Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2706387C1 - Device for testing road pavement for wear by flat tires, sector element of ring of road pavement for this device and method of testing road pavement for wear by studded tires on this device - Google Patents

Device for testing road pavement for wear by flat tires, sector element of ring of road pavement for this device and method of testing road pavement for wear by studded tires on this device Download PDF

Info

Publication number
RU2706387C1
RU2706387C1 RU2019106961A RU2019106961A RU2706387C1 RU 2706387 C1 RU2706387 C1 RU 2706387C1 RU 2019106961 A RU2019106961 A RU 2019106961A RU 2019106961 A RU2019106961 A RU 2019106961A RU 2706387 C1 RU2706387 C1 RU 2706387C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tire
drum
wheel
pavement
road surface
Prior art date
Application number
RU2019106961A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Корниенко
Original Assignee
Александр Васильевич Корниенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Васильевич Корниенко filed Critical Александр Васильевич Корниенко
Priority to RU2019106961A priority Critical patent/RU2706387C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2706387C1 publication Critical patent/RU2706387C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02Tyres

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

FIELD: testing of materials.
SUBSTANCE: device for testing road pavement for wear by studded tires comprises a shaft connected to a rotation drive, on which there is a wheel with a studded tire, which is brought into contact with the surface of the analyzed pavement. Wheel with tire from karting vehicle is used as wheel with studded tires. Investigated road surface is formed on surface of cylindrical drum installed on shaft and is made of separate segments adjoining each other, each of which is made from analyzed material and is fixed on this drum, wherein diameter of outer cylindrical surface of road coating formed on drum is more than diameter of wheel with tire from karting car.
EFFECT: high reliability of obtained data of contact interaction of a car tire with a road surface owing to formation of a full contact spot of the tire with the analyzed coating formed by technology of creating a road surface of a transport infrastructure.
10 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области испытания материалов и касается, в частности, испытания дорожного покрытия на износ, обусловленный взаимодействием с ошипованными шинами транспортных средств.The invention relates to the field of testing materials and relates, in particular, to testing the road surface for wear due to interaction with studded tires of vehicles.

Опыт эксплуатации показывает, что резко увеличивается износ покрытий на дорогах в периоды использования на транспортных средствах ошипованных шин. Опыт шестилетнего использования шин с шипами показал, что износ цементобетонных покрытий достигает 8 мм после проезда 1,7 млн автомобилей, а асфальтобетонных за тот же период - 10 мм после проезда 1 млн автомобилей. Исследования динамики износа показали, что у цементобетонных покрытий наиболее интенсивно изнашивается поверхностный слой, состоящий из раствора. Износ дорожных покрытий особенно заметен при высоких скоростях движения автомобилей, чему, помимо динамического воздействия шипов на покрытие, способствует их нагрев до 150°С. Установлено, что на прямолинейных участках дорог при равномерном (без резких ускорений и торможений) движении автомобилей на шинах с шипами срок службы покрытия сокращается примерно на 20% от общей продолжительности. Наблюдается также повышенный износ линий разметки, срок службы которой уменьшается в 3-4 раза. Шипы могут отрывать от поверхности покрытия зерна крупного заполнителя достаточно больших размеров, которые при разлете представляют опасность для проезжающих автомобилей и пешеходов (ст."Износ дороги", А.Г. Спектор, главный специалист ООО «Дорсервис», выложена на сайте ГК «Дорсервис» по адресу: http://ywww.dor.spb.ru/index/technology/iznos-pokrytiy/).Operating experience shows that the wear of coatings on roads sharply increases during periods of use of studded tires on vehicles. The experience of six years of using tires with studs showed that the wear of cement concrete coatings reaches 8 mm after driving 1.7 million cars, and asphalt concrete for the same period - 10 mm after driving 1 million cars. Studies of wear dynamics have shown that cement-concrete coatings most intensively wear the surface layer consisting of a solution. Wear of road surfaces is especially noticeable at high speeds of vehicles, which, in addition to the dynamic effects of spikes on the surface, contributes to their heating to 150 ° C. It has been established that in straight sections of roads with uniform (without sharp acceleration and braking) car traffic on tires with spikes, the service life of the coating is reduced by about 20% of the total duration. Increased wear of marking lines is also observed, the service life of which is reduced by 3-4 times. The spikes can tear off coarse aggregate grains of a sufficiently large size from the surface of the coating, which, when scattered, pose a danger to passing cars and pedestrians (Wear Road station, A.G. Spector, chief specialist of Dorservice LLC, posted on the website of Dorservice Group of Companies "At the address: http://ywww.dor.spb.ru/index/technology/iznos-pokrytiy/).

В момент соприкосновения с покрытием каждый шип наносит удар с большой скоростью. Шип имеет очень маленькую массу, но многократное повторение этих ударов по одному месту способствует ослаблению верхнего слоя покрытия. Большее истирающее воздействие оказывает шип, выходящий из зоны контакта, где шина вместе с шипом проскальзывает по поверхности покрытия, истирая его. Опыт показывает, что шины с шипами эффективны для пользователей дорог при движении по дорогам с обледенелой или покрытой снежным накатом проезжей частью. Но зимняя скользкость на дорогах наблюдается лишь 20-30 дней в году. При этом скользкие участки дорог чередуются со свободными от снега и льда. Таким образом, большую часть зимнего периода шипы контактируют с дорожным покрытием, вызывая его повышенный износ.At the moment of contact with the coating, each spike strikes at high speed. The spike has a very small mass, but repeated repetition of these blows in one place helps to weaken the top layer of the coating. A more abrasive effect is exerted by a spike emerging from the contact zone, where the tire, together with the spike, slides over the surface of the coating, abrading it. Experience has shown that studded tires are effective for road users when driving on roads with icy or snow-covered roadways. But winter slippery on the roads is observed only 20-30 days a year. In this case, slippery sections of roads alternate with free from snow and ice. Thus, for most of the winter period, the spikes come in contact with the road surface, causing increased wear.

При изучении взаимодействия шипов противоскольжения с дорожным покрытием можно выделить три основных механизма повреждения покрытия: ударное, царапание поверхности и компрессионное - при вдавливании шипа, с возникновением критических напряжений и краевых эффектов.When studying the interaction of anti-skid studs with pavement, three main mechanisms of damage to the pavement can be distinguished: shock, surface scratching and compression - when the stud is pressed, with the emergence of critical stresses and edge effects.

Установлено, что на образование колеи сильно влияет тип шипа. (Lampinen, 1993 г.) Износ является следствием удара шипа и соскабливания материала при выходе шипа из контакта с покрытием (напоминает работу дорожной фрезы). Энергия удара зависит от массы шипа и вертикальной скорости. Вертикальная скорость составляет 10-15% скорости автомобиля и зависит от типа шины и размера выступа шипа над поверхностью протектора. Сила удара зависит от размера выступа шипа и его конструкции. На абразивный эффект также влияют скорость и стиль вождения автомобиля, т.е. движение по прямой или кривой, ускорение и торможение. Исследования Lampinen так же были направлены на уточнение размера выступа и определение силы воздействия шипа: чем легче шип, тем меньше износ. Выявлено, что на износ сильно влияет тип каменного заполнителя (щебня). Величина выступа шипа и сила его воздействия влияют на износ меньше, чем тип каменного заполнителя, масса шипа и скорость движения автомобиля (Sistonen and Alkio, 1986 г.).It has been established that the formation of a rut is strongly influenced by the type of spike. (Lampinen, 1993) Wear is a consequence of the impact of a tenon and scraping of the material when the tenon comes out of contact with the coating (resembles the operation of a road mill). The impact energy depends on the mass of the spike and the vertical speed. The vertical speed is 10-15% of the vehicle’s speed and depends on the type of tire and the size of the stud over the tread surface. The strength of the impact depends on the size of the spike protrusion and its design. The abrasive effect is also affected by the speed and driving style of the car, i.e. movement in a straight line or curve, acceleration and braking. Lampinen's studies also aimed to clarify the size of the protrusion and determine the strength of the spike: the lighter the spike, the less wear. It was revealed that the type of stone aggregate (crushed stone) strongly affects wear. The size of the tongue protrusion and the strength of its effect affect the wear less than the type of stone aggregate, weight of the stud, and vehicle speed (Sistonen and Alkio, 1986).

Несмотря на научно установленные факты негативного влияния шипов на дорожные покрытия, на сегодняшний день не представляется возможным найти подходящую альтернативу ошипованным шинам на период зимней эксплуатации колесных транспортных средств.Despite the scientifically established facts of the negative impact of studs on road surfaces, today it is not possible to find a suitable alternative to studded tires for the period of winter operation of wheeled vehicles.

К сожалению, действующими в РФ нормативными документами износ дорожных покрытий ошипованной резиной практически не учитывается, отсутствуют методики прогнозирования данного износа, а также требования к износостойкости покрытий автомобильных дорог разных технических категорий.Unfortunately, the regulatory documents in force in the Russian Federation practically do not take into account the wear of road surfaces with studded rubber, there are no methods for predicting this wear, and there are no requirements for the wear resistance of road coatings of different technical categories.

Очевидно, что снижения ущерба можно добиться только при условии комплексного применения мероприятий по ограничению разрушающего воздействия ошипованных шин на дорожное покрытие и повышению его износостойкости. Опыт скандинавских стран свидетельствует об эффективности принятых ими законодательных требований, которые позволили значительно снизить износ дорожного покрытия.Obviously, damage reduction can only be achieved if the measures are taken to limit the damaging effects of studded tires on the road surface and increase its wear resistance. The experience of the Scandinavian countries testifies to the effectiveness of the legislative requirements adopted by them, which allowed to significantly reduce the wear of the road surface.

