Прибор для измерения и прогнозирования шероховатости дорожных покрытий и способ его использования
Формула / Реферат
1. Измерительный прибор для измерения шероховатости дорожных покрытий (2), содержащий два измерительных колеса (9, 11) и измерительное устройство (6), предназначенное для определения необходимых измеренных данных, отличающийся тем, что отстоящие друг от друга измерительные колеса выполнены с возможностью кругового движения, установлены под углом 10-20° относительно круговой траектории (3) и снабжены измерительными шинами (10, 12), причем измерительные колеса оборудованы приводом (4), выполненным в виде привода (15) вращения, при этом измерительное устройство (6) соединено с вращающимися измерительными колесами (9, 11) и выполнено с возможностью определения по боковому смещению измерительных колес (9, 11) возникающей при этом боковой силы и нагрузки на колесо или нормальной силы.
2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что измерительное устройство (6) соединено с одним из ободьев (16) измерительной шины (10).
3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что вращающиеся измерительные колеса (9, 11) установлены в корпусе (18) прибора с возможностью развязывания колебаний, возникающих за счет привода (15) вращения и измерительных шин (10, 12).
4. Прибор по п.1, отличающийся тем, что соединенное с одним из ободьев (16) измерительное устройство (6) содержит систему восприятия сил для определения боковой силы Fy' и нагрузки FN на колесо.
5. Прибор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что измерительное устройство (6) содержит датчики давления для измерения возникающей боковой силы и нагрузки на колесо или возникающих за счет этого сил.
6. Прибор по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что измерительное устройство (6) содержит дополнительно тензометры, соединенные в полный мост для измерения возникающей боковой силы.
7. Прибор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что измерительное устройство (6) состоит из тензометров, соединенных в полный мост для измерения возникающей боковой силы.
8. Прибор по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что ступица (17) измерительного колеса (9) выполнена в виде колесной измерительной ступицы.
9. Прибор по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что держатель (19) измерительных колес (9, 11) оборудован распылительным устройством (20) для воды и/или устройством для посыпки песком, абразивом.
10. Прибор по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что дополнительно к измерительным колесам (9, 11) к приводу (15) вращения присоединена радиально работающая полировальная щетка (24), причем привод (15) вращения выполнен с возможностью настройки на различные скорости вращения.
11. Прибор по п.10, отличающийся тем, что полировальная щетка (24) снабжена накладками (25, 26) из резины, степень твердости которых установлена.
12. Прибор по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что заменяемые группами накладки (25, 26) выполнены с возможностью соединения с вращающейся несущей плитой (27) корпуса (18) прибора.
13. Прибор по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что полировальная щетка (24) расположена между обоими измерительными колесами (9, 11) с возможностью отдельного от них опускания и повторного подъема.
14. Прибор по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что накладки (25, 26) расположены на коротких в форме полудуги (29) сторонах (28) прямоугольной несущей плиты (27) в зоне движения измерительных колес (9, 11).
15. Прибор по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что полировальная щетка (24) снабжена приводом вращения (30) и установлена с возможностью поворота посредством поворотного кронштейна (31) вокруг оси (32) прибора в рабочее положение попеременно с измерительными колесами (9, 11).
16. Прибор по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что корпус (18) выполнен с возможностью осуществления стационарного способа стабильного измерения, а также легко транспортируемым и снабжен предпочтительно тремя ножками (35, 36) и/или роликами.
17. Способ измерения шероховатости дорожных покрытий с использованием прибора по любому из пп.1-15, в котором устанавливают измерительные колеса под углом 10-20° относительно круговой траектории (3), определяют силу, с которой измерительные колеса стремятся принять прямое положение относительно круговой траектории движения, отличающийся тем, что измерительные колеса расположены на расстоянии друг от друга и выполнены с возможностью приведения в действие посредством привода кругового вращения, причем воздействующие на установленные под углом относительно круговой траектории измерительные колеса боковую силу и нагрузку измеряют непрерывно и стационарно в лабораторных или в полевых условиях и все полученные измеренные данные обрабатывают.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что перед проведением измерения дорожное покрытие смачивают водой.
