Определение коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием

Устойчивость и управляемость автомобиля, его тяговые свойства и тормозные характеристики в значительной степени определяются сцеплением шины с дорогой.

Коэффициент сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием – это показатель, характеризующий сцепные свойства дорожного покрытия, определяющийся как отношение максимального касательного усилия, действующего вдоль дорожного покрытия на площади контакта испытательной установки с дорожным покрытием к нормальной реакции в площади контакта испытательной установки с дорожным покрытием.

Испытания коэффициента сцепления проводятся по ГОСТ 33078-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Методы измерения сцепления колеса автомобиля с покрытием».

Существует два основных метода определения коэффициента сцепления дорожного покрытия.

1. С помощью испытательной автомобильной установки, включающей в себя прибор контроля коэффициента сцепления дорожных покрытий типа ПКРС.
2. С использованием портативного прибора ППК-МАДИ-ВНИИБД или его аналогов. (В основном на участках автомобильных дорог, где невозможно обеспечить скорость движения испытательной установки равную (60±2) км/ч)

Рассмотрим каждый из них.

1. Определение коэффициента сцепления с использованием автомобильной испытательной установки типа ПКРС.

Сцепление колеса автомобиля с покрытием характеризуется значением показателя коэффициента сцепления, определяемого при полной блокировке испытательного колеса (ИКС) на предварительно смоченной поверхности покрытия автомобильной дороги при стандартных условиях, с последующим вычислением отношения полученного значения касательного усилия к значению нормальной реакции дорожного покрытия.

Измерения проводят при температуре окружающего воздуха в диапазоне от 5°С до 40°С. Поверхность автомобильной дороги перед измерением должна быть сухой. При наличии на дорожном покрытии каких-либо загрязнений (песок, мелкий гравий, грунт и т.д.) необходимо сделать соответствующую отметку в протоколе измерений.

Проведение измерений во время дождя или тумана не допускается.

При проведении измерений на каждом измерительном участке выполняются следующие операции:

а) определяется температура окружающего воздуха и дорожного покрытия;

б) испытательная установка разгоняется до скорости равной (60±2) км/ч и скорость поддерживается на протяжении всего интервала измерения;

в) включается подача воды на дорожное покрытие перед испытательным колесом;

г) производится блокировка колеса с шагом не менее 0,2 с в интервале времени не менее чем 3,0 с, имитируя торможение автомобиля;

д) после проведения измерений блокировка колеса прекращается и отключается подача воды.

На автомобильных дорогах, находящихся в эксплуатации, измерения проводят при движении испытательного колеса по полосе наката левых колес транспортных средств, использующих данную полосу движения, а на дорогах с вновь устроенным покрытием — в пределах всей ширины полосы движения.

Минимальная длина участка автомобильной дороги, на котором возможно применение прибора типа ПКРС из условий безопасности с учетом разгона и полной остановки должна составлять 300 м.

Силу сцепления на измерительном участке рассчитывают, как среднеарифметическое сил сцепления, полученных по результатам измерения на данном участке.

1. Определение коэффициента сцепления с использованием портативного прибора ППК-МАДИ-ВНИИБД.

Места проведения измерений и схема организации движения на время проведения измерений согласовываются с органами, ответственными за организацию безопасности дорожного движения.

Перед началом проведения измерений проводится подготовка испытательной установки в соответствии с рекомендациями компании-изготовителя.

При выполнении измерений выполняют следующие операции:

а) измеряют температуру окружающего воздуха;

б) устанавливают прибор в точке измерения коэффициента сцепления;

в) фиксируют груз прибора в верхнем положении;

г) увлажняют дорожное покрытие водой по траектории движения имитаторов, из расчета от 0,15 до 0,25 л под каждый имитатор;

д) сбрасывают груз на тяги прибора;

е) по измерительному кольцу на шкале прибора фиксируют значение коэффициента сцепления;

ж) выполняют действия по перечислениям в)-е) не менее четырех раз.

