越小横向力系数sfc测试值越高。

目前国内横向力测试系统的喷水方式主要有加压喷水与自流水两类。其中加压喷水主要通过水泵抽水的方式将水喷洒到测试轮前方，多应用于scrim系统。自流水的方式不设水泵，靠水压力让水通过喷水口自行流动到测试轮前方，多应用于mu-meter系统。但无论是加压喷水的方式还是自流水的方式，对于喷水量的控制均较为随意，加压水水量的大小会受水泵功率的影响，自流水水量的大小会受水车水位高度的影响，不能实现对路表水膜厚度进行控制，对洒水量的大小也不能严格控制，不能消除水膜厚度对横向力系数sfc测试值产生的影响。

另外，不同结构类型的路面构造深度不同，相同水量洒到不同构造深度的路面，形成的水膜厚度也不相同，而目前国内检测单位对于不同形式的路面结构进行横向力系数测试时洒水量的控制没有做到区别对待，亦造成水膜厚度无法控制。

技术实现要素：

基于此，本发明有必要提供一种可根据路面结构控制水膜厚度和喷水量，减小甚至消除水膜厚度对横向力系数sfc测试值产生的影响的横向力系数测试的路表水膜厚度控制方法。

本发明还提供一种横向力系数测试方法。

本发明还提供一种横向力系数测试的喷水装置。

本发明还提供一种横向力系数测试系统。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种横向力系数测试的路表水膜厚度控制方法，其包括以下步骤：

检测测试路面的构造深度td；

将喷水装置按照5±0.5l/s的喷水量以及预设速度在所述测试路面行驶一段距离，测量所述喷水装置喷洒的水在所述测试路面留下的水带宽度b；

按照以下公式计算达到预设的水膜厚度所需的喷水量q：

其中，v为所述喷水装置的行驶速度，km/h；δ为水膜厚度，mm；d为检测测试路面的构造深度td时所用量沙的最大公称粒径，mm；b为水带宽度，m；td为构造深度，mm；

采用所述喷水装置以所述预设速度行驶并按照所述喷水量q喷水，得到预设厚度的水膜。

其中一些实施例中，检测所述测试路面的构造深度td的方法为：按照规范《公路路基路面现场测试规程》(jtge60-2008)中的t0961-1995进行检测。

其中一些实施例中，测量所述喷水装置喷洒的水在所述测试路面留下的水带宽度b时，所述喷水装置的行驶速度需稳定在所述预设速度。

其中一些实施例中，所述水膜厚度δ为0.5mm，所述最大公称粒径d为0.3mm。

本发明还提供一种横向力系数测试方法，采用所述的横向力系数测试的路表水膜厚度控制方法，控制所述喷水装置以所述预设速度行驶并按照预设喷水量q喷水，得到预设厚度的水膜，然后进行横向力系数测试。

本发明还提供一种横向力系数测试的喷水装置，其包括：

供水部件；

喷水部件，所述喷水部件包括喷水管及安装于所述喷水管上的喷水嘴，所述喷水管连通所述供水部件；

加压部件，所述加压部件安装于所述喷水管；

流量控制部件，所述流量控制部件安装于所述喷水管并位于所述喷水嘴与所述加压部件之间。

其中一些实施例中，所述喷水部件的所述喷水嘴呈鱼尾状，且所述喷水嘴的出水口尺寸大于进水口尺寸。

其中一些实施例中，所述加压部件的水流调节范围为1m³/h-60m³/h，所述流量控制部件的水流量控制范围为0l/s-20l/s。

其中一些实施例中，所述供水部件包括车体及安装于所述车体上的水箱。

本发明还提供一种横向力系数测试系统，其包括所述的横向力系数测试的喷水装置。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例所述的横向力系数测试的喷水装置的结构示意图；

图2是本发明一较佳实施例所述的横向力系数测试装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例

本发明提供一种横向力系数测试的路表水膜厚度控制方法，用于在横向力系数测试时控制测试路面的水膜厚度，以保证测试数据的准确性，其包括如下步骤：

检测测试路面的构造深度td；

将喷水装置按照5±0.5l/s的喷水量以及预设速度在测试路面行驶一段距离，测量喷水装置喷洒的水在测试路面留下的水带宽度b；

按照以下公式计算达到预设的水膜厚度所需的喷水量q：

其中，v为喷水装置的行驶速度，km/h；δ为水膜厚度，mm；d为检测测试路面的构造深度td时所用量沙的最大公称粒径，mm；b为水带宽度，m；td为构造深度，mm；

