研磨具有沥青表面的测试跑道的方法与流程

本发明涉及一种用于磨合车辆测试跑道的表面状况的方法，所述跑道由沥青制成，所述方法包括提供一种处理机，所述处理机包括旋转头，所述旋转头支撑了至少一个用于改进所述测试跑道表面状况的摩擦元件；在所述处理机上放置至少一个旋转磨料圆盘；以及处理待改进表面。

背景技术：

为了提升道路的质量，道路路面的制造商不断开发新的产品。通常来说，为了得到更佳的车辆抓地性能，目标为提高路面的耐用性及其机械质量。为此，该目标对于提高路面的摩擦系数最为常用。

对于其部件，建造商和机动车辆配件供应商必须能够在可能的最真实以及重复性的状况下测试其车辆和部件。具体地，对于轮胎来说，欧盟规则r117和r228在其附件5中规定了用于测量轮胎的湿抓地系数的方法。该方法特别规定了测试轮胎的平均最大制动力系数在特定数值范围内。因此，一些标准提供了进行测试的跑道路面的摩擦系数值。

一方面由于新路面的质量的提高，以及另一方面为了在旧路面上执行代表道路状况的测试的目的，新建造的测试跑道可能没有考虑到对于摩擦系数的特定要求。因此，已经尝试了各种方式来处理跑道的新路面的表面，以使它们以可接受的成本迅速符合要求。这些已知的方法主要基于以下原则：使用含或不含磨粒的橡胶板进行摩擦来得到地面磨损。

假定需要处理的表面较大，该方法必须简单、有效，并且适用于长跑道。目前，没有真正可用的决定性方法。

抛光机同样众所周知。例如，专利文献us20070272223描述了一种包括旋转摩擦表面的抛光机，其旋转摩擦表面设置有刷毛。这些刷毛能够由例如碳化硅的磨粒覆盖。这种类型的机器用于例如抛光混凝土地面。

专利文献wo2005113198示出了一种抛光刷的示例，该抛光刷包括以金属磨粒包裹的刷毛。使用这些磨料刷毛是为了例如抛光混凝土地面。

仍然需要建立一种方法，以其能够磨合新的测试跑道，其中该新的测试跑道的涂层的摩擦系数使得其不能执行代表性的测试。

为了缓解这些不同的缺点，本发明提供了不同的技术手段。

技术实现要素：

本发明的主要目的包括定义一种表面处理方法，能够降低新测试跑道的抓地力的水平，以使其达到确定的目标，例如当前规则提供的目标。

为此，本发明提供了一种磨合用于车辆的沥青测试跑道表面状况的方法，包括以下步骤：

-提供一种用于改变所述测试跑道的表面状况的处理机，其包括支撑至少一个摩擦元件的旋转头；

-在处理机上放置至少一个旋转磨料圆盘；

-在测试跑道上施加处理机的运动，以减小摩擦系数，从而实现与目标值对应的摩擦力水平。

该方法能够改进跑道的摩擦特性，以得到预定的特性，例如特定的湿抓地力特性。

应当注意的是，该方法对宏观构造的深度(根据标准en13036-1的pmt)没有显著影响，不会因此影响排水特性。如随后在本文中所述的，进行的其他测试都对该描述具有负面影响。