19. Способ по п.17, отличающийся тем, что после измерения дорожное покрытие полируют стандартной полировальной щеткой с имитацией заданного износа, а затем в этом месте проводят повторное стационарное измерение.
20. Способ по п.17, отличающийся тем, что рассматриваемый как характеризующая трение или шероховатость величина коэффициент mRAG боковой силы или бокового трения рассчитывают в качестве отношения действующей на измерительные колеса нормальной силы FN и обусловленной трением составляющей FRy' измеренной боковой силы Fy'.
Текст
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Благодаря радиально работающему способу полирования и измерения шероховатости разработаны способ измерения и контрольный прибор (1), которые обеспечивают новое качество измерения и прогнозирования шероховатости различных дорожных покрытий. Используется установленное наискось измерительное колесо (9, 11) аналогично измерительному колесу в способе SCRIM,однако с тем существенным отличием, что используются два измерительных колеса (9, 11) во вращательном рабочем режиме То же относится к соответствующей полировальной щетке (24).(71)(73) Заявитель и патентовладелец: БЕАБ БРАНДЕНБУРГ/Х. ЭНЖИНИРИНГ УНД АНЛАГЕНБАУ ГМБХ (DE) 015762 Изобретение относится к измерительному прибору для измерения шероховатости дорожных покрытий, а также к способу измерения шероховатости дорожных поверхностей с использованием указанного прибора. Для контроля состояния дорожного покрытия на шероховатость или еще имеющуюся шероховатость существуют различные механические способы. При этом шероховатостью дороги называется сила трения, которая прикладывается, чтобы обеспечить силовое замыкание между шинами транспортных средств и поверхностью дороги. Таким образом, шероховатость определяет в качестве свойства поверхности эксплуатационный показатель дороги. Как правило, шероховатость дороги представляет собой силу трения, которая противодействует относительному движению между касающимися друг друга шинами и дорогой. Еще в 30-е годы прошлого века были разработаны измерительные системы для контроля шероховатости дорожных покрытий. Чтобы оценить шероховатость такого дорожного покрытия, должны быть измерены усилия, которые могут передаваться между шиной и дорожным полотном, прежде чем наступит опасное скольжение. Практически трудно определить это состояние наибольшего использования шероховатости средствами измерительной техники. В дорожно-строительной практике требуются параметры шероховатости, которые можно было бы получить как можно проще средствами измерительной техники. При этом в дорожном строительстве возникает потребность в способах измерений, с помощью которых можно было бы непрерывно записывать значения шероховатости по всей длине дороги,однако которые обеспечивали бы измерение на поворотах, перекрестках и других, особенно загруженных участках. Шероховатость поверхностей проезжих частей измеряется обычно транспортными средствами, которые оборудованы измерительными колесами или измерительными прицепами. В качестве вариантов измерительных колес распространены блокированное колесо, катящееся при контролируемом проскальзывании колесо и установленное наискось колесо. Соответствующие опытные приборы созданы и использованы в Англии, Франции, Голландии и Германии. В Германии в качестве стандартного прибора с 1955 по 1999 гг. использовался штуттгартский измеритель трения (SRM). Поскольку с блокированным колесом из-за слишком высокого износа тормоза дорожное покрытие не удавалось измерять непрерывно, штуттгартский измеритель трения с блокированным колесом был заменен методом измерения с установленным наискось ходовым колесом - английским прибором Sideway Force Coefficient RoutineInvestigation Machine (SCRIM). Для необходимых измерений существуют также правила. Помимо динамического метода измерения существуют также маятниковые измерительные приборы, используемые стационарно. Полученные с их помощью, как и с помощью других известных приборов, значения не всегда точны. При измерениях шероховатости уровень шероховатости в ее текущем состоянии можно установить известными приборами, а прогнозировать шероховатость сверх текущего состояния невозможно. Кроме того, были разработаны некоторые лабораторные приборы, позволяющие также делать в отношении используемого дорожного покрытия прогноз, который, однако, связан со значительными погрешностями. При этом измерение повторяется на соответственно полированном длительное время образце. Общие измерения