При решении этой задачи очень важно создать соответствующую реальным условиям методику сертификации ошипованных шин по критерию износа дорожного покрытия, а также самих дорожных покрытий по тому же критерию. В настоящее время требования к шипам и ошипованным шинам регламентируются рядом документов, основным из которых является Технический регламент «О безопасности колесных транспортных средств» (TP ТС 018/2011). Вместе с тем, с целью обеспечения возможности совершенствования шин указано, что могут быть допущены отклонения в части увеличения количества шипов на 1 пог. м, в случае «если будет доказано, что это не приведет к увеличению износа дорожного покрытия». Поэтому создание и разработка дорожных покрытий должны учитывать условия эксплуатации на них ошипованных шин и, наоборот, конструирование новых видов шипов должно учитывать или соответствовать конструкции дорожного покрытия. В этом случае можно снизить наносимый шипами ущерб дорожному покрытию. В связи с этим необходимо учитывать все перечисленные ниже параметры при исследовании износа дорожных покрытий (ст."Об износе дорожного покрытия ошипованными шинами", авторы: Н.Л. Лушников, П.А. Лушников, Л.А. Горелышева (ФАУ "ГОСДОРНИИ"), А.В. Корниенко (ООО "АЛКОРН"), М.И. Новиков и А.Д. Хоружий (МИИТ), 10.04.2017 г., http://rosdornii.ru/files/dorogi-i-mosti/37/9.pdf):In solving this problem, it is very important to create a methodology for certification of studded tires according to the criterion of deterioration of the road surface, as well as the road surface itself according to the same criterion. Currently, the requirements for studs and studded tires are regulated by a number of documents, the main of which is the Technical Regulation "On the Safety of Wheeled Vehicles" (TP TS 018/2011). However, in order to ensure the possibility of improving tires, it is indicated that deviations can be made in terms of increasing the number of studs by 1 linear meter. m, in the case "if it is proved that this will not lead to increased wear of the pavement." Therefore, the creation and development of road surfaces should take into account the operating conditions for studded tires on them and, conversely, the design of new types of studs should take into account or correspond to the design of the road surface. In this case, the damage caused by the spikes can be reduced. In this regard, it is necessary to take into account all the parameters listed below when examining the wear of road surfaces (article "On the wear of road surfaces with studded tires", authors: N.L. Lushnikov, P.A. Lushnikov, L.A. Gorelysheva (FAU "GOSDORNII" "), A.V. Kornienko (ALKORN LLC), M.I. Novikov and A.D. Khoruzhiy (MIIT), 04/10/2017, http://rosdornii.ru/files/dorogi-i- mosti / 37 / 9.pdf):

1. Параметры шипов, влияющие на интенсивность изнашивания дорожного покрытия, в соответствии с TP ТС 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств»: масса шипа, размер выступа шипа за пределы протектора и количество шипов на 1 пог. м.;1. The parameters of the studs that affect the wear rate of the pavement, in accordance with TP TS 018/2011 "On the safety of wheeled vehicles": the mass of the stud, the size of the protrusion of the stud outside the tread and the number of studs per 1 running meter. m .;

2. Параметры, влияющие на интенсивность изнашивания дорожного покрытия, не предусмотренные требованиями TP ТС 018/2011, но включенные в ГОСТ Р 54916-2012 «Шины пневматические ошипованные. Основные показатели качества»: сила давления износостойкого элемента шипа на дорожное покрытие, сила удержания шипа в протекторе шины;2. Parameters affecting the intensity of wear of the road surface, not provided for by the requirements of TP TS 018/2011, but included in GOST R 54916-2012 "Studded pneumatic tires. Key Quality Indicators ”: pressure force of the wear-resistant stud element on the road surface, tire holding force in the tire tread;

3. Параметры, влияющие на интенсивность изнашивания дорожного покрытия, не предусмотренные требованиями TP ТС 018/2011 и ГОСТ Р 54916-2012 «Шины пневматические ошипованные. Основные показатели качества», но контроль которых необходим при проведении испытаний: площадь износостойкого элемента, воздействующего на дорожное покрытие, для различных типов шипов, скорость движения автомобиля, температура окружающего воздуха и состояние дорожного покрытия (мокрое, сухое, загрязненное и т.д.).3. Parameters affecting the intensity of wear of the road surface, not provided for by the requirements of TP TS 018/2011 and GOST R 54916-2012 “Studded pneumatic tires. The main quality indicators ”, but whose control is necessary during testing: the area of the wear-resistant element acting on the road surface for various types of studs, vehicle speed, ambient temperature and road surface condition (wet, dry, dirty, etc.) .

Существующие способы испытания ошипованных шин на их воздействие на дорожное покрытие или испытания дорожных покрытий на износ от взаимодействия с ошипованными шинами не дают реальной картины и достоверных данных, позволяющих их использовать в качестве оценочных параметров.Existing methods of testing studded tires for their impact on the road surface or testing of road surfaces for wear from interaction with studded tires do not provide a real picture and reliable data that allow them to be used as evaluation parameters.

Например, известен способ оценки устойчивости образцов асфальтобетона к их износу шипованными шинами, в соответствии с которым изготавливают цилиндрический образец установленных размеров испытуемого асфальтобетонного покрытия и насыщают образец жидкостью, состав которой моделирует состав жидкости в реальных условиях эксплуатации асфальтобетонных покрытий, затем определяют объем образца гидростатическим путем и помещают его в герметичный барабан шаровой мельницы, в котором свободно размещены стальные шарики, имитирующие шипы шин, а также жидкость, состав которой моделирует состав жидкости в реальных условиях эксплуатации асфальтобетонных покрытий, потом размещают барабан с его приводом в морозильной камере и устанавливают в ней необходимую температуру для моделирования реальных условий эксплуатации, после этого вращают барабан, в котором при этом шарики ударяют по поверхности испытуемого образца, а также истирают его, вызывая его износ, по окончанию испытаний вынимают образец, промывают его водой и определяют оставшийся объем образца гидростатическим путем, а устойчивость испытуемого образца асфальтобетона к его износу ошипованными шинами оценивают по разнице объемов образца до и после испытаний (RU 2465389, Е01С 23/07, опубл. 27.10.2012 г.).For example, there is a method for assessing the resistance of asphalt concrete samples to wear by studded tires, according to which a cylindrical sample of the established dimensions of the tested asphalt concrete coating is made and the sample is saturated with liquid, the composition of which simulates the composition of the liquid under actual operating conditions of asphalt concrete coatings, then the sample volume is determined hydrostatically and place it in an airtight drum of a ball mill, in which steel balls imitating tire spikes are freely placed, as well as liquid, the composition of which simulates the composition of the liquid in the actual operating conditions of asphalt concrete pavements, then place the drum with its drive in the freezer and set the necessary temperature in it to simulate real operating conditions, then rotate the drum, in which the balls hit the surface of the test sample, as well as its abrasion, causing its wear, at the end of the test, take out the sample, wash it with water and determine the remaining volume of the sample hydrostatically, and the resistance of the tested sample of asphalt concrete to wear by studded tires is evaluated by the difference in sample volumes before and after the tests (RU 2465389, ЕСС 23/07, publ. October 27, 2012).

Параметр износа дорожного покрытия оценивается как условная единица, представляющая собой разницу в весе исследуемого образца покрытия до начала испытаний и после испытаний. Так, согласно известного способа изготовленный цилиндрический образец установленных размеров из испытуемого асфальтобетона насыщают жидкостью, состав которой моделирует состав жидкости в реальных условиях эксплуатации асфальтобетонных покрытий дорог. Затем определяют объем образца гидростатическим путем и помещают образец в герметичный барабан, в котором свободно размещены стальные шарики, имитирующие шипы шин, а также жидкость, состав которой моделирует состав жидкости в реальных условиях эксплуатации асфальтобетонных покрытий. Потом размещают барабан с его приводом в морозильной камере и устанавливают необходимую температуру в ней для моделирования реальных условий эксплуатации. После этого вращают барабан, в котором при этом шарики ударяют по поверхности испытуемого образца, а также истирают его, вызывая его износ. По окончании испытаний вынимают образец, промывают его водой и определяют оставшийся объем образца гидростатическим путем. Устойчивость испытуемого образца асфальтобетонного покрытия к его износу ошипованными шинами оценивают по разнице объемов образца до и после испытаний.The parameter of wear of the pavement is estimated as a conventional unit, which is the difference in the weight of the test sample before and after testing. So, according to the known method, the manufactured cylindrical sample of established dimensions from the tested asphalt concrete is saturated with liquid, the composition of which models the composition of the liquid under actual operating conditions of asphalt concrete road surfaces. Then, the sample volume is determined hydrostatically and the sample is placed in an airtight drum, in which steel balls imitating tire spikes are freely placed, as well as a liquid whose composition models the composition of the liquid under actual operating conditions of asphalt concrete pavements. Then place the drum with its drive in the freezer and set the required temperature in it to simulate real operating conditions. After that, rotate the drum, in which the balls hit the surface of the test sample, and also abrade it, causing its wear. At the end of the test, the sample is taken out, washed with water and the remaining volume of the sample is determined hydrostatically. The resistance of the test sample to asphalt concrete coating to wear by studded tires is evaluated by the difference in sample volume before and after the tests.

Таким образом видно, что полученный результат, который рассматривают как результат воздействия шипов на дородное покрытие - это результат ударов шариков об это покрытие. Известно, что шипы противоскольжения не являются шариками и имеют отличную от шариков конструкцию. Например, все известные шипы взаимодействуют с дорожным покрытием износостойкой вставкой, которая формирует не только ударное воздействие, но и скользящее царапающее и компрессионное. Кроме того, образуется ударная волна в структуре материала. Не учитывается сцепление резины шины с дорожным покрытием и ее деформация в пятне контакта, а так же ее волновое воздействие на это покрытие. Ко всему прочему, образец, изготовленный из испытуемого асфальтобетона повторяет материал покрытия, но не повторяет его структуру как уплотненного покрытия. Это приводит к тому, что образец не имеет поверхностно уплотненных слоев, его структура по плотности примерно однородна, что влияет на достоверность результатов по износу.Thus, it can be seen that the result, which is considered as the result of the impact of the spikes on the antenatal coating, is the result of the balls hitting the coating. It is known that anti-skid studs are not balls and have a different construction from balls. For example, all known studs interact with the road surface with a wear-resistant insert, which forms not only impact, but also sliding scratching and compression. In addition, a shock wave forms in the structure of the material. The adhesion of the tire rubber to the road surface and its deformation in the contact spot, as well as its wave effect on this surface, are not taken into account. In addition, a sample made from the tested asphalt concrete repeats the coating material, but does not repeat its structure as a compacted coating. This leads to the fact that the sample does not have surface densified layers, its density structure is approximately uniform, which affects the reliability of the wear results.

Так же известен стенд для определения характера износа испытуемого материала и автомобильного колеса с учетом массы транспортного средства, а также характеристик динамики движения и торможения, содержащий раму с электродвигателями испытуемого материала и автомобильного колеса, которые в совокупности функционально образуют динамическую систему, вал для закрепления на нем испытуемого материала, выполненного в виде цилиндра с центральным отверстием, который посредством муфты соединен с электродвигателем и имеет тормоз, при этом испытуемый материал взаимодействует с колесом автомобиля, которое закреплено на испытательном стенде посредством регулируемой планки, на которой закреплен вал автомобильного колеса, который соединен с электродвигателем автомобильного колеса и имеет тормоз вала автомобильного колеса (RU 184296, G01M 17/013, G01M 17/02, опубл. 22.10.2018 г.).A stand is also known for determining the wear pattern of the test material and the car wheel, taking into account the mass of the vehicle, as well as the characteristics of the dynamics of movement and braking, containing a frame with electric motors of the test material and the car wheel, which together form a function of a dynamic system, a shaft for fixing on it the test material, made in the form of a cylinder with a central hole, which is connected via a coupling to an electric motor and has a brake, while The material being used interacts with the car wheel, which is fixed on the test bench by means of an adjustable bar on which the car wheel shaft is fixed, which is connected to the car wheel electric motor and has a car wheel shaft brake (RU 184296, G01M 17/013, G01M 17/02, publ. . 10/22/2018).

Данное решение принято в качестве прототипа для заявленных объектов.This decision was made as a prototype for the declared objects.

Для испытаний испытуемый материал изготавливается в форме цилиндра с центральным отверстием и закрепляется на валу, затем на другой вал закрепляют автомобильное колесо. Включая электродвигатели, проводят испытания поведения испытуемого материала и автомобильного колеса при их одновременном вращении и в положении контакта автомобильного колеса с поверхностью исследуемого образца. При выключении одного из электродвигателей и нажатии тормоза обеспечивается испытания во время торможения.For testing, the test material is made in the form of a cylinder with a central hole and is mounted on a shaft, then a car wheel is fixed on another shaft. Including electric motors, conduct tests of the behavior of the test material and the car wheel during their simultaneous rotation and in the position of contact of the car wheel with the surface of the test sample. When one of the electric motors is turned off and the brake is applied, tests are provided during braking.