根据一个有利的实施方案，该方法包括一个初步的预备步骤，该步骤包括通过水力剥离去除骨料表面的沥青粘合剂。该步骤能够在较短的实施延迟后得到有利的结果。

根据一个有利的实施方案，摩擦元件为具有刷毛的磨料圆盘，其刷毛具有磨粒。

刷毛的高度有利地大于15mm。

刷毛的形状系数有利地在1/50与1/10之间，更优选地在1/40与1/30之间。

例如，刷毛的高度有利地小于60mm。刷毛的直径有利地在2mm与4mm之间。

出乎意料的是，这种配置能够得到特别有利的结果。使用的工具能够在骨料的整个周边执行工作，而不仅仅是其顶部表面。

有利的是，刷毛的磨粒为碳化硅(sic)、陶瓷或碳化钨型。

覆盖或嵌入刷毛或细丝的这些颗粒能够与路面的骨料进行最佳交互。

根据一个有利的实施方案，旋转圆盘的旋转速度在1000转/分与1500转/分之间，更优选地为实质上1200转/分。

根据另一个有利的实施方案，处理机的运动速度在0.5米/分与15米/分之间，更优选地在5米/分与10米/分之间。

由旋转圆盘产生的摩擦能够避免造成方向性方面的磨损。

处理机的经过次数优选地在1与10之间，并且更优选地在2与6之间。

有利的是，磨料圆盘的刷毛的平均接触压力在1巴与5巴之间，优选地在2巴与4巴之间。

根据有利的实施方案，施加至处理机的工作载荷优选地在200kg与400kg之间，更优选地在260kg与300kg之间。

根据另一个有利的实施方案，处理机包括这样的传感器，其给出有关处理趋势的指示，例如摆锤式传感器(诸如“英式摆锤测试仪”传感器)。该配置能够简单地控制该方法的进展。

本发明还提供了一种轮胎测试跑道表面处理机，其用于实施前面描述的磨合方法，所述轮胎测试跑道表面处理机包括支撑至少一个摩擦元件的旋转头，所述摩擦元件能够改变所述测试跑道的表面状况，其中所述摩擦元件为具有刷毛的磨料圆盘，其刷毛具有磨粒，并且，刷毛的形状系数有利地在1/50与1/10之间，更优选地在1/40与1/30之间。

附图说明

以下说明中给出了实现的所有细节,以图1至图9作为补充，仅仅以非限定性的示例方式表示，其中：

-图1为表面处理机的示例的示意性轮廓图；

-图2为图1所示的表面处理机的仰视图，其配备有具有磨粒的毛刷；

-图3为具有磨粒的毛刷的示意性轮廓图；

-图4为细丝的示意性立体视图，该细丝由具有磨粒的刷毛的毛刷组成；

-图5为磨料圆盘的示例的仰视图；

-图6为在抛光位置并且设置有板的负载滑动架的示意性轮廓图；

-图7为示出了在用于不同类型抛光的路面上观察到的效果的图表；

-图8为汇总了用于对比测试的轮胎类型的图表；

-图9为进行的每个测试得到的μastm变化的汇总图表。

具体实施方式

如上文所见，用于车辆和/或轮胎测试跑道的抓地力水平要求在例如标准中限定。

该方法需要能够覆盖0.5<μastm-16pces<0.9的全部数值范围，并且更优选地覆盖数值0.6<μastm-16pces<0.8。

在为了该研究而特别建造的跑道上测试了各种抛光技术。得到的各种结果显示了：使用配备了具有较大高度磨毛的毛刷的表面修整器的磨合技术是达到μastm水平所要求的目标的最有效方法。这些分析能够构成双重证明：

i)一方面，该技术能够实现之前提到的范围内的目标抓地力；

ii)另一方面，在利用根据本发明的方法处理的新的跑道上执行的已知的轮胎性能测试能够得到与先前在规定的或其它的测试跑道上得到的轮胎分类结果相当的轮胎分类结果。

决定性特征

-前进的速率：0.5米/分；

-执行的经过次数：≥4；

-μ降低率：每次经过0.07ptμastm。

用于确定有效标准的跑道

在轮胎测试中心的较低活动率的区域专门建造了的550m²的跑道。其由取自湿刹车跑道的两个不同路面(sol1和sol2)构成。在预备工作(由通过水力剥离去除骨料表面的沥青粘结剂以及划定工作区域构成)后，将跑道移交给测试抛光方法。