采用所述喷水装置以预设速度行驶并按照喷水量q喷水，得到预设厚度的水膜。

其中的水膜厚度为测试规范要求，δ一般为0.5mm，规范要求的最大公称粒径d为0.3mm。喷水装置的行驶速度按照规范设置为50km/h，此处均使用该规范要求的数值。

其中，检测测试路面的构造深度td的方法为：按照规范《公路路基路面现场测试规程》(jtge60-2008)中的t0961-1995进行检测。检测时所选取的测试路面段应该具有代表性，即其构造深度td应能代表测试路面的平均构造深度td，这样控制就更精准。若不能保证检测时所选取的测试路面段具有代表性，则其控制会有偏差，但也优于目前的测试方法对测试数据控制的精准性。

测量喷水装置喷洒的水在测试路面留下的水带宽度b时，喷水装置的行驶速度需稳定在预设速度，量取三处取平均值。因为车体刚起步时由于速度较慢导致水漫流，从而水带较宽，而车速稳定后的水带宽度更有代表性。

利用上述方法能准确控制喷水量和水膜厚度，采用该方法控制水膜厚度后，就可以对路面进行测试。

即，本发明还保护一种横向力系数测试方法，采用上述的横向力系数测试的路表水膜厚度控制方法，控制喷水装置以上述的预设速度行驶并按照计算得出的喷水量q喷水，得到预设厚度的水膜，然后进行横向力系数测试。在以原有的速度行驶时，能消除速度因素对水膜厚度的影响。

上述的测试方法以及路表水膜厚度控制方法，可以采用任意的喷水装置进行喷水，例如采用如下的喷水装置。

请参照图1，一种横向力系数测试的喷水装置100，其包括供水部件10、喷水部件20、加压部件30及流量控制部件40，供水部件10用于提供水源，喷水部件20连通供水部件10，引出供水部件10内的水，喷水部件20包括喷水管21及安装于喷水管21上的喷水嘴22，喷水管21连通供水部件10，加压部件30安装于喷水管21，用于对喷水管21内的水进行加压以喷出，流量控制部件40安装于喷水管21且位于加压部件30与喷水嘴22之间，用于调节喷水管21喷出的水流量，进而调节喷水量q。

一实施例中，供水部件10包括车体11及安装于该车体11上的水箱12。车体11可以带着水箱12在路面行走，从而使得喷水部件20可以跟随移动，将水喷在路面的不同位置。水箱12的形状和结构不做限制，可以达到储存水以及与喷水部件20连通的目的即可。

一实施例中，喷水部件20的喷水嘴22呈鱼尾状，且喷水嘴22的出水口尺寸大于进水口尺寸。这样水流可以瀑状喷出，且通过调节喷水嘴的方向可以调节水流喷洒的位置。喷水嘴22的数量为一个、两个或者多个，均安装于一个喷水管21。喷水部件20的数量也可以是多个，多个喷水部件20通过一个流量控制部件40或者每一喷水部件20通过一流量控制部件40控制。

一实施例中，加压部件30要求的水流调节范围为1m³/h-60m³/h，以适应于更多的路面测试。

一实施例中，加压部件30为一个加压水泵。

流量控制部件40要求的水流量控制范围为0l/s-20l/s，以根据需要调节水流量的大小，以达到准确控制单位时间出水量的目的。

一实施例中，流量控制部件40为一个定流量阀，通过调节阀门可以准确控制水流量的大小。当然，在其他实施例中，流量控制部件40也可以是其他的流量调节部件，只要能够达到准确控制单位时间出水量的目的即可。

请参照图2，本发明还保护一种横向力系数测试系统200，其包括上述的横向力系数测试的喷水装置100及测试组件101，测试组件101安装在供水部件10的一侧，并靠近喷水部件20设置，当喷水部件20喷水在测试路面形成水膜后，测试组件101对路面进行测试。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。