Недостаток данного способа испытаний заключается в том, что полученный цилиндр, выполненный из материала, подлежащего исследованию на износ, в реальности, не совпадает по своим свойствам и структуре реальному дорожному покрытию, выполненному из этого же материала. Это объясняется разными технологиями получения образца и формирования покрытия. Дорожное покрытие формируют методом укатки (дорожным катком), при котором происходит уплотнение покрытия в нормальном направлении к поверхности взаимодействия с вальцом катка до тыльной стороны. Поэтому поверхностные слои имеют большее уплотнение, чем срединные. А при формовании цилиндрического образца уплотнение происходит по торцевым сторонам и имеет характер уменьшения к срединным слоям, при этом поверхность образующей остается недостаточно уплотненной, что приводит к повышенному ее износу под действием проскальзывания шипов. Кроме того, искажена картина взаимодействия шины с дорожным покрытием из-за невозможности получения полноценного пятна контакта на цилиндрической поверхности образца. Стенд сконструирован таким образом, что диаметр исследуемого образца существенно меньше диаметра беговой дорожки ошипованного колеса. Из-за этого происходит в большей части процарапывание поверхности образца без учета сцепления резины шины с образцом. Полученные результаты испытаний носят недостоверный характер из-за невозможности получения на этом стенде реальной картины взаимодействия шипов шины с дорожным покрытием в пятне контакта.The disadvantage of this test method is that the resulting cylinder, made of material to be tested for wear, in reality, does not coincide in its properties and structure with a real road surface made of the same material. This is explained by different technologies for sample preparation and coating formation. The road surface is formed by rolling (road roller), in which the coating is compacted in the normal direction to the interaction surface with the roller of the roller to the back side. Therefore, the surface layers have a greater compaction than the middle. And when forming a cylindrical specimen, compaction occurs along the end sides and has a character of decrease towards the middle layers, while the surface of the generatrix remains insufficiently compacted, which leads to increased wear due to the slipping of the spikes. In addition, the picture of the interaction of the tire with the road surface is distorted due to the impossibility of obtaining a full contact spot on the cylindrical surface of the sample. The stand is designed in such a way that the diameter of the test sample is significantly less than the diameter of the treadmill of the studded wheel. Because of this, for the most part, the surface of the specimen is scratched without taking into account the adhesion of the tire rubber to the specimen. The obtained test results are unreliable due to the impossibility of obtaining on this stand a real picture of the interaction of tire spikes with the road surface in the contact patch.

До настоящего времени стенды для реальных испытаний дородных покрытий на взаимодействие с автомобильными шинами, в том числе ошипованными, представляют собой развитые по площади полигонные установки. Так, в SU 1203178, Е01С 23/07, опубл. 07.01.1986 г., описан такой полигонного типа стенд, который включает в себя организованное в виде кольца большого диаметра дорожное покрытие из исследуемого материала. Дорожное покрытие выполнено в полном соответствии с требованиями к реальным дорожным покрытиям. Такое покрытие можно считать как участок реальной дороги. В центре этого кольца смонтирована ось, от которой в разные стороны протянуты траверсы, несущие на своих концах грузовые мосты с колесами, опирающимися на дорожное покрытие из исследуемого материала. Вращением траверс достигают качение колес по этому покрытию, а оценку износостойкости этого покрытия проводят по величине углублений царапин или колеи. Такой стенд позволяет однократно провести испытания конкретного дорожного покрытия, но подготовка к этому испытанию трудоемка и конструкция стенда сложна. Кроме того, затруднен процесс смены покрытия, так как ранее испытанное покрытие не подлежит восстановлению, а его замена относится к категории довольно сложных дорожно-строительных работ.To date, stands for real tests of road-boring coatings for interaction with car tires, including studded ones, are polygon installations developed over the area. So, in SU 1203178, Е01С 23/07, publ. 01/07/1986, such a polygon-type stand was described that includes a pavement made of the material under investigation organized in the form of a ring of large diameter. The road surface is made in full compliance with the requirements for real road surfaces. Such coverage can be considered as a section of a real road. An axis is mounted in the center of this ring, from which traverses are stretched in different directions, carrying load bridges at their ends with wheels resting on a road surface of the material under study. By rotating the traverses, the wheels roll over this coating, and the wear resistance of this coating is assessed by the magnitude of the grooves of scratches or ruts. Such a stand allows one-time testing of a specific pavement, but preparation for this test is time-consuming and the design of the stand is complicated. In addition, the process of changing the coating is difficult, since the previously tested coating can not be restored, and its replacement belongs to the category of rather complex road construction works.

Аналогичный стенд так же описан в SU 1285346, EG01 N3/56, опубл. 23.01.1987 г., но в этом стенде кольцевой формы дорожное покрытие, подлежащее исследованию при взаимодействии с катящимися автомобильными шинами, выполнено составным из пристыкованных друг к другу секторной формы отдельных дорожных участков (каждый сектор - отдельный образец конкретного дородного покрытия - асфальтобетон, бетон, гравийный участок и т.д.). На этом стенде можно проводить сравнительные испытания, то есть получить информацию о том, какое из примененных покрытий служит дольше, является долговечнее и т.д.A similar stand is also described in SU 1285346, EG01 N3 / 56, publ. 01/23/1987, but in this ring-shaped stand, the road surface to be examined when interacting with rolling car tires is made up of separate road sections adjoined to each other (each sector is a separate example of a concrete road covering - asphalt concrete, concrete, gravel site, etc.). At this stand, you can conduct comparative tests, that is, get information about which of the applied coatings lasts longer, is more durable, etc.

В целом, стенды по SU 1203178 и 1285346 и аналогичные им максимально приближены к получению реальной информации о состоянии дорожного покрытия, взаимодействии на нее ошипованной шины и состояние самой шины. Но имеется один серьезный недостаток. Испытания на таких полигонного типа стендах зависят от климатических условий, сезона времени и трудоемкости смены покрытия. В результате невозможно получить высокую повторяемость результатов испытаний, летом невозможно получить достоверную информацию об износостойкости покрытия, при его эксплуатации в зимний период ошипованными шинами.In general, stands according to SU 1203178 and 1285346 and similar ones are as close as possible to obtaining real information about the condition of the road surface, the interaction of the studded tire on it and the condition of the tire itself. But there is one serious flaw. Tests at such polygon-type stands depend on climatic conditions, season of time and the complexity of changing the coating. As a result, it is impossible to obtain high repeatability of test results, in the summer it is impossible to obtain reliable information about the wear resistance of the coating, when it is used in winter with studded tires.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении достоверности получаемых данных контактного взаимодействия автомобильной шины с дорожным покрытием за счет формирования полноценного пятна контакта шины с исследуемым покрытием, сформированным по технологии создания дорожного покрытия транспортной инфраструктуры.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the reliability of the obtained contact data of a car tire with a road surface due to the formation of a full tire contact spot with a test surface formed by the technology of creating a road surface for a transport infrastructure.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для испытания дорожного покрытия на износ ошипованными шинами, содержащем связанный с приводом вращения вал, на котором размещено колесо с ошипованной шиной, введенной в контакт с поверхностью исследуемого дорожного покрытия, при этом указанный вал с колесом с ошипованной шиной кинематически связан с узлом изменяемого нагружения этого колеса в направлении его контакта с поверхностью исследуемого дорожного покрытия, в качестве колеса с ошипованной шиной использовано колесо с пневматической шиной от картингового автомобиля, исследуемое дорожное покрытие сформировано на поверхности установленного на валу цилиндрического барабана и составлено из примыкающих друг к другу отдельных секторных элементов кольца, каждый из которых выполнен из исследуемого материала и закреплен на этом барабане, при этом диаметр наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия выполнен больше диаметра колеса с шиной от картингового автомобиля, ширина наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия выполнена, как минимум, в двое больше ширины пневматической шины.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for testing the road surface for wear with studded tires, comprising a shaft connected to the rotational drive, on which a wheel with a studded tire placed in contact with the surface of the pavement under study is placed, wherein said shaft with a studded wheel the tire is kinematically connected with the site of variable loading of this wheel in the direction of its contact with the surface of the road surface under study, used as a wheel with a studded tire a forest with a pneumatic tire from a karting vehicle, the test road surface is formed on the surface of a cylindrical drum mounted on the shaft and is composed of separate sector ring elements adjacent to each other, each of which is made of the test material and is fixed on this drum, while the diameter of the outer cylindrical surface formed on the drum of the road surface is made larger than the diameter of the wheel with a tire from a karting car, the width of the outer cylindrical surface formed on the drum of the road surface is made at least two more than the width of the pneumatic tire.

Устройство может быть снабжено узлом перемещения колеса с пневматической шиной от картингового автомобиля вдоль образующей наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия, длина продольного перемещения по цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия пневматической шиной от картингового автомобиля, равна как минимум ширине этой шины.The device can be equipped with a unit for moving a wheel with a pneumatic tire from a karting vehicle along a generatrix of the outer cylindrical surface of a pavement formed on a drum, the length of longitudinal movement along a cylindrical surface of a pneumatic tire formed on a paving drum from a karting vehicle is at least the width of this tire.

Для этого устройства вал барабана может быть связан с отдельным приводом вращения и оснащаться тормозным механизмом. А колесо с шиной от картингового автомобиля кинематически может быть связано с тормозным механизмом.For this device, the drum shaft can be connected to a separate rotation drive and equipped with a brake mechanism. A wheel with a tire from a karting car can kinematically be connected with a brake mechanism.

При этом по крайней мере часть смежно расположенных отдельных секторных элементов кольца может быть выполнена из исследуемого материала, отличного от материала другой части смежно расположенных отдельных сегментов.At the same time, at least a part of adjacent separate sectorial elements of the ring can be made of the test material, different from the material of the other part of adjacent adjacent individual segments.

Для этого устройства секторные элементы кольца дорожного покрытия для устройства для испытания дорожного покрытия на износ ошипованными шинами содержит стаканообразной формы основание, выполненное с элементами его закрепления на наружной поверхности цилиндрического барабана, и закрепленной в этом стакане вставки из исследуемого материала дорожного покрытия, выступающей из стакана частью, наружная цилиндрическая поверхность которой уплотнена по нормали к цилиндрической наружной поверхности и дугообразно отформована по радиусу, совпадающему с радиусом наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия.For this device, the sector elements of the pavement ring for the device for testing the pavement with studded tires contain a cup-shaped base made with elements of its fastening on the outer surface of the cylindrical drum, and an insert made of the studied road surface material protruding from the glass, which is fixed in this cup , the outer cylindrical surface of which is sealed normal to the cylindrical outer surface and is arc-shaped in radius, with flowing from the radius of the outer cylindrical surface formed on the drum of the road surface.