道路路面的选择适合于以下解决方案：

-sol1：微观粗糙度低、宏观粗糙度开放有利于排水的跑道；5×60m²的表面；

-sol2：微观粗糙度高、宏观粗糙度封闭的跑道；5×50m²的表面。

进行的测试

根据两个测试组，测试了几种不同的方式：

a1)具有高载荷的板(高压力)；

a2)具有低载荷的sic板(低压力)；

b1)具有轮胎胎面的砂轮机；

b2)具有磨料圆盘的砂轮机；

b3)具有旋转毛刷的砂轮机，其旋转毛刷配备有具有磨粒的刷毛。

具有高载荷的板(高压力)

一种尺寸较大的板，其包括起到工作表面作用的底部摩擦表面，所述底部摩擦表面设置有平行排列的多个轮胎胎面。为了提高有效性，板上置有载荷。该板形成一种不具有轮子的拖车，其由牵引机或其他具有高牵引动力的车辆拉动。图6示意性地示出了置有载荷的板的示例。

hp板技术背后的想法是因此创建一种装置，能够使橡胶在将要磨合的路面上以适当的压力摩擦足够的长度。

该研究是从一种特定的滑动架的制造开始的。该滑动架由稳固的金属框架构成，其能够由“标准”牵引机(用于提升和运输)操纵，并且置于橡胶板上。对于施加的压力，滑动架总重为2200kg。滑动架放置在6.5×24.0cm²＝637cm²的4个垫片上；接触压力＝3.4bar。

hp板的实施引发了一定数量的事故。必须对喷洒系统进行改进以降低由灼烧造成的破坏风险。板非常快地进行磨损。因此，必须增加薄垫片以延长板的寿命。除此以外，操作者不得不花费他或她的时间来观察他或她的后方，具有相当不舒服的工作姿势。其结果是生产率非常一般。在测试过程中，平均每天完成十一次经过。

该实施能够迅速鉴别所制造的第一批板的两种缺陷：由于脱层而剥离；由于灼烧而磨损。

可以估计，所需的经过次数必须在2000左右，才能实现不同地面的渐近线。经过次数也可能取决于所处理的地面。必须强调的是，hp板技术的实施带来对操作者来说特别困难的工作情形，使得该解决方案难以工业化。

具有低载荷的sic板(低压力)

该方式对于主支撑件(即板)来说与前一个方法相当。然而在使用时，板上未置有载荷。使用了作用在板与地面之间的媒介材料来替代载荷。因此该测试包含在用板执行经过之前，在地面上布置一层sic的步骤。

该技术在p＝0.03巴的极低平均接触压力下工作。该表面接近4m²，并且重量为250kg左右。

粉末的使用需要遵守传统的抛光技术。我们以较大粒子尺寸开始，并以精细粒子尺寸结束。对于这些测试，实现了三种颗粒尺寸：10μm、5μm和3μm。在处理后，不易于清洁处理的区域。

从路面使用的磨料的角度来看，滑动的长度明显大于hp板技术。对于每一次经过，一个骨料经历2m的滑动长度。

可以报告的是，该技术并不有效。从μastm摩擦系数的角度来看而不管所观察的地面，该技术没有给出什么结果。这可能与压痕现象有关。lp板+sic技术主要在骨料的表面上工作，而作为其一部分的轮胎则接触未工作的区域。作为第一近似值，认为可能需要约5000次经过才能设法使μ水平达到预期的目标。该技术污染严重。一旦完成抛光工作，除去sic相当困难。

砂轮机

该砂轮机为电动的，并且需要一个独立的设备向其提供动力直到跑道。

在图1至图4中，示意性地示出了砂轮处理机1以及其不同元件的示例。在示出的示例中，处理机1具有旋转头2，并且安装在轮子8上。旋转头包括三个摩擦元件3(φ＝220mm)。摩擦元件3的每个绕其中心轴旋转。速度通过变速驱动调整至1200rpm的旋转速度。摩擦元件3包括设置有刷毛5的毛刷4。如图4所示出的，刷毛5的至少一部分覆盖有磨粒6。该组三个毛刷4绕砂轮机的中心轴7旋转(约100rpm)，因此产生磨料盘4的双重旋转运动。