При наличии на автомобильной дороге двух или более полос в одном направлении движения, измерения поводят по каждой из них.

Результат первого измерения в точке исключается из расчетов, а нагружения считается пробным. Коэффициент сцепления в точке измерения вычисляют как среднее арифметическое значение результатов не менее чем трех измерений.

Результаты измерений оформляют в виде протокола, который содержит:

— наименование организации, проводившей измерения;

— название автомобильной дороги;

— привязку к километражу;

— номер полосы движения;

— дату и время проведения измерений;

— температуру воздуха и дорожного покрытия в период проведения измерений;

— скорость транспортного средства при проведении измерений;

— значение коэффициента сцепления;

— состояние дорожного покрытия;

— ссылку на ГОСТ 33078-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Методы измерения сцепления колеса автомобиля с покрытием».

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на метод определения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием при строительстве новых, реконструкции или эксплуатации существующих автомобильных дорог общего пользования, а также улиц и дорог городов, поселков и сельских поселений.

Стандарт распространяется также на внутрихозяйственные дороги, подъездные и внутренние автомобильные дороги промышленных предприятий и других организаций независимо от их ведомственной принадлежности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 17697-72 Автомобили. Качение колеса. Термины и определения

ГОСТ 20993-75 Шины пневматические радиальные для легковых автомобилей. Основные параметры и размеры

ГОСТ 24555-81 Система государственных испытаний продукции. Порядок аттестации испытательного оборудования. Основные положения

3 Определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 Коэффициент сцепления (продольного) — отношение максимального касательного усилия, действующего вдоль дороги на площади контакта сблокированного колеса с дорожный покрытием, к нормальной реакции в площади контакта колеса с покрытием.

3.2 Полосы наката — продольные полосы на поверхности проезжей части дороги, соответствующие траекториям движения колес автотранспортных средств, следующих по данной полосе движения.

3.3 Полоса движения — продольная полоса проезжей части, по которой движение транспортных средств происходит в один ряд.

4 Метод определения коэффициента сцепления

4.1 Требования к испытательному оборудованию

4.1.1 В качестве испытательного оборудования следует использовать автомобильную установку типа ПКРС-2 [ 1 ], состоящую из автомобиля, прицепного одноколесного прибора, оборудованного датчиками ровности и коэффициента сцепления, а также установленных в автомобиле системы увлажнения покрытия, системы управления и регистрации.

4.1.2 Основные параметры прицепного прибора и краткая характеристика установки:

размеры шины по ГОСТ 20993, дюймы — 6,00-13 ; 6,15-13 ; 6,40-13 и 6,45-13;

тип протектора — с рисунком при глубине его не менее 1,0 мм; давление воздуха в шине, кПа — 170 ± 20 (1,7 ± 0,2 кгс/см 2 );

нагрузка на колесо, кН — 3 ± 0,03 (300 ± 3 кгс);

максимальное радиальное биение обода и шины колеса мм — 2 ± 0,2;

максимальный статический дисбаланс колеса, г/см — 50 ± 5;

норма увлажнения покрытия, л/м 2 — 1 ± 0 , 2 ;

скорость движения, км/ч — 60;

общая погрешность измерений, % — ± 4;

пределы измерения величины коэффициента сцепления — 0,1-1,0.

4.2 Подготовка к испытаниям

4.2.1 Установка должна пройти аттестацию, которая оформляется протоколом и аттестатом по формам, предусмотренным ГОСТ 24555.

4.2.2 Новая шина должна пройти обкатку не менее 300 км при скорости 60-80 км/ч, после чего колесо шины должно быть отбалансировано. Подготовленное колесо не должно использоваться при переездах автомобильной установки на дальние расстояния (более 100 км). При износе протектора до оставшейся глубины рисунка менее 1,0 мм дальнейшее использование шины для измерения коэффициента сцепления должно быть прекращено.