Указанный технический результат достигается тем, что используемый для устройства для испытания секторный элемент кольца дорожного покрытия для устройства для испытания дорожного покрытия на износ ошипованными шинами содержит металлическое стаканообразной формы основание, выполненное с элементами его закрепления на наружной поверхности цилиндрического барабана, и отпресованной в этом стакане вставки из исследуемого материала дорожного покрытия, выступающей из стакана частью, наружная торцевая поверхность которой уплотнена и дугообразно отформована по радиусу, совпадающему с радиусом наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия.The specified technical result is achieved in that the sector element of the pavement ring used for the test device for the device for testing the pavement for wear with studded tires contains a metal cup-shaped base made with its fastening elements on the outer surface of the cylindrical drum, and an insert pressed in this glass from the studied material of the road surface protruding from the glass by a part whose outer end surface is sealed and arched brazno molded radially, coinciding with the outer radius of the cylindrical surface formed on the drum pavement.

В части способа испытания дорожного покрытия на износ ошипованными шинами указанный технический результат достигается тем, что колесо с ошипованной шиной прижимают к поверхности исследуемого дорожного покрытия и осуществляют вращение указанного колеса для прокатывания по этой поверхности, причем в качестве колеса с ошипованной шиной используют колесо с шиной от картингового автомобиля, а в качестве исследуемого дорожного покрытия используют беговую дорожку, сформированную на барабане из отдельных последовательно расположенных секторных элементов кольца выполненных из материала исследуемого дорожного покрытия, при этом колесо с шиной от картингового автомобиля прижимают к образующим кольцевых элементов секторов дорожного покрытия с усилием, меньшим допустимой нагрузки, предусмотренной для используемого типа шины, и при внутреннем давлении накачки, установленном производителем для этой шины, и осуществляют вращение колеса с шиной от картингового автомобиля по наружной цилиндрической поверхности дорожного покрытия на барабане, имеющей диметр, не менее двух диаметров шины от картингового автомобиля.In terms of the method for testing the pavement with studded tires for wear, the indicated technical result is achieved in that the wheel with the studded tire is pressed against the surface of the investigated pavement and the said wheel is rotated to roll on this surface, moreover, the wheel with the studded tire is used with a tire from karting car, and as a test road surface use a treadmill formed on the drum from separate sequentially arranged sec toroidal elements of the ring made of the material of the studied road surface, while the wheel with the tire from the go-kart vehicle is pressed against the generatrix of the ring elements of the road surface sectors with a force less than the permissible load provided for the type of tire used and with the internal inflation pressure set by the manufacturer for this tire and carry out the rotation of the wheel with the tire from the karting car on the outer cylindrical surface of the road surface on a drum having a diameter of at least two di meters from tires karting car.

Для способа в зависимости от поставленных задач дополнительно осуществляют возвратно-поступательное перемещение пневматической шины от картингового автомобиля вдоль образующей барабана с секторными элементами дорожного покрытия.For the method, depending on the tasks, an additional reciprocating movement of the pneumatic tire from the karting vehicle along the generatrix of the drum with sectorial elements of the road surface is carried out.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and are interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.The present invention is illustrated by a specific example of execution, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrate the ability to achieve the desired technical result.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для испытания дорожного покрытия на износ ошипованными шинами;In FIG. 1 shows a general view of a device for testing pavement with studded tires;

фиг. 2 - вид сбоку на устройство по фиг. 1;FIG. 2 is a side view of the device of FIG. one;

фиг. 3 - общий вид секторного элемента кольца дорожного покрытия стенда;FIG. 3 is a general view of a sector element of a stand pavement ring;

фиг. 4 - формовочное приспособление для изготовления секторного элемента кольца дорожного покрытия стенда.FIG. 4 - molding device for the manufacture of the sector element of the ring of the road surface of the stand.

Согласно настоящего изобретения рассматривается конструкция нового стенда - устройства для испытания дорожного покрытия на износ ошипованными шинами. Этот стенд содержит связанный с приводом вращения вал, на котором размещено колесо с ошипованной шиной, введенной в контакт с поверхностью исследуемого дорожного покрытия (фиг. 1).According to the present invention, the construction of a new stand, a device for testing the pavement for wear with studded tires, is considered. This stand contains a shaft connected to the rotation drive, on which a wheel with a studded tire is placed, which is brought into contact with the surface of the road surface under study (Fig. 1).

При этом в качестве колеса с ошипованной шиной использовано колесо с шиной от картингового автомобиля, выполняемое производителем с внешним диаметром не более 290 мм. Выбор такого колеса обусловлен тем, что при проведении испытаний необходимо обеспечить образование на исследуемой поверхности полноценного пятна контакта ошипованной шины с покрытием. Только в этом случае возможно реально оценить в стендовых условиях испытаний действительную картину по воздействию резины шины и внедренных в нее шипов на поверхность этого покрытия. Так как в качестве исследуемой поверхности применяется уложенное на барабан реальное дорожное покрытие в виде секторных элементов кольца, то при вращении колеса с шиной на режимах, соответствующих движению автомобиля на скорости, например, 60 км/час, необходимо получить в пятне контакта соответствующую линейную скорость, которая для этого скоростного режима достигается при 9,1 об/сек. Для режима испытаний на скорости 90 км/час - 13,7 об/сек соответственно. Если учесть что футерованный дорожным покрытием барабан имеет вес, то при таких оборотах возможен отрыв элементов дорожного покрытия. Для исключения этого негативного явления необходимо минимизировать массу каждого элемента футеровки барабана увеличив количество секторных элементов кольца, надежно закрепить каждый элемент наружной футеровки барабана дорожным покрытием и уменьшить размер барабана, что приводит к уменьшению размера колеса. Но при этом колесо должно оставаться полноценным автомобильным колесом. Автомобильная промышленность выпускает полноценные автомобильные шины минимального диаметра только для картинговых автомобилей. Применение этого типа шин на колесах картингового класса позволяет максимально приблизить испытания к реальной картине взаимодействия автомобильной шины с дорожным покрытием.At the same time, a wheel with a tire from a karting car, used by a manufacturer with an outer diameter of not more than 290 mm, was used as a wheel with a studded tire. The choice of such a wheel is due to the fact that during testing it is necessary to ensure the formation on the surface under study of a full contact spot of the studded tire with the coating. Only in this case is it possible to really evaluate in bench test conditions the actual picture of the effects of tire rubber and the spikes embedded in it on the surface of this coating. Since the real road surface laid on the drum in the form of sectorial elements of the ring is used as the test surface, when rotating the wheel with the tire in modes corresponding to the movement of the car at a speed of, for example, 60 km / h, it is necessary to obtain the corresponding linear speed in the contact patch, which for this speed mode is reached at 9.1 rpm. For the test mode at a speed of 90 km / h - 13.7 rpm, respectively. If we consider that the drum lined with a pavement has a weight, then at such revolutions the detachment of the pavement elements is possible. To eliminate this negative phenomenon, it is necessary to minimize the mass of each element of the lining of the drum by increasing the number of sector elements of the ring, securely fasten each element of the outer lining of the drum with a road surface and reduce the size of the drum, which reduces the size of the wheel. But at the same time, the wheel should remain a full-fledged automobile wheel. The automotive industry produces full-fledged automobile tires of minimum diameter only for karting cars. The use of this type of tire on karting wheels makes it possible to bring tests closer to the real picture of the interaction of a car tire with a road surface.

Поведение шипов по отношению к дорожному покрытию не зависит от размера автомобильного колеса, а определяется давлением в шине, скоростным режимом, весом шипов, силой давления шипа приходящейся на площадь пятна контакта шипа с дорожным покрытием, структурой самого дорожного покрытия, и рядом других показателей. Поэтому использование ошипованных шин на колесах картингового размера позволяет не только получить реальную картину контактного взаимодействия с дорожным покрытием, но и исключить применение барабанов, несущих на внешней поверхности исследуемое покрытие, соответствующее по структуре и способу укладки реальному дорожному покрытию, большого диаметра для снижения габаритных размеров стенда, упрощения его изготовления, уменьшения размеров климатической камеры и снижения себестоимости стенда и испытаний в целом.The behavior of the studs with respect to the road surface does not depend on the size of the car wheel, but is determined by the tire pressure, speed mode, weight of the studs, the pressure force of the stud per square of the spot of contact between the stud and the road surface, the structure of the road surface, and a number of other indicators. Therefore, the use of studded tires on carting-sized wheels allows not only to get a real picture of the contact interaction with the road surface, but also to exclude the use of drums carrying the test surface on the external surface, corresponding in structure and method to laying a real road surface, of a large diameter to reduce the overall dimensions of the stand simplifying its manufacture, reducing the size of the climate chamber and reducing the cost of the stand and tests in general.

На фиг. 1 и 2 представлен один из возможных примеров исполнения такого устройства-стенда. В рамках настоящей заявки описание стенда представлено на уровне концепции, которая не рассматривает точное построение устройства с учетом принципов конструирования.In FIG. 1 and 2 presents one of the possible examples of the execution of such a device-stand. In the framework of this application, the description of the stand is presented at the level of the concept, which does not consider the exact construction of the device taking into account the principles of design.

Устройство состоит из рамы основания 1, на которой закреплена стойка 2, несущая в подшипниковых узлах 3 вал 4, на котором закреплен с цилиндрической наружной поверхностью барабан 5, на наружной поверхности которого сформировано кольцевой формы исследуемое дорожное покрытие. Для этого устройства вал барабана может быть связан с отдельным приводом вращения 6 (например, в виде электродвигателя, ременной передачей 7 связанного с валом 4) и оснащаться тормозным механизмом (не показан).The device consists of a base frame 1, on which a stand 2 is mounted, bearing a shaft 4 in the bearing units 3, on which a drum 5 is fixed with a cylindrical outer surface, on the outer surface of which the studied road surface is formed in a ring shape. For this device, the drum shaft can be connected to a separate rotation drive 6 (for example, in the form of an electric motor, belt drive 7 connected to the shaft 4) and equipped with a brake mechanism (not shown).

В стенде исследуемое дорожное покрытие сформировано на поверхности установленного на валу цилиндрического барабана и составлено из примыкающих друг к другу отдельных секторных элементов 8 кольца, каждый из которых выполнен из исследуемого материала. Как вариант, все секторные элементы могут закрепляться на общей наружной поверхности барабана. Как вариант, барабан может быть выполнен из нескольких (например, двух, трех или более) дисков, несущих наружные цилиндрические поверхности для закрепления секторных элементов и которые после балансировки (вместе с секторными элементами дорожного кольца) соединяются между собой в общую сборку барабана.In the stand, the studied pavement is formed on the surface of the cylindrical drum mounted on the shaft and is composed of adjacent individual sector elements 8 of the ring, each of which is made of the studied material. Alternatively, all sector elements can be fixed on the common outer surface of the drum. Alternatively, the drum may be made of several (for example, two, three or more) disks bearing outer cylindrical surfaces for securing sector elements and which, after balancing (together with sector elements of the road ring), are interconnected into a common drum assembly.

Дорожное покрытие на барабане может быть полностью выполнено из секторных элементов кольца с подлежащего исследованию одним и тем же материалом, например, асфальтобетоном. Но возможен вариант, когда по крайней мере часть смежно расположенных отдельных секторных элементов кольца может быть выполнена из исследуемого материала, отличного от материала другой части смежно расположенных отдельных секторных элементов кольца. В этом случае появляется возможность исследовать причины износа двух или трех видов дородных покрытий при проведении одного испытания (появляется возможность проведения одномоментных сравнительных испытаний).The road surface on the drum can be completely made of sector elements of the ring with the same material to be examined, for example, asphalt concrete. But it is possible that at least a part of adjacent separate sectorial elements of the ring can be made of the material studied, different from the material of another part of adjacent separate sectorial elements of the ring. In this case, it becomes possible to investigate the causes of wear of two or three types of anthropic coatings during one test (it becomes possible to conduct simultaneous comparative tests).