磨粒6有利地由sic、陶瓷或碳化钨组成。

测试中使用的处理机具有可调整速度的自动行进系统。该处理机通过无线电通信由操作者操作。操作者必须位于处理机周围5m的周边内。其他操作参数(卸载重量和喷洒)是可调整的。已知，该装置是用于磨光或清洁任务。在这些情况下，刷毛不包括磨粒。

该实施需要可用的发电机组。组装设备所需的时间相对较短，但需要升降设备以迅速地运输处理机。在使用过程中，需要持续的喷洒。以能够排除沉积物并且保证表面和地面的冷却。为了增加抛光的有效性，处理机能够应用一个或更多个载荷9或重物。

测试使用“blastrac”的780rs型抛光机执行。

具有带轮胎胎面的圆盘的砂轮机

对于该测试，磨料圆盘4由轮胎胎面的部分组成。所使用的圆盘的直径为220mm。所述胎面的高度为8mm。

该测试迅速停止了。板与处理机之间的连接不够牢固，造成了圆盘脱离。

具有颗粒状磨料圆盘的砂轮机

图5示意性地示出了用于该测试的颗粒磨料圆盘的示例。这些圆盘由一种树脂组成，在该树脂中集成了碳化钨的“颗粒”。根据这些颗粒的密度和颗粒尺寸，磨耗的程度得到了控制。

使用毛刷的抛光机，其毛刷包括以颗粒(sic)包裹的刷毛

图2、图3和图4(前面描述过)示出了用于这些测试的装置。

该测试使用约0.5m/min的固定速率来完成。以10m/min的速度执行额外的测试。有利地利用了双重旋转。压力位于0.2巴与0.3巴之间。

该测试配置能够实现就μ水平而言寻求的目标。而且，使用已知的相对抓地性能水平的轮胎在经过处理的区域之一上进行的比较测试的结果与在“常规”跑道上得到的结果相同(图8)。

从有效性的角度来看，基于具有极高磨料刷毛的毛刷的技术对于降低μastm来说是最有效的。

主要结果

在创建样机、在良好的安全状况下执行测试、监测所得到的效果、并与先前的结果进行比较以保证所观察到的效果的真实性等方面，需要克服许多技术困难，这些技术困难表明，开发一种磨合方法是一个特别复杂和漫长的过程，其结果是完全不可预测的。

图7示意性地示出了用所测试的方法在路面上产生的主要效果。第一个图示表示磨合之前的路面的轮廓。骨料或卵石形成粗糙的表面。接下来的两个图示显示了板(板+sic和hp板)的特别有限的效果。最后的图示显示了仅在表面上工作的磨料圆盘的效果。最终，倒数第二个图示表示用毛刷得到的效果，所述毛刷的细丝包括在其本体中的磨粒(用于所进行的测试的sic)。据观察，刷毛能够达到顶部和侧边的所有凸出部分，这对于达到降低摩擦系数的针对性目标具有特别决定性的三维效果。

图9显示了得到的摩擦系数值。证实了前面所描述的极高的磨料刷毛的有利效果。

该表格能够得出许多结论：

-仅通过一种技术的实施就能实现0.7μastm的阈值，该技术是：具有刷毛的毛刷，其刷毛以碳化硅(sic)颗粒包裹；

-从μastm的角度来看，lp滑动架+sic不具有任何效果。

-2000粒度的砂轮机不具有任何效果；

-使用具有极高的磨料刷毛的毛刷的测试能够实现0.6<μastm<0.8的目标(其证实了该技术的稳固性)；

-参考图表显示了约为1的μastm。测量离散度约为0.1点；

-hp板表现了相当低的抛光动力，趋势在正确的方向发展但是仍然不足；

-500粒度的砂轮机比2000粒度的更有效，但在离最终目标相当远的地方达到了渐近线。

图中采用的附图标记

1表面处理机

2旋转头

3摩擦元件

4磨料圆盘或毛刷

5刷毛

6磨粒

7旋转中心

8轮子

9载荷