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整个传感器的压力分布
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使用这种摩擦装置 在世界上许多国家。这个 GripTester是一种三轮牵引拖车 通过模拟来测量防滑性 固定滑移轮胎与轮胎的相互作用 纵向上的道路或跑道表面 方向。更好地理解这一点 轮胎,以及安装在其他摩擦装置上的轮胎 沥青专业人士•2020年12月13日 技术论文 图2.相同轮胎在4个充气压力下的压力映射数据。 刚性和柔性压力 映射系统由两个网格组成,其中 平行导电条,由一个 薄可压缩弹性体。电容器 节点,是由两个导电的 条带相交。如果对其施加压力 弹性体将压缩和压缩的节点 导电条将被迫靠近 共同导致节点处的电容 增加。电容的变化与 通过一个过程来控制压力分布 校准方法。系统是按顺序排列的 通过输入和输出上的每一行 使用 多路复用电路,允许 电容的测量,因此, 整个传感器的压力分布 矩阵(XSensor 2020)。专有软件 记录并显示来自的实时数据 压力绘图系统。记录数据 在帧中,传感器的一个周期 对每个电容器进行读数 传感器矩阵中的节点。帧速率 传感器系统的性能取决于传感器 焊盘分辨率和尺寸。 数据记录完成后,可以 显示为单个二维或三维帧或 作为一个连续的复合模型,如果测试 表面移动到测试轮胎下方 在数据捕获期间。压力数据可能是 以逗号分隔值(csv)导出 用于进一步分析或建模的格式 投入。两种压力映射系统 使用的压力校准范围为 68.9至1378千帕(10磅/平方英寸至200磅/平方英寸),带有 数据采集速率高达每秒16帧 在动态测试期间,当测试 试样可在试验轮胎下移动。 14沥青专业人士•2020年12月www.instituteofasphalt.org 技术论文 3.3允许测量温度的装置 静态或动态接口属性 对一种小型车轮跟踪装置进行了改进 容纳254毫米(10英寸)的 ASTM摩擦测量轮胎直径。 这个车轮跟踪装置已经使用过了 测定对永久性损伤的抵抗力 沥青材料的变形及其影响因素 基于试样的原理 在以下条件下以受控动态模式移动 载重轮胎(EN 12697-22 2003,小型 设备)。轮胎上的负载可以变化 使用附在杠杆末端的重物 手臂。压力映射系统是 放在轮胎下面。刚性系统是 用于轮胎接口测量。这个 弹性系统覆盖整个纹理 试样表面。这允许静态 测量还是动态测量 当试样在下面移动时 轮胎。动态接触速度为 与使用的de Beer SIM设备相当 用于卡车和汽车轮胎调查。图形 3显示柔性压力垫悬垂 穿过位于以下位置的试样表面 在已安装的改进型小轮跟踪器中 采用ASTM摩擦轮胎。电脑 屏幕显示正在处理的实时接口数据 记录。 3.4对试样进行试验的装置 模拟贩运 新压实土的界面条件 图3.位于改进小轮内试样上的柔性压力垫 装有ASTM摩擦轮胎的跟踪器。 沥青或混凝土材料会受到影响 通过在骨料颗粒上涂覆 会与轮胎接触。在现实生活中,早年贩卖人口开始消失 这些涂料。继续贩卖人口 暴露的骨料颗粒开始脱落 抛光、磨损,最终沥青可能 易受颗粒损失的影响。所以,, UFTSI方法的一个重要元素 是否需要对试样进行测试 加速贩运。这样更好 将现实生活中发生的事情模拟为新的 铺面材料被贩运,且其 界面条件不断演变,直到达到 平衡。 这是通过接受测试实现的 模拟贩运的样本 使用 符合以下要求的道路试验机(RTM) TRL 176附录H(Nicholls,1997)。这个 RTM有一个直径为2.1 m的水平工作台 以每分钟10转的速度旋转。试验温度 保持在10ºC+/-2ºC,以避免 试验的永久表面变形 贩运期间的样本。最多 可将十个试样固定在工作台上 并承受低速高应力 使用两个垂直方向模拟贩运 安装195/70R14轮胎,每个轮胎使用 荷载约为5 kN。尼科尔斯(1997) 估计需要100000次车轮通过 相当于5至8年的贩运。 