В этом случае появляется возможность варьировать расположением секторных элементов на барабане. Например, диски могут быть расположены друг относительно друга так, что стыки секторных элементов кольца дорожного покрытия, закрепленных на одном диске, смещены относительно стыков секторных элементов смежного диска. Кроме того, возможно использование операции по шлифовке или выравниванию наружной поверхности собранного барабана.In this case, it becomes possible to vary the location of sector elements on the drum. For example, the disks can be located relative to each other so that the joints of the sector elements of the pavement ring mounted on one disk are offset from the joints of the sector elements of the adjacent disk. In addition, it is possible to use the operation of grinding or leveling the outer surface of the assembled drum.

На раме основания 1 одним концом шарнирно (поз.9) закреплена подвижная рама 10, которая установлена с возможностью углового перемещения в сторону поверхности дорожного покрытия барабана от привода, например выполненного в виде силового цилиндра 11 (пневматического или гидравлического).On the base frame 1, a movable frame 10 is fixed at one end pivotally (pos. 9), which is mounted with the possibility of angular movement towards the surface of the road surface of the drum from the drive, for example, made in the form of a power cylinder 11 (pneumatic or hydraulic).

На подвижной раме 10 на направляющих 12 размещена каретка 13, по которым эта каретка 13 перемещается параллельно образующей барабана (покрытия) от силового привода 14, например, электропривода или гидравлического цилиндра. На каретке 13 в подшипниковых опорах расположен вал 15, на котором закреплено колесо с ошипованной шиной 16 от картингового автомобиля и который связан кинематически с отдельным приводом 17 вращения этого колеса (например, в виде электродвигателя, ременной передачей 18 связанного с валом 15). В данном случае, силовой цилиндр 11 является узлом изменяемого нагружения колеса в направлении контакта шины с поверхностью исследуемого дорожного покрытия. Колесо с шиной от картингового автомобиля кинематически так же может быть связано с отдельным тормозным механизмом (не показан).A carriage 13 is placed on the movable frame 10 on the guides 12, along which this carriage 13 moves parallel to the drum (cover) generatrix from the power drive 14, for example, an electric drive or a hydraulic cylinder. A shaft 15 is located on the carriage 13 in the bearings, on which a wheel with a studded tire 16 from a karting car is fixed and which is kinematically connected to a separate drive 17 for rotating this wheel (for example, in the form of an electric motor, belt drive 18 connected to shaft 15). In this case, the power cylinder 11 is a site of variable wheel loading in the direction of tire contact with the surface of the pavement under study. A wheel with a tire from a go-kart car can kinematically be connected to a separate brake mechanism (not shown).

Диаметр наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия выполнен больше диаметра колеса с шиной от картингового автомобиля. Опытные исследования показали, что для картингового колеса с шиной с наружным диаметром 260-290 мм диаметр барабана, измеренный по наружной беговой поверхности созданного покрытия может не превышать 580 мм. При этом на окружности в зоне контакта образуется пятно контакта с реальной площадью 90-95% от той площади, пятна контакта, которая имеет место при качении автомобиля по дороге.The diameter of the outer cylindrical surface formed on the drum of the road surface is made larger than the diameter of the wheel with a tire from a karting car. Experimental studies have shown that for a karting wheel with a tire with an outer diameter of 260-290 mm, the diameter of the drum, measured on the outer running surface of the created coating, can not exceed 580 mm. At the same time, a contact spot with a real area of 90-95% of that area, a contact spot that occurs when the vehicle is rolling along the road, is formed on a circle in the contact zone.

Вал с колесом с шиной и вал с барабаном, на образующей поверхности которого закреплено дорожное покрытие, размещают в кожух 19 или корпус, обеспечивающий нераспространение продуктов износа, частиц покрытия, разлет вылетевших из шины шипов и т.д. в целях обеспечения безопасности проведения испытаний.The shaft with the wheel with the tire and the shaft with the drum, on the forming surface of which the road surface is fixed, is placed in the casing 19 or the housing, which ensures the non-proliferation of wear products, coating particles, the expansion of the spikes flying out of the tire, etc. in order to ensure the safety of testing.

Стенд позволяет проводить испытания ошипованной шины на дорожном покрытии за счет принудительного вращения шины по этому покрытию. В этом случае на цилиндрической поверхности дорожного покрытия барабана вырабатывается колея, соответствующая размеру шины. В реальности разные автомобили имеют шины с разной шириной беговой дорожки протектора. При этом при движении автомобиль может не катиться по ранее выработанной другими автомобилями колее, а перемещаться по соседнему участку. На реальной дороге это выгляди г как широкая колея. Для имитации реальных условий необходимо, чтобы колесо с шиной 16 имело возможность перемещения вдоль образующей цилиндрического покрытия на барабане. С этой целью каретка 13 размещена на направляющих 12, по которым она перемещается параллельно образующей барабана (покрытия) от силового привода 14, например, электропривода или гидравлического цилиндра.The stand allows testing studded tires on the road surface due to the forced rotation of the tire on this surface. In this case, a track corresponding to the tire size is produced on the cylindrical surface of the road surface of the drum. In reality, different cars have tires with different treadmill widths. At the same time, when driving, the car may not roll along the track previously developed by other cars, but rather move along the neighboring section. On a real road it looks r like a wide track. To simulate real conditions, it is necessary that the wheel with the tire 16 had the ability to move along the generatrix of the cylindrical coating on the drum. To this end, the carriage 13 is placed on the guides 12, along which it moves parallel to the generatrix of the drum (cover) from the power drive 14, for example, an electric drive or a hydraulic cylinder.

Такие возвратно-поступательные параллельно образующей барабана (покрытия) перемещения колеса по заданному алгоритму позволяют максимально имитировать реальные дорожные ситуации, в том числе и маневры, относящиеся к повороту колеса относительно покрытия.Such reciprocating parallel to the generatrix of the drum (cover) displacement of the wheel according to a given algorithm allows you to maximally simulate real traffic situations, including maneuvers related to the rotation of the wheel relative to the cover.

Сформировать на наружной образующей поверхности барабана полноценное дорожное покрытие из реального материала, применяемого при строительстве дорог транспортной инфраструктуры представляет собой довольно сложно решаемую задачу, так как при этом необходимо на цилиндрической поверхности барабана получить уплотнение покрытия в радиальном направлении, которое соответствовало бы уплотнению покрытия от давления дорожного катка.To form on the outer forming surface of the drum a full-fledged road surface made of real material used in the construction of roads of transport infrastructure is a rather difficult problem to solve, since it is necessary to obtain a radial directional seal on the cylindrical surface of the drum, which would correspond to road surface compaction from road pressure ice rink.

Особенностью заявленного стенда является то, что покрытие на барабане выполняется по технологии укатки катком, что позволяет получить структуру покрытия, практически совпадающую с реальным уплотнением дорожного покрытия.A feature of the claimed stand is that the coating on the drum is carried out by the technology of rolling with a roller, which allows to obtain a coating structure that practically matches the actual compaction of the road surface.

В заявленном устройстве исследуемое покрытие образуют из примыкающих друг к другу отдельных секторных элементов кольца, каждый из которых выполнен из исследуемого материала и закреплен на этом барабане. Ниже приводится один из возможных примеров получения такого покрытия для барабана.In the claimed device, the test coating is formed from adjacent to each other individual sector elements of the ring, each of which is made of the test material and is mounted on this drum. The following is one possible example of obtaining such a coating for a drum.

Каждый такой секторный элемент 8 дорожного покрытия для устройства для испытания дорожного покрытия (фиг. 3) на износ ошипованными шинами содержит основание 20 в виде стаканообразной формы элемента, выполненного с элементами его закрепления на наружной поверхности барабана или дисков, из которых собран цилиндрический барабан. В качестве таких элементов закрепления можно использовать приваренные к днищу стакана болты 21, которые пропускают через отверстия в поверхности барабана и приворачивают гайками 22, при этом днище стакана выполнено по радиусу в соответствии с радиусом поверхности барабана или диска на которую они устанавливаются.Each such sector element 8 of the road surface for the device for testing the road surface (Fig. 3) by studded tires for wear contains a base 20 in the form of a cup-shaped element made with elements of its fastening on the outer surface of the drum or disks from which the cylindrical drum is assembled. As such fastening elements, bolts 21 welded to the bottom of the glass can be used, which are passed through holes in the surface of the drum and screwed with nuts 22, while the bottom of the glass is made in radius in accordance with the radius of the surface of the drum or disk on which they are mounted.

В этом стакане формируется вставка 23 из исследуемого материала дорожного покрытия с выступающей из стакана частью, наружная торцевая поверхность 24 которой уплотнена по нормали к цилиндрической наружной поверхности и дугообразно отформована по радиусу, совпадающему с радиусом наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия.In this cup, an insert 23 is formed of the studied road surface material with a part protruding from the cup, the outer end surface 24 of which is sealed normal to the cylindrical outer surface and is arc-shaped in radius that matches the radius of the outer cylindrical surface of the road surface formed on the drum.

Для закрепления вставки в стаканооборазном основании могут использоваться различные технические приемы. На фиг. 3 показано стаканообразное основание, в стенках которого выполнены проемы 25 или вырезы - окна. При формовании вставки часть материала заходит в эти проемы, что препятствует выпадению вставки из основания. Возможно образование в стакане основания внутренних выступов, которые внедряются в тело вставки и тем самым препятствуют ее выпадению.To fix the insert in a glass-like base, various techniques can be used. In FIG. 3 shows a glass-like base, in the walls of which openings 25 or cut-outs are made - windows. When forming the insert, part of the material enters these openings, which prevents the insert from falling out of the base. Perhaps the formation in the glass of the base of the internal protrusions, which are embedded in the body of the insert and thereby prevent its loss.

Формуют вставку в матрице 26 (фиг. 4), в которую вставляют стаканообразное основание. Боковые стенки матрицы повторяют форму будущей вставки. После этого полость матрицы заполняют материалом 27 исследуемого дорожного покрытия и производят первичное уплотнение с целью полного заполнения объема основания. А затем производят уплотнение наружной внешней поверхности вставки за счет того, что эту поверхность оказывает давление пуансон 28 с выпуклой уплотняющей поверхностью (в виде сектора). При уплотнении производят качание как матрицы, так и пуансона (от привода, например силового цилиндра 29). Для этого матрица 26 и пуансон 28 поворачиваются относительно неподвижных шарниров 30 и 31, но пуансон имеет еще возможность перемещения в сторону вставки (для изменения силового воздействия на вставку). По мере качания пуансон пригружают нарастающим усилием, чтобы имитировать процесс уплотнения покрытия от действия дорожного катка (секторного пресса). Качание матрицы и пуансона позволяет сформировать дугообразно выпуклую наружную поверхность вставки, чтобы она могла вписаться в окружность дорожного покрытия и получить уплотнение исследуемого материала в полном соответствии с требованиями к реальным дорожным покрытиям. После достижения требуемого уплотнения секторные элементы кольца вынимают из матрицы и производят полимеризацию материала вставки. Затем вставка с основанием закрепляется на барабане или на его дисках.An insert is formed in a matrix 26 (FIG. 4) into which a cup-shaped base is inserted. The side walls of the matrix repeat the shape of the future insert. After that, the cavity of the matrix is filled with material 27 of the investigated pavement and primary compaction is performed in order to completely fill the volume of the base. And then the outer outer surface of the insert is sealed due to the fact that the surface is pressurized by the punch 28 with a convex sealing surface (in the form of a sector). During compaction, both the die and the punch are rocked (from the drive, for example, the master cylinder 29). For this, the matrix 26 and the punch 28 rotate relative to the fixed hinges 30 and 31, but the punch still has the ability to move towards the insert (to change the force on the insert). As they swing, the punch is loaded with increasing force to simulate the process of compaction of the coating from the action of a road roller (sector press). The swinging of the matrix and the punch allows you to form an arched-convex outer surface of the insert so that it can fit into the circumference of the road surface and obtain a seal of the material under study in full accordance with the requirements for real road surfaces. After achieving the required seal, the sectorial elements of the ring are removed from the matrix and the insert material is polymerized. Then the insert with the base is fixed on the drum or on its disks.

Использование матрицы позволяет получить геометрически правильные секторные элементы кольца, плотно прилегающие боковыми сторонами друг к другу на поверхности барабана. Точность исполнения форм вставок при этом методе формования позволяет получить практически беззазорную поверхность исследуемого покрытия. Если же в процессе испытаний по причине износа или разрушения покрытия в местах контакта секторных элементы кольца образуются щели, то это можно рассматривать как пример имитация реального покрытия.Using the matrix allows you to get geometrically correct sector elements of the ring, tightly adjacent to the sides on each other on the surface of the drum. The accuracy of the execution of the forms of the inserts with this molding method allows to obtain a practically clearance-free surface of the test coating. If during testing due to wear and tear of the coating at the contact points of the sectorial elements of the ring, gaps form, this can be considered as an example imitation of a real coating.

Применение секторных элементов кольца для образования беговой дорожки на барабане позволяет менять одно покрытие на другое из другого материала. При этом такая замена не связана с переделкой самого стенда, что существенно расширяет возможности стенда по проведению сравнительных испытаний.The use of sectorial elements of the ring for the formation of a treadmill on the drum allows you to change one coating to another from another material. Moreover, such a replacement is not associated with the alteration of the stand itself, which significantly expands the stand's capabilities for comparative tests.

В общем случае, на таком стенде-устройстве можно организовать большое количество разных способ испытания дорожного покрытия на износ ошипованными шинами на любых режимах движения автомобильного колеса.In general, on such a stand-device, you can organize a large number of different ways of testing the road surface for wear with studded tires at any driving conditions of the car wheel.

Алгоритм проведения таких способов одинаков:The algorithm for carrying out such methods is the same:

- колесо с ошипованной шиной прижимают к поверхности исследуемого дорожного покрытия и осуществляют вращение указанного колеса для прокатывания по этой поверхности;- a wheel with a studded tire is pressed against the surface of the investigated road surface and the specified wheel is rotated to roll on this surface;

- в качестве колеса с ошипованной шиной используют колесо с шиной от картингового автомобиля;- as a wheel with a studded tire use a wheel with a tire from a karting car;

- в качестве исследуемого дорожного покрытия используют беговую дорожку, сформированную на барабане из отдельных последовательно расположенных сегментов, выполненных из материала исследуемого дорожного покрытия- as a test pavement use a treadmill formed on the drum from separate sequentially arranged segments made of material of the test pavement

- колесо с шиной от картингового автомобиля прижимают к образующим кольцевой формы дорожного покрытия секторных элементов кольца с (контролируемым) усилием, меньшим допустимой нагрузки, предусмотренной для используемого типа шины, и при внутреннем давлении накачки, установленном производителем для этой шины;- the wheel with the tire from the karting car is pressed against the ring-shaped generators of the road surface of the sector elements of the ring with a (controlled) force less than the allowable load provided for the type of tire used and at the internal inflation pressure set by the manufacturer for this tire;

- осуществляют вращение колеса с шиной от картингового автомобиля по цилиндрической поверхности дорожного покрытия на барабане, имеющей диаметр, не менее двух диаметров шины от картингового автомобиля;- carry out the rotation of the wheel with the tire from the go-kart car along the cylindrical surface of the road surface on a drum having a diameter of at least two tire diameters from the go-kart car;

- осуществляют по заданному алгоритму возвратно-поступательные перемещения колеса с пневматической шиной от картингового автомобиля вдоль образующей наружной пилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия.- carry out according to a predetermined algorithm a reciprocating movement of a wheel with a pneumatic tire from a karting vehicle along a generatrix of the outer cylindrical surface formed on the drum of the road surface.

Главной особенностью заявленного стенда и способов, которые можно на нем реализовать, заключается в том, что на стенде реализуются реальные условия взаимодействия реального ошипованного пневматического колеса автомобиля с реальным дорожным покрытием, структура которого повторяет структуру укатанного дорожным катком покрытия. Поэтому получаемые данные по, например, износу стендового покрытия будут прямым образом указанием на то, что этот же износ будет и на полотне реальной дороги. При этом отпадает необходимость вводить корреляции, коэффициенты и т.д., которые искажают реальную картину поведения колеса на дороге или дороги при воздействии на нее автомобильного колеса с пневматической шиной.The main feature of the claimed stand and the methods that can be implemented on it is that the conditions for the interaction of a real studded pneumatic wheel of a car with a real road surface are realized on the stand, the structure of which follows the structure of a road-rolled coating. Therefore, the data obtained, for example, the wear of the bench cover will be a direct indication that the same wear will be on the canvas of a real road. In this case, there is no need to introduce correlations, coefficients, etc., which distort the real picture of the behavior of the wheel on the road or road when exposed to an automobile wheel with a pneumatic tire.

Одним из испытаний на таком стенде является испытание на прямой износ покрытия от воздействия на него шипов противоскольжения. При этом испытании автомобильное колесо с шиной от картингового автомобиля прижимают к цилиндрической поверхности дорожного покрытия на барабане. Включают привод вращения этого колеса и разгоняют его в режиме стандартного разгона автомобиля при трогании с места до оборотов, соответствующих проявлению в пятне контакта линейной скорости, например, 60 км/час. При начале вращения автомобильного колеса вес и инерционность барабана и кольцевым покрытием имитирует сопротивление качению колеса. Происходит постепенный разгон барабана до установленных оборотов. Затем поддерживают вращение в течение времени, достаточного, чтобы получить картину проявившихся фрагментов износа (вырывы, сколы, царапины, появление колеи и т.д.). Оценку износа покрытия проводят по известным приемам, например, по глубине колеи. В частности, как вариант, может использоваться лазерный контроль глубины износа дорожного покрытия на барабане. Для этого может использоваться, например, лазерный 3D-сканер (ст."Лазерное 3D-сканирование и портативные КИМ для контроля геометрических параметров и обратного проектирования", ж. "Вектор высоких технологий" №2(23), 2016 г. стр. 56-63).One of the tests at such a stand is a test for direct wear of the coating from exposure to anti-skid spikes. In this test, a car wheel with a tire from a kart car is pressed against the cylindrical surface of the road surface on the drum. They turn on the drive of rotation of this wheel and accelerate it in the standard mode of acceleration of the car when starting from rotation to revolutions corresponding to the manifestation of linear speed in the contact patch, for example, 60 km / h. At the beginning of the rotation of the automobile wheel, the weight and inertia of the drum and the ring coating imitate the rolling resistance of the wheel. The drum gradually accelerates to the set speed. Then the rotation is maintained for a time sufficient to obtain a picture of the fragments of wear that have developed (tearing, chipping, scratching, rutting, etc.). Assessment of wear of the coating is carried out according to known methods, for example, along the depth of the track. In particular, as an option, laser control of the depth of wear of the pavement on the drum can be used. For this, for example, a 3D laser scanner can be used (Art. "3D laser scanning and portable CMMs for monitoring geometric parameters and reverse engineering", J. "High-Tech Vector" No. 2 (23), 2016, p. 56 -63).

Принцип действия лазерного сканера построен на триангуляционном методе измерения расстояния до объекта. Суть этого метода в следующем: исходящий из источника луч лазера, отличающийся от обычною света высокой параллельностью пучка, падает на поверхность. Далее часть падающего пучка отражается от этой поверхности и попадает в приемник. На приемнике линза фокусирует отраженный луч на ПЗС-матрице, где положение яркого пятна на матрице показывает направление входящего луча, т.е. угол между лазерным лучом и возвращенным светом. Угол отражения лазера изменяется в зависимости от расстояния до объекта и, таким образом, изменяется положение точки лазера на приемнике. Учитывая, что источник лазерного луча и приемник фиксированы и расположены на определенном расстоянии, то можно измерить угол отражения простым геометрическим построением. В итоге получаем три параметра: расстояние от приемника до источника, угол между лучом, испущенным лазером, и линией приемник-лазер и угол между отраженным лучом и линией приемник-лазер. По этим трем параметрам можно восстановить все стороны и углы треугольника и, в том числе, расстояние до объекта.The principle of the laser scanner is based on the triangulation method of measuring the distance to the object. The essence of this method is as follows: a laser beam emanating from a source, which differs from ordinary light by high parallelism of the beam, falls onto the surface. Further, part of the incident beam is reflected from this surface and enters the receiver. At the receiver, the lens focuses the reflected beam on the CCD, where the position of the bright spot on the matrix indicates the direction of the incoming beam, i.e. the angle between the laser beam and the returned light. The angle of reflection of the laser varies depending on the distance to the object and, thus, the position of the laser point on the receiver changes. Given that the source of the laser beam and the receiver are fixed and located at a certain distance, it is possible to measure the angle of reflection by a simple geometric construction. As a result, we obtain three parameters: the distance from the receiver to the source, the angle between the beam emitted by the laser, and the receiver-laser line and the angle between the reflected beam and the receiver-laser line. Using these three parameters, you can restore all sides and angles of the triangle, including the distance to the object.

В результате при сканировании получаем картину разности первичного профиля исследуемого дорожного покрытия на барабане и профиля, получаемого в результате выработки материала этого покрытия от воздействия ошипованной шины.As a result, when scanning, we get a picture of the difference in the primary profile of the investigated pavement on the drum and the profile obtained as a result of the development of the material of this coating from the impact of a studded tire.

Использование привода вращения самого барабана позволяет произвести обработку наружной поверхности барабана после установки на него всех кольцевых секторов покрытия для устранения разницы толщины секторов полученной при прессовании, заменив колесо с шиной от картингового автомобиля на инструмент, например, абразивный или алмазный круг, расширить арсенал возможных дорожных ситуаций и, например, провоцировать подтормаживание барабана для имитации режима движения автомобильного колеса на подъем и т.д. Аналогичные возможности обеспечивают тормозные механизмы или использование блоков управления с режимами изменения оборотов приводных электродвигателей.Using a rotation drive of the drum itself allows the outer surface of the drum to be processed after all ring sectors of the coating are installed on it to eliminate the difference in thickness of sectors obtained by pressing, replacing the wheel with the tire from the karting car with a tool, for example, an abrasive or diamond wheel, to expand the arsenal of possible traffic situations and, for example, provoke the drum to slow down to simulate the mode of movement of the automobile wheel on rise, etc. Similar opportunities are provided by braking mechanisms or the use of control units with modes of changing the revolutions of the drive motors.

Кроме того, устройство-стенд может размещаться в климатической камере. Это позволяет проводить испытания дорожного покрытия и ошипованной шины в широком диапазоне температур. В частности, ошипованные шины применяются в зимний период времени, когда температура окружающей среды опускается ниже 4°С. Поэтому применение климатических камер для возможности проведения испытаний в летний период времени вполне оправдано. В связи с тем, что в период низких температур возможны колебания температур от отрицательных до положительных и с появлением влаги, то можно использовать климатические камеры типа "Тепло-Холод" или "Тепло-Холод-Влага" (например, климатические камеры (термокамеры) нового поколения "EXCAL" или климатические камеры КТХД производства производственной компании «Метротест»). Применение таких климатических камер позволит максимально близко воссоздать реальные климатические условия, являющиеся специфическими для того или иного региона, в котором эксплуатируются ошипованные шины.In addition, the stand device can be placed in a climate chamber. This allows testing of road surfaces and studded tires in a wide temperature range. In particular, studded tires are used in winter, when the ambient temperature drops below 4 ° C. Therefore, the use of climate chambers for the possibility of conducting tests in the summer period is quite justified. Due to the fact that during the period of low temperatures temperature fluctuations are possible from negative to positive and with the appearance of moisture, it is possible to use climate chambers like “Heat-Cold” or “Heat-Cold-Moisture” (for example, climate chambers (heat chambers) of a new generation "EXCAL" or climate chambers KTKhD manufactured by the production company "Metrotest"). The use of such climate chambers will allow as close as possible to recreate real climatic conditions that are specific to a particular region in which studded tires are operated.

Кроме того, устройство-стенд может быть дополнительно оснащено приспособлением для подачи в зону контакта шины с дорожным покрытием антигололедного реагента в виде жидкого раствора. Подача такого широко применяемого в крупных городах с масштабно развитой транспортной инфраструктурой антигололедного средства позволяет при испытаниях в климатической камере обеспечить полное соответствие условиям качения ошипованной шины по реальному дорожному покрытию в зимний период эксплуатации. Кроме того, возможно применение приспособления по дозированной подаче мраморной или гравийной крошки в зону контакта ошипованной шины с исследуемым дорожным покрытием. Вопрос износа дорожного покрытия из-за его контакта с шипами противоскольжения до настоящего времени изучен не достаточно полно и разносторонне из-за того, что при проведении испытаний не учитывают все факторы, влияющие на появление дефектов в этом покрытии. Например, в средней климатической полосе за зимний период может происходит до 150 переходов с отрицательной температуры до положительной. В результате в трещинах дородного покрытия скапливается влага, которая потом при расширении усиливает и расширяет трещины. А попавшие в ламели шины частицы гравия или кусочки мрамора и застрявшие в них вообще превращают шину в абразивный круг, воздействие которого на пластический компонент дородного покрытия существенно выше, чем последствия от шипа противоскольжения. Поэтому применение этих перечисленных приспособлений позволит при испытаниях получить достоверную информацию о реальном воздействии шипов противоскольжения на дорожное покрытие.In addition, the stand device can be additionally equipped with a device for supplying an anti-icing reagent in the form of a liquid solution to the tire contact zone with the road surface. The supply of such anti-icing agent, which is widely used in large cities with a large-scale developed transport infrastructure, makes it possible, when tested in a climatic chamber, to ensure full compliance with the studded tire rolling conditions on real road surface during the winter period of operation. In addition, it is possible to use the device for the metered supply of marble or gravel chips to the contact zone of the studded tire with the investigated road surface. The issue of wear of the pavement due to its contact with anti-skid studs has not yet been fully studied and diversified due to the fact that during the tests all the factors affecting the appearance of defects in this pavement are not taken into account. For example, in the middle climatic zone during the winter period, up to 150 transitions can occur from negative to positive temperatures. As a result, moisture accumulates in the cracks of the anterior covering, which then, upon expansion, strengthens and expands the cracks. And gravel particles or pieces of marble that get into the tire lamellas and get stuck in them generally turn the tire into an abrasive wheel, the impact of which on the plastic component of the anterior coating is much higher than the consequences of an anti-skid spike. Therefore, the use of these listed devices will allow testing to obtain reliable information about the real impact of anti-skid studs on the road surface.

Исследования показали, что годовой износ верхнего слоя асфальтобетонного покрытия на дорогах с разным уровнем интенсивности движения колеблется в довольно широких пределах - от 5 до 10 и более мм. К сожалению, действующими в РФ нормативными документами износ дорожных покрытий шипованной резиной практически не учитывается, отсутствуют методики прогнозирования данного износа, а также требования к износостойкости покрытий автомобильных дорог разных технических категорий.Studies have shown that the annual wear of the top layer of asphalt concrete pavement on roads with different levels of traffic intensity varies over a fairly wide range - from 5 to 10 mm or more. Unfortunately, the regulatory documents in force in the Russian Federation practically do not take into account the wear of road surfaces with studded rubber, there are no methods for predicting this wear, and there are no requirements for the wear resistance of road surfaces of different technical categories.

Финскими исследователями Unhola установлено, что в основном износ покрытия определяется массой шипа и типом каменного заполнителя. Также подтвердилось, что размер выступа и сила воздействия шипа не оказывают заметного влияния на износ. Исследования производились при скорости автомобиля 100 км/ч. Lampinen отметил, что износостойкость покрытия значительно повышается при увеличении размера крупной фракции щебня и процентного содержания фракции крупнее 8 мм. Удельная площадь минерального заполнителя должна быть по возможности меньше.Finnish Unhola researchers found that mainly the wear of the coating is determined by the mass of the tenon and the type of stone aggregate. It was also confirmed that the size of the protrusion and the force of the spike do not have a noticeable effect on wear. Research was carried out at a vehicle speed of 100 km / h. Lampinen noted that the wear resistance of the coating increases significantly with an increase in the size of the coarse gravel fraction and the percentage of the fraction larger than 8 mm. The specific area of the mineral aggregate should be as small as possible.

Обобщив данные указанных наблюдений, выполненных при обследовании финских дорог в 1982-1988 г.г., Lampinen исследовал влияние погодных условий на образование колеи. Процесс образования колеи ускоряется (по сравнению с сухой поверхностью) при повышении влажности покрытия и снижении температуры ниже 0°С. Влажность поверхности влияет на образование колеи сильнее, чем низкая температура.Summarizing the data of these observations made during the survey of Finnish roads in 1982-1988, Lampinen investigated the influence of weather conditions on the formation of ruts. The process of rutting is accelerated (compared to a dry surface) with increasing humidity of the coating and a decrease in temperature below 0 ° C. Surface moisture affects rutting more than low temperature.

Lampinen считает, что образование колей на покрытиях может быть снижено уменьшением количества ударных воздействий шипов (т.е. уменьшением количества автомобилей с шипованной резиной и уменьшением количества шипов, заделанных в протектор); снижением начальной колейности за счет совершенствования технологии устройства покрытий; совершенствованием конструкции шипов для снижения их абразивных свойств (при сохранении сцепных характеристик) и путем разработки типов покрытий менее чувствительных к образованию колеи.Lampinen believes that the formation of ruts on coatings can be reduced by reducing the number of impacts of studs (i.e., by reducing the number of cars with studded tires and reducing the number of studs embedded in the tread); reducing the initial rut due to the improvement of the technology of the device coatings; improving the design of the studs to reduce their abrasive properties (while maintaining grip characteristics) and by developing types of coatings less sensitive to rutting.

В итоговом отчете «Проектирование асфальтобетонных покрытий», выполненном группой исследователей совместно с финской национальной нефтяной компанией (Saarela, 1993 г.), констатируется, что наиболее важной характеристикой покрытия, влияющей на износ шипованной резиной, является износостойкость асфальтобетона. К важнейшим факторам, влияющим на износ, отнесены также интенсивность движения автомобилей и влажность поверхности покрытия. В некоторых случаях при проектировании следует учитывать скорость движения автомобилей и холодный климат (ст."Износ дороги", А.Г. Спектор, главный специалист ООО «Дорсервис», выложена на сайте ГК «Дорсервис» по адресу: http://www.dor.spb.ru/index/technology/iznos-pokrytiy/)The final report “Designing Asphalt Concrete Pavements”, carried out by a group of researchers together with the Finnish national oil company (Saarela, 1993), states that the most important characteristic of a coating that affects studded rubber wear is the wear resistance of asphalt concrete. The most important factors affecting wear include car traffic and surface moisture. In some cases, the design should take into account the speed of vehicles and the cold climate (Art. Wear of the road, A. G. Spector, chief specialist of Dorservice LLC, is available on the Dorservice Group of Companies website at: http: // www. dor.spb.ru/index/technology/iznos-pokrytiy/)

Настоящее изобретение промышленно применимо и может быть использовано для получения в лабораторных условиях достоверной информации по износу дородного покрытия от взаимодействия с резиной шин и шипами противоскольжения. Стенд и способ испытаний позволяют оценивать само дорожное покрытие или вырабатывать новые подходы к разработкам шипов противоскольжения. Изобретение обеспечивает достоверность получаемых данных контактного взаимодействия автомобильной шины с дорожным покрытием за счет формирования полноценного пятна контакта шины с исследуемым покрытием, сформированным по технологии создания дорожного покрытия транспортной инфраструктуры.The present invention is industrially applicable and can be used to obtain reliable information in laboratory conditions on the wear of an anterior coating from interaction with tire rubber and anti-skid studs. The test bench and method allow to evaluate the road surface itself or develop new approaches to the development of anti-skid studs. The invention provides the reliability of the obtained data of the contact interaction of a car tire with a road surface due to the formation of a full-fledged contact spot of a tire with a test surface formed by the technology of creating a road surface of a transport infrastructure.

Claims (10)

1. Устройство для испытания дорожного покрытия на износ ошипованными шинами, содержащее связанный с приводом вращения вал, на котором размещено колесо с ошипованной шиной, введенной в контакт с поверхностью исследуемого дорожного покрытия, при этом указанный вал с колесом с ошипованной шиной кинематически связан с узлом изменяемого нагружения этого колеса в направлении его контакта с поверхностью исследуемого дорожного покрытия, отличающееся тем, что в качестве колеса с ошипованной шиной использовано колесо с пневматической шиной от картингового автомобиля, исследуемое дорожное покрытие сформировано на поверхности установленного на валу цилиндрического барабана и составлено из примыкающих друг к другу отдельных секторных элементов кольца, каждый из которых выполнен из исследуемого материала и закреплен на этом барабане, при этом диаметр наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия выполнен больше диаметра колеса с шиной от картингового автомобиля, ширина наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия выполнена как минимум в двое больше ширины пневматической шины.1. A device for testing the road surface for wear with studded tires, comprising a shaft connected to a rotation drive, on which a wheel with a studded tire is placed, which is brought into contact with the surface of the pavement under study, said shaft with a studded tire, kinematically connected to the variable assembly loading of this wheel in the direction of its contact with the surface of the investigated pavement, characterized in that a wheel with a pneumatic tire from k is used as a wheel with a studded tire of a mounting car, the test road surface is formed on the surface of the cylindrical drum mounted on the shaft and is composed of separate sectorial elements of the ring adjacent to each other, each of which is made of the test material and is fixed on this drum, while the diameter of the outer cylindrical surface of the road surface formed on the drum made larger than the diameter of the wheel with the tire from the karting car, the width of the outer cylindrical surface formed on the drum to ozhnogo coating formed of at least two greater than the width of the tire. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено узлом возвратно-поступательного перемещения колеса с пневматической шиной от картингового автомобиля вдоль образующей наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия.2. The device according to p. 1, characterized in that it is equipped with a node for the reciprocating movement of the wheels with the pneumatic tire from the karting vehicle along the generatrix of the outer cylindrical surface formed on the drum of the road surface. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что длина продольного перемещения пневматической шины от картингового автомобиля по наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия, равна как минимум ширине этой шины.3. The device according to claim 2, characterized in that the length of the longitudinal movement of the pneumatic tire from the go-kart vehicle along the outer cylindrical surface of the pavement formed on the drum is equal to at least the width of this tire. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по крайней мере часть смежно расположенных отдельных сегментов выполнена из исследуемого материала, отличного от материала другой части смежно расположенных отдельных сегментов.4. The device according to claim 1, characterized in that at least a part of adjacent adjacent individual segments is made of the test material, different from the material of the other part of adjacent adjacent individual segments. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вал барабана связан с отдельным приводом вращения.5. The device according to claim 1, characterized in that the drum shaft is connected to a separate rotation drive. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вал барабана оснащен тормозным механизмом.6. The device according to claim 1, characterized in that the drum shaft is equipped with a brake mechanism. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что колесо с шиной от картингового автомобиля кинематически связано с тормозным механизмом.7. The device according to p. 1, characterized in that the wheel with the tire from the karting car is kinematically connected with the brake mechanism. 8. Секторный элемент кольца дорожного покрытия для устройства для испытания дорожного покрытия на износ ошипованными шинами, характеризующийся тем, что содержит металлическое стаканообразной формы основание, выполненное с элементами его закрепления на наружной поверхности цилиндрического барабана, и закрепленной в этом стакане вставки из исследуемого материала дорожного покрытия, выступающей из стакана частью, наружная торцевая поверхность которой уплотнена по нормали к цилиндрической наружной поверхности и дугообразно отформована по радиусу, совпадающему с радиусом наружной цилиндрической поверхности сформированного на барабане дорожного покрытия.8. Sector element of the pavement ring for the device for testing the pavement with studded tires, characterized in that it contains a metal cup-shaped base made with elements of its fastening on the outer surface of the cylindrical drum, and an insert made of the studied pavement material fixed in this glass protruding from the glass part, the outer end surface of which is sealed normal to the cylindrical outer surface and arcuately molded and along the radius coinciding with the radius of the outer cylindrical surface of the pavement formed on the drum. 9. Способ испытания дорожного покрытия на износ ошипованными шинами, заключающийся в том, что колесо с ошипованной шиной прижимают к поверхности исследуемого дорожного покрытия и осуществляют вращение указанного колеса для прокатывания по этой поверхности, отличающийся тем, что в качестве колеса с ошипованной шиной используют колесо с шиной от картингового автомобиля, а в качестве исследуемого дорожного покрытия используют беговую дорожку, сформированную на барабане из отдельных последовательно расположенных секторных элементов кольца, выполненных из материала исследуемого дорожного покрытия, при этом колесо с шиной от картингового автомобиля прижимают к образующим цилиндрической формы секторных элементов дорожного покрытия с усилием, меньшим допустимой нагрузки, предусмотренной для используемого типа шины, и при внутреннем давлении накачки, установленном производителем для этой шины, и осуществляют вращение колеса с шиной от картингового автомобиля по цилиндрической поверхности дорожного покрытия на барабане, имеющей диметр, не менее двух диаметров шины от картингового автомобиля.9. The method of testing the road surface for wear with studded tires, which consists in the fact that the wheel with the studded tire is pressed against the surface of the investigated pavement and the said wheel is rotated to roll on this surface, characterized in that a wheel with a studded tire is used a tire from a karting car, and as a test pavement, a treadmill formed on a drum from separate sequentially located sector elements tsa made of the material of the studied pavement, while the wheel with the tire from the karting car is pressed against the cylindrical generatrices of the sector elements of the road surface with a force less than the allowable load provided for the type of tire used and with the internal inflation pressure set by the manufacturer for this tire and carry out the rotation of the wheel with the tire from the karting car on the cylindrical surface of the road surface on a drum having a diameter of at least two tire diameters from ringing car. 10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют возвратно-поступательное перемещение пневматической шины от картингового автомобиля вдоль образующей барабана с секторными элементами дорожного покрытия.10. The method according to p. 9, characterized in that it further performs a reciprocating movement of the pneumatic tire from the karting vehicle along the generatrix of the drum with sectorial elements of the road surface.
RU2019106961A 2019-03-13 2019-03-13 Device for testing road pavement for wear by flat tires, sector element of ring of road pavement for this device and method of testing road pavement for wear by studded tires on this device RU2706387C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106961A RU2706387C1 (en) 2019-03-13 2019-03-13 Device for testing road pavement for wear by flat tires, sector element of ring of road pavement for this device and method of testing road pavement for wear by studded tires on this device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106961A RU2706387C1 (en) 2019-03-13 2019-03-13 Device for testing road pavement for wear by flat tires, sector element of ring of road pavement for this device and method of testing road pavement for wear by studded tires on this device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2706387C1 true RU2706387C1 (en) 2019-11-18

Family

ID=68579534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106961A RU2706387C1 (en) 2019-03-13 2019-03-13 Device for testing road pavement for wear by flat tires, sector element of ring of road pavement for this device and method of testing road pavement for wear by studded tires on this device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706387C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113702226A (en) * 2021-08-27 2021-11-26 浙江兄弟路标涂料有限公司 Wheel assembly for simulating wear of pavement markings
RU2781863C1 (en) * 2021-10-27 2022-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" Method for assessing the stability of test samples of road surfaces in relation to their wear under the influence of automobile studded tires and a test bench for its implementation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105388027A (en) * 2015-10-10 2016-03-09 清华大学 Tire test device
RU2583235C2 (en) * 2014-05-14 2016-05-10 Александр Васильевич Корниенко Method of measurement of static pressure of anti-skid stud set in automobile tire on road surface and stand for implementing this method
CN103308326B (en) * 2012-03-14 2017-04-12 住友橡胶工业株式会社 Apparatus for bench testing tire and method for testing performance of tire using the same
CN106959214A (en) * 2017-04-28 2017-07-18 山东交通学院 A kind of vehicle tyre dust behavior experimental provision
RU184296U1 (en) * 2018-04-23 2018-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учрежедение высшего образования "Юго-Западный" государственный университет" (ЮЗГУ Stand for determining the nature of wear of the test material and vehicle wheel, taking into account the vehicle mass, as well as the characteristics of driving dynamics and braking

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103308326B (en) * 2012-03-14 2017-04-12 住友橡胶工业株式会社 Apparatus for bench testing tire and method for testing performance of tire using the same
RU2583235C2 (en) * 2014-05-14 2016-05-10 Александр Васильевич Корниенко Method of measurement of static pressure of anti-skid stud set in automobile tire on road surface and stand for implementing this method
CN105388027A (en) * 2015-10-10 2016-03-09 清华大学 Tire test device
CN106959214A (en) * 2017-04-28 2017-07-18 山东交通学院 A kind of vehicle tyre dust behavior experimental provision
RU184296U1 (en) * 2018-04-23 2018-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учрежедение высшего образования "Юго-Западный" государственный университет" (ЮЗГУ Stand for determining the nature of wear of the test material and vehicle wheel, taking into account the vehicle mass, as well as the characteristics of driving dynamics and braking

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113702226A (en) * 2021-08-27 2021-11-26 浙江兄弟路标涂料有限公司 Wheel assembly for simulating wear of pavement markings
RU2781863C1 (en) * 2021-10-27 2022-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" Method for assessing the stability of test samples of road surfaces in relation to their wear under the influence of automobile studded tires and a test bench for its implementation
RU2794503C1 (en) * 2021-10-27 2023-04-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" Method for assessing the wear stability of tested road surface samples under the influence of automobile studded tires and a test bench for its implementation
RU2784647C1 (en) * 2021-11-23 2022-11-29 Федеральное Автономное Учреждение "Российский Дорожный Научно-Исследовательский Институт" Method for accelerated testing of road constructions
RU2812086C1 (en) * 2023-09-07 2024-01-22 Николай Александрович Лушников Stand for making samples of road surfaces
RU2811691C1 (en) * 2023-09-19 2024-01-16 Николай Александрович Лушников Stand for testing road surfaces for wear resistance (variants)
RU2822803C1 (en) * 2024-02-02 2024-07-15 Федеральное Автономное Учреждение "Российский Дорожный Научно-Исследовательский Институт" Road surface wear resistance test bench

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11474013B2 (en) Rolling cyclic fatigue test platform for determining asphalt ductility
Do et al. Evolution of road-surface skid-resistance and texture due to polishing
Guo et al. Study on the skid resistance of asphalt pavement: A state-of-the-art review and future prospective
Kassem et al. Development of predictive model for skid loss of asphalt pavements
Rezaei et al. Development of a model for asphalt pavement skid resistance based on aggregate characteristics and gradation
Dell'Acqua et al. Indirect skid resistance measurement for porous asphalt pavement management
Kumar et al. Review of factors controlling skid resistance at tire‐pavement interface
Tan et al. Safety aspects on icy asphalt pavement in cold region through field investigations
Wu et al. Development of design procedure to predict asphalt pavement skid resistance
RU2706387C1 (en) Device for testing road pavement for wear by flat tires, sector element of ring of road pavement for this device and method of testing road pavement for wear by studded tires on this device
JP5889605B2 (en) Rubber abrasion test method
Chen et al. Polishing of asphalt pavements: from macro-to micro-scale
He et al. Experimental study on the high-speed frictional behavior between the tire and asphalt pavement
JPH10153539A (en) Apparatus for testing durability of painted surface by accelerated wear, and method used for it
CN109632550A (en) A kind of wear hardness comparative test device and test method
JP6045390B2 (en) Rubber abrasion test method
Li et al. Identifying friction variations with the standard smooth tire for network pavement inventory friction testing
Grellet et al. Wide-base single-tire and dual-tire assemblies: Comparison based on experimental pavement response and predicted damage
Khasawneh The development and verification of a new accelerated polishing machine
Mogrovejo et al. Short-Term effect of pavement surface aging on tire–pavement noise measured with Onboard sound Intensity Methodology
Zhao et al. Effect of aggregate and asphalt on pavement skid resistance evolution
Allen et al. Prediction of UK surfacing skid resistance using Wehner Schulze and PSV
Rezaei Development of a prediction model for skid resistance of asphalt pavements
Cho Application of Hilbert Huang Transformation to analyze pavement texture-friction relationship
Khedoe et al. The development and use of the skid resistance and smart ravelling interface testing device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210314