4.2.3 При тарировке каналов измерения коэффициента сцепления точка приложения вертикальной силы динамометра должна находиться на расстоянии от центра колеса, равном радиусу качения колеса.

4.2.4 Перед началом испытаний установка должна проехать не менее 5 км со скоростью 60 км/ч.

4.2.5 Во время проведения испытаний необходимо измерять температуру воздуха.

4.3 Проведение испытаний

4.3.1 На дорогах и улицах, находящихся в эксплуатации, испытания следует проводить при движении испытательного колеса по полосе наката левых колес автотранспортных средств, использующих данную полосу движения, а на дорогах и улицах с вновь устроенным покрытием — в пределах всей ширины полосы движения.

4.3.2 Испытания следует проводить при температуре воздуха не ниже 0 ° С.

4.3.3 Во время проведения испытаний скорость поступательного движения испытательного колеса не должна отклоняться от заданной величины более чем на ± 5 км/ч.

4.3.4 На каждом из испытываемых участков длиной не менее 1 км следует последовательно выполнить не менее пяти испытаний.

4.3.5 Продолжительность каждого испытания должна составлять 3-4 с.

4.3.6 При проведении испытания увлажнение поверхности дороги следует начинать не позже чем за 0,5 с до начала торможения испытательного колеса и заканчивать одновременно с окончанием его торможения. Ширина полосы увлажнения должна быть не менее удвоенной ширины шины испытательного колеса.

4.4 Обработка данных испытаний и представление их результатов

Таблица 1 — Величина температурной поправки к коэффициенту сцепления

ГОСТ 30413-96 Дороги автомобильные. Метод определения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием

ДОРОГИ АВТОМОБИЛЬНЫЕ.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ
КОЛЕСА АВТОМОБИЛЯ С ДОРОЖНЫМ ПОКРЫТИЕМ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
И СЕРТИФИКАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)

1 РАЗРАБОТАН Государственным научно-исследовательским институтом (СоюздорНИИ) Российской Федерации

ВНЕСЕН Минстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 12 декабря 1996 г.

За принятие стандарта проголосовали:

Наименование органа управлением строительства

Министерство градостроительства Республики Армения

Минстройархитектуры Республики Беларусь

Минстрой Республики Казахстан

Минстрой Кыргызской Республики

Министерство территориального развития , строительства и коммунального хозяйства Республики Молдова

Госстрой Республики Таджикистан

Госкомархитектстрой Республики Узбекистан

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 июля 1997 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России 21.04.1997 г. № 18-5.

ДОРОГИ АВТОМОБИЛЬНЫЕ.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕСА АВТОМОБИЛЯ С ДОРОЖНЫМ ПОКРЫТИЕМ

AUTOMOBILE ROADS.
METHOD FOR DETERMINING THE COEFFICIENT OF ADHESION BETWEEN VEHICLE WHEEL AND ROAD PAVEMENT

Дата введения 1997-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на метод определения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием при строительстве новых, реконструкции или эксплуатации существующих автомобильных дорог общего пользования, а также улиц и дорог городов, поселков и сельских поселений.

Стандарт распространяется также на внутрихозяйственные дороги, подъездные и внутренние автомобильные дороги промышленных предприятий и других организаций независимо от их ведомственной принадлежности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 17697-72 Автомобили. Качение колеса. Термины и определения

ГОСТ 20993-75 Шины пневматические радиальные для легковых автомобилей. Основные параметры и размеры

ГОСТ 24555-81 Система государственных испытаний продукции. Порядок аттестации испытательного оборудования. Основные положения

3 Определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 Коэффициент сцепления (продольного) — отношение максимального касательного усилия, действующего вдоль дороги на площади контакта сблокированного колеса с дорожный покрытием, к нормальной реакции в площади контакта колеса с покрытием.

3.2 Полосы наката — продольные полосы на поверхности проезжей части дороги, соответствующие траекториям движения колес автотранспортных средств, следующих по данной полосе движения.

3.3 Полоса движения — продольная полоса проезжей части, по которой движение транспортных средств происходит в один ряд.

4 Метод определения коэффициента сцепления

4.1 Требования к испытательному оборудованию

4.1.1 В качестве испытательного оборудования следует использовать автомобильную установку типа ПКРС-2 [ 1], состоящую из автомобиля, прицепного одноколесного прибора, оборудованного датчиками ровности и коэффициента сцепления, а также установленных в автомобиле системы увлажнения покрытия, системы управления и регистрации.

4.1.2 Основные параметры прицепного прибора и краткая характеристика установки:

размеры шины по ГОСТ 20993, дюймы — 6,00-13 ; 6,15-13 ; 6,40-13 и 6,45-13;

тип протектора — с рисунком при глубине его не менее 1,0 мм; давление воздуха в шине, кПа — 170 ± 20 (1,7 ± 0,2 кгс/см 2 );

нагрузка на колесо, кН — 3 ± 0,03 (300 ± 3 кгс);

максимальное радиальное биение обода и шины колеса мм — 2 ± 0,2;

максимальный статический дисбаланс колеса, г/см — 50 ± 5;

норма увлажнения покрытия, л/м 2 — 1 ± 0 , 2 ;

скорость движения, км/ч — 60;

общая погрешность измерений, % — ± 4;

пределы измерения величины коэффициента сцепления — 0,1-1,0.

4.2 Подготовка к испытаниям

4.2.1 Установка должна пройти аттестацию, которая оформляется протоколом и аттестатом по формам, предусмотренным ГОСТ 24555.

4.2.2 Новая шина должна пройти обкатку не менее 300 км при скорости 60-80 км/ч, после чего колесо шины должно быть отбалансировано. Подготовленное колесо не должно использоваться при переездах автомобильной установки на дальние расстояния (более 100 км). При износе протектора до оставшейся глубины рисунка менее 1,0 мм дальнейшее использование шины для измерения коэффициента сцепления должно быть прекращено.

4.2.3 При тарировке каналов измерения коэффициента сцепления точка приложения вертикальной силы динамометра должна находиться на расстоянии от центра колеса, равном радиусу качения колеса.

4.2.4 Перед началом испытаний установка должна проехать не менее 5 км со скоростью 60 км/ч.

4.2.5 Во время проведения испытаний необходимо измерять температуру воздуха.

4.3 Проведение испытаний

4.3.1 На дорогах и улицах, находящихся в эксплуатации, испытания следует проводить при движении испытательного колеса по полосе наката левых колес автотранспортных средств, использующих данную полосу движения, а на дорогах и улицах с вновь устроенным покрытием — в пределах всей ширины полосы движения.

4.3.2 Испытания следует проводить при температуре воздуха не ниже 0 ° С.

4.3.3 Во время проведения испытаний скорость поступательного движения испытательного колеса не должна отклоняться от заданной величины более чем на ± 5 км/ч.

4.3.4 На каждом из испытываемых участков длиной не менее 1 км следует последовательно выполнить не менее пяти испытаний.

4.3.5 Продолжительность каждого испытания должна составлять 3-4 с.

4.3.6 При проведении испытания увлажнение поверхности дороги следует начинать не позже чем за 0,5 с до начала торможения испытательного колеса и заканчивать одновременно с окончанием его торможения. Ширина полосы увлажнения должна быть не менее удвоенной ширины шины испытательного колеса.

4.4 Обработка данных испытаний и представление их результатов

4.4.1 Величину коэффициента сцепления следует вычислять в соответствии с [ 1 ].

4.4.2 Полученные величины коэффициента сцепления следует откорректировать в соответствии с данными таблицы 1 .

Таблица 1 — Величина температурной поправки к коэффициенту сцепления