试样可以是305 mm x 305 mm x 50 mm碾压混凝土板,150 mm使用回转仪制备的直径圆柱体 压实或从道路中提取的核心 或者跑道。这种适应性允许不同的 骨料/沥青/压实/混合料 需要快速评估的组合,无需 需要进行全面的道路试验。模拟的 定期停止贩运人口,以进行衡量 宏观纹理和湿纹理等参数 防滑性。可以拍照 用于三维摄影测量建模的 面积参数的确定。这 灵活性允许在很大范围内进行更改 待测量的接触片面积参数的数量 与推导的压力映射进行了比较 接口数据。 4.使用UTRSI方法 调查轮胎/表面的摩擦情况 接口 UTRSI方法有助于不同的类型 界面调查的方法。剩下的 本文通过实例说明了该方法的有效性 灵活性它们说明了它的实验室是如何运作的 派生数据可以与实际在用数据相关联 条件所考虑的例子有: ● ASTM摩擦轮胎接口。 ● 合并框架以创建复合结构 联系补丁图片。 ● 摩擦轮胎/沥青试样 接口。 ● 沥青材料接触的比较 补丁区域。 ● 不同类型曲面的比较 依赖数据。 ● 评估理想化的沟槽跑道 表面。 ● 评估粗骨料标称值 尺寸。 4.1 ASTM摩擦轮胎接口 第一个示例演示了基本接口 ASTM 1844摩擦轮胎数据,使用 高分辨率压力垫,带独立 测量单元分辨率为1.15 x 1.15 嗯。图4a显示了接触片 在标准轮胎上测量的2D图像 充气压力为137.9千帕(20磅/平方英寸) 一个新轮胎。图4b显示了触点 技术论文 www.instituteofasphalt.org沥青专业人士•2020年12月15日 在137.9 kPa(20 psi)充气压力下测量的严重磨损轮胎的补丁2D图像。 两幅图像中的图例比例范围为68.9至172千帕(10至25磅/平方英寸)。两个图像 显示可导出以供使用的单个单元格压力测量值的选定部分 进一步分析。图像在视觉上完全不同,说明了轮胎的接合方式 被测表面将随着轮胎磨损而变化。接触面积保持相似 对于两个轮胎。荷载的分布从大致的圆形和中心变为圆形 集中在人行道下面。 (4.a。新ASTM(摩擦轮胎) (4.b。磨损(摩擦轮胎) 图4.新(4.a)和磨损(4.b)ASTM摩擦的z轴接触压力变化比较 充气压力为137.9千帕(20磅平方英寸)的轮胎(具有单个单元尺寸的高分辨率压力垫 1.15 x 1.15毫米)。 这两个静态接触片是实时测量的,不需要后处理。因此,可以快速调查与此相关的不同场景 他们的轮胎脚印。例如,轮胎充气压力对接触片的影响 尺寸。轮胎充气压力与接触宽度、接触角的关系 新轮胎的长度和接触面积如图5所示。这说明了轮胎 充气压力影响接触长度和接触面积,接触宽度保持不变 相对稳定。这些简单的接触面片关系与基于墨水的接触面片关系一致 Lister和Nunn(1968)、Liu(1992)和Siegfried(1998)报告的研究。然而, 与这些早期的墨水研究不同,图5所示的测试大约花费了一个小时 1小时完成,所有数据以1.15 x 1.15 mm的单元分辨率输出,用于 进一步分析。 4.2合并框架以创建复合结构 接触片。 静摩擦的接触片 放在光滑表面上的轮胎非常结实 与汽车或卡车轮胎相比小。在里面 在现实生活中,ASTM摩擦轮胎将 具有不同类型的宏观纹理 与不同类型的沥青有关 或混凝土表面材料。金额 触点贴片内的实际触点数量 可以小得多。函数 专有的压力垫软件是 合并单个接触面片框架 在动态测试期间记录,以形成 单个合成图像。 这就提供了增加成本的机会 接触片的长度,并获得更多 代表性接口数据。图6 说明了如何使用个人联系人修补程序 可以合并帧以创建更大的帧 动态测试下的复合接触片 条件,哪个更能代表 试样表面。图6a显示了 7个单独的框架代表7个。 沿轨道长度的位置 光滑玻璃板试样。图6 b 显示形成的单个合成图像 通过合并50个单独的帧。 受控实验室 试验条件,即相似 质量对ASTM摩擦系数的影响 轮胎、充气压力和压力 合并个人的数目 框架;有可能 比较接口属性 在相似的时间段 模拟贩运人口 不同类型的道路或 跑道铺面材料。 如试样所示: 贩运、界面变化 接触等条件 面积或压力分布 可以评估。 16沥青专业人士•2020年12月www.instituteofasphalt.org 技术论文 图5.轮胎充气压力v。新ASTM的接触宽度、接触长度和接触面积 摩擦轮胎。 图6.从压力映射系统软件捕获的图像显示了个体 框架(6a)可以合并以形成复合接触片(6b)。 (6.a。单个帧的图像捕获) (6.b。通过合并50帧制作的复合接触面片) 4.3摩擦轮胎/沥青试样接口。 合并复合材料框架技术可用于研究ASTM摩擦 轮胎与沥青铺面材料的纹理表面接触。图7说明了 根据本标准制作的10 mm石沥青玛蹄脂(SMA10)的合成合并图像 符合EN 13108-5(2008)。图中显示了ASTM标准之间的实际轮胎接口 摩擦轮胎和SMA 10试样表面。 对SMA10试样进行了测试 在实验室制备的305 x 305 x 50 mm碾压混凝土板。那是 进行10000次模拟试验 RTM的贩运最初会逐渐消失 界面沥青,暴露底层 聚集骨架并导致一些磨损 沥青混合料的性能。ASTM摩擦试验 轮胎充气压力为137.9 kPa,质量 在带50个独立车架的25kg轮胎上 合并以形成合成图像。 颜色阈值的使用显示了 z轴接触的变化和分布 压力变化。在本例中 z轴接触压力图例范围 从68.9到344.7千帕(10到50磅平方英寸)。 颜色阈值的使用说明了如何 z轴接触压力随时间变化 ASTM摩擦轮胎的安装方式和安装地点 与10 mm SMA表面对接 纹理单个单元的压力数据如下所示 也如图所示。与个人 单元尺寸为2.54 x 2.54 mm,接口数据 在该决议中,不可能使用 基于仪器化应变计的方法 调查的目的。单个单元格数据 可导出到MS Excel或类似文件,以用于 进一步分析。 4.4沥青材料的比较 接触区域。 在受控实验室试验条件下 i、 e.ASTM摩擦轮胎上的类似质量, 通货膨胀压力和合并数量 单个帧,可以进行比较 相似时间段的接口属性 针对不同类型的模拟贩运 道路或跑道铺面材料。作为 对试样进行模拟试验 贩运、接口条件的变化 例如接触面积或压力分布 可以评估。 图8比较了合并的联系人 4种不同沥青材料的区域 表示为合并项目的百分比 光滑玻璃板的接触面积。这个 玻璃板的测量接触面积 假设为100%,表示全部 联系方式。测量的接触面积 每种沥青材料都表示为 以该值的百分比表示 玻璃板。 技术论文 沥青专业人士•2020年12月17日 图7显示SMA10(柔性)接触面积和z轴压力分布的合成图像 单个单元尺寸为2.54 x 2.54 mm)的压力垫。 图8.比较不同沥青混合料的合并接触面积比例变化 100%接触面积的玻璃板(HRA-热轧沥青,SMA-石沥青玛蹄脂)。 在本例中,数据来自305 mm x 305 mm x 50 mm的试样 使用相同的聚合源。 4种类型的沥青材料为无夹片和有碎屑的热轧沥青(EN 13108-42006),10 mm和6 mm石沥青玛蹄脂(EN 13108-52008)。这个例子 这是一项研究得出的结论,该研究考虑了为什么不同的车辆具有不同的防滑性 使用相同骨料制成的不同道路材料(Friel,2013)。测试样本在 本示例已使用 RTM。 未夹持的热轧沥青的接触面积百分比最大。这 是一种质地非常低的材料,由 粗骨料含量约为35% 剩下的是水泥砂浆 砂、填料和沥青。它几乎没有 宏观纹理,不用作表面处理 主要道路的材料。20毫米碎屑 在使用过程中,必须将其滚入其表面 压缩以创建宏观纹理。通过 创建宏观纹理,与 ASTM摩擦轮胎被发现可以减少磨损 本实验室97%至70%的联系人 编制HRA。SMA混合物有91% 6 mm标称尺寸和73%的触点 标称尺寸为10 mm的触点。 这个例子说明了 与混凝土接触的粗骨料的尺寸 ASTM摩擦轮胎适用于三种纹理 沥青混合料影响接触面积,即。 随着标称颗粒尺寸的增加,接触 面积趋于减少。这种效果可能会带来 部分解释 遭受 使用gyrat制备的直径圆柱体
 
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