шероховатости и способы прогнозирования имеют тот существенный недостаток, что сопоставить между собой значения разных методов измерений невозможно. Правда, существуют модели расчета для перевода значений между собой, однако физически значения не коррелируются. Кроме того,недостатком является большая масса контрольных приборов, причем прибор SCRIM весит, например,380 кг и должен быть жестко установлен между передним и задним мостами грузового автомобиля на раме. В основе изобретения лежит задача создания транспортабельного контрольного прибора для контроля дорожных покрытий и соответствующего способа, которые обеспечивали бы воспроизводимые измеренные значения и прогнозирование шероховатости. Эта задача решена посредством измерительного прибора для измерения шероховатости дорожных покрытий, содержащего два измерительных колеса и измерительное устройство, предназначенное для определения необходимых измеренных данных, причем отстоящие друг от друга измерительные колеса выполнены с возможностью кругового движения и установлены под углом 10-20 относительно круговой траектории и снабжены измерительными шинами, причем измерительные колеса оборудованы приводом, выполненным в виде привода вращения, при этом измерительное устройство соединено с вращающимися измерительными колесами и выполнено с возможностью определения по боковому смещению измерительных колес возникающей при этом боковой силы и нагрузки на колесо или нормальной силы. С помощью выполненного таким образом контрольного прибора, прежде всего, можно контролировать шероховатость дорожных покрытий прямо на месте или также в лабораторных условиях, причем контрольный прибор можно без проблем транспортировать. Поскольку он может использоваться в любом месте, возможны легкое определение необходимых измеренных значений и, тем самым, контроль шероховатости Служащие в качестве ходового колеса измерительные колеса вращаются вокруг неподвижной оси, так что можно получать существенно более точную информацию о состоянии дорожного покрытия, чем это до сих пор вообще можно было представить себе. Кроме того, измерение можно повторять произвольно часто, например, после незначительного смещения контрольного прибора. Помимо стационарного использования можно также установить такой контрольный прибор на транспортном-1 015762 средстве и проводить тогда это измерение более или менее непрерывно, чтобы получить, например, первое представление. Если в этом случае получены заметные "негативные значения", то можно без проблем повторить измерение в этих местах и установить, верны ли полученные измеренные данные или вкрались ошибки. Вращающиеся измерительные колеса из-за своего косого положения стремятся точно так же, как при буксировке, попасть по длинной прямой траектории в направление движения. Определяемая при этом боковая сила зависит от угла косого хода ходового колеса, достигает своего наибольшего значения в зависимости от вида и состояния поверхности дороги примерно при 10-20 и больше не возрастает при дальнейшем увеличении угла. В качестве другого значительного преимущества описанного контрольного прибора следует отметить то, что благодаря небольшому числу его деталей и простой вследствие самого принципа конструкции создан прибор, который можно транспортировать без больших затрат, так что область его применения практически безгранична. Согласно одному предпочтительному варианту выполнения изобретения измерительное устройство придано одному из ободьев измерительной шины. Поскольку здесь измерительное устройство может быть расположено там, где не возникает влияния или даже деформации шины, могут быть получены предпочтительно точные значения боковой силы или коэффициента бокового трения. Чтобы обеспечить максимально высокую точность полученных значений, вращающееся ходовое колесо с измерительными колесами установлено в корпусе прибора с возможностью развязывания колебаний, возникающих за счет привода вращения и измерительных шин. Соответствующая установка или закрепление достигается без больших затрат, так что больше не может возникнуть влияния за счет этого на полученные значения. Используемое измерительное устройство должно определять определенные значения, причем коэффициент RAG боковой силы или бокового трения определяется в качестве отношения из действующей на вращающееся ходовое колесо нормальной силы FN и обусловленной трением составляющей FRy' измеренной боковой силы Fy', причем измеренная боковая сила Fy' возникает из суммы действующих в направлении y' составляющих центробежной силы FZy' и силы трения FRy'. Таким образом, предложенное измерительное устройство получает необходимые измеренные данные, которые позволяют ему ясно выявить желаемые критерии оценки. Измерительные колеса ускоряются приводом вращения до 40, 60 и 80 км/ч, так что главные нагрузочные данные шероховатости могут быть получены даже на разных скоростях, что в целом улучшает оценку соответствующего дорожного покрытия. При этом может быть целесообразным, если приданное одному из ободьев измерительное устройство содержит систему восприятия сил для определения боковой силы Fy' и нагрузки FN на колесо. Такая система может быть без проблем интегрирована в контрольный прибор. Другая возможность заключается в том, что измерительное устройство для измерения возникающей боковой силы и нагрузки на колесо или возникающих за счет этого сил содержит датчики давления. Эти приданные измерительному устройству датчики давления дают чистые и хорошо обрабатываемые измеренные данные. Согласно изобретению боковая сила может измеряться также или дополнительно, для чего измерительное устройство для измерения боковой силы содержит дополнительно или только тензометры, которые соединены в полный мост. Сигнал боковой силы зависит от угла вращения, поскольку тензометры соединяются так, что можно полностью компенсировать паразитное влияние моментов сопротивления повороту и развала. При выполнении измерительного прибора можно прибегнуть также к другим имеющимся измерительным системам. Так, согласно изобретению ступица одного из измерительных колес оборудована колесной измерительной ступицей (динамометр действующей на колесо силы). Такое выполнение, причем можно прибегнуть к имеющимся комплексным колесным измерительным ступицам, обеспечивает непрерывную запись результирующих сил (Fx, Fy, Fz) и соответствующих моментов (Mx, My, Mz). Поскольку в зависимости от правил необходимо контролировать также обусловленное окружающей средой изменившееся состояние дороги, предпочтительно, если держатель измерительных колес оборудован распылительным устройством для воды и/или устройством для посыпки песком, абразивом и т.п. Таким образом, с помощью воды можно делать дорогу скользкой или задавать для контроля другие измененные состояния. Что касается прогнозирования состояния дорожного покрытия, то при этом используется предпочтительный прием, заключающийся в том, что контролируемая поверхность дороги полируется и еще раз измеряется. Это становится возможным потому, что согласно изобретению дополнительно к измерительным колесам приводу вращения придана радиально работающая полировальная щетка, причем привод вращения выполнен с возможностью настройки на различные скорости вращения. Выше уже говорилось о том, что измерительные колеса должны достигать скоростей 40, 60 и 80 км/ч, причем для полировального блока необходим высокооборотный режим работы. Для этого требуются 500 об/мин. Если используется единственный привод вращения, то он должен настраиваться на различные скорости вращения, что возможно. Таким образом, можно работать с единственным приводом вращения, посредством-2 015762 которого в действие приводятся как полировальная щетка, так и измерительные колеса, а именно попеременно. Одновременный режим работы не предусмотрен. За счет этого можно прогнозировать шероховатость, поскольку посредством привода вращения или полировальной щетки можно предпочтительно и надежно имитировать ожидаемую нагрузку от дорожного движения. Имитация нагрузки от дорожного движения, в частности, предпочтительно возможна, если полировальная щетка снабжена накладками из резины, степень твердости которых установлена. За счет этого с помощью такой полировальной щетки можно точно имитировать проезд грузовых, легковых автомобилей и других транспортных средств по соответствующему участку дороги, так что после соответствующего контроля можно сделать вывод, какую нагрузку сможет еще выдержать неполированный участок дороги или ее покрытие. Следует учесть, что накладки из резины в результате процесса полирования стираются или даже разрушаются. При этом замена возможна без проблем, поскольку заменяемые группами накладки соединяются с вращающейся несущей плитой корпуса прибора. Они, например, привинчены, так что они могут быть быстро отделены и заменены новыми. Для обеспечения режима работы с единственным приводом вращения полировальная щетка расположена между обоими измерительными колесами, однако с возможностью отдельного от них опускания и повторного подъема. За счет этого с одним и тем же приводом возможен переменный режим работы,причем ненужная часть прибора целесообразно отсоединяется от привода. Чтобы обеспечить полирование каждый раз только необходимого для измерения участка контролируемого дорожного покрытия, накладки расположены на коротких сторонах прямоугольной несущей плиты в зоне движения измерительных колес в форме полудуги. При приведении несущей плиты во вращение возникает полированная круговая дорожка, на которой затем позднее точно направляются измерительные колеса, используемые для измерения. Как правило, из-за высоких скоростей вращения полировальной щетки целесообразно, если она располагает собственным приводом вращения и установлена с возможностью поворота посредством поворотного кронштейна вокруг средней оси в рабочее положение попеременно с измерительными колесами. Следовательно, полировальная щетка поворачивается ее приводом вращения в рабочее положение и снова из него, благодаря чему можно не опасаться взаимного влияния полировальной щетки и измерительных колес. Каждый раз только одна часть прибора может быть приведена в рабочее положение, которое тогда блокировано для другой части прибора. При таком выполнении привод вращения может быть целенаправленно настроен на соответствующую потребность, что дает преимущества и является менее затратным решением. Корпус прибора, в котором размещены измерительные колеса, полировальная щетка, приводы вращения и измерительное устройство, должен состоять целесообразно из алюминия или содержать аналогичный основной материал, причем согласно изобретению корпус прибора выполнен с возможностью осуществления стабильного стационарного способа измерения, легко транспортируемым и снабжен преимущественно тремя ножками и/или роликами. За счет этого контрольный прибор может быть установлен в любом месте на дорожном покрытии и затем приведен в действие без возникновения опасности того, что контрольный прибор или его части начнут самостоятельно действовать. Кроме того, в частности, быстровращающиеся полировальные щетки могут эксплуатироваться в закрытом корпусе без возникновения опасности травматизма обслуживающего персонала. Перемещение с места на место возможно без проблем посредством роликов. Поставленная задача решена также посредством способа измерения шероховатости дорожных покрытий с использованием упомянутого ранее прибора, в котором устанавливают измерительные колеса под углом 10-20 относительно круговой траектории, определяют силу, с которой измерительные колеса стремятся принять прямое положение относительно круговой траектории движения, причем измерительные колеса расположены на расстоянии друг от друга и выполнены с возможностью приведения в действие посредством привода кругового вращения, причем воздействующие на установленные под углом относительно круговой траектории измерительные колеса боковую силу и нагрузку измеряют непрерывно и стационарно в лабораторных или в полевых условиях и все полученные измеренные данные обрабатывают. Такой способ обеспечивает возможность проведения контроля в лабораторных условиях, а затем также в полевых условиях. Соответствующий контрольный прибор описан выше и обеспечивает реализацию описанного способа. Благодаря этому можно получить точные измеренные данные, которые затем пересчитываются так, что из них возникают отдельные значения, необходимые для оценки шероховатости и также для прогнозирования. Чтобы можно было заранее работать с критическими значениями или целенаправленно имитировать их, перед проведением измерения дорожное покрытие смачивается водой. Это препятствует контролю только сухого состояния дороги, которое не может дать надежной информации о действительной эффективной шероховатости. Как только что сказано, это осуществляется со смоченным водой дорожным покрытием.-3 015762 Для прогнозирования способ расширяется таким образом, что дорожное покрытие после измерения полируется стандартной полировальной щеткой с имитацией заданного износа, а затем в этом месте проводится повторное стационарное измерение. Как сказано выше, предпочтительно, что благодаря осуществлению стационарных измерений существует возможность также повторения измерения и контроля полученных значений прямо на месте или на определенном расстоянии за счет дополнительного измерения. Это дает значительные преимущества в отношении надежности информации и впервые обеспечивает получение конкретной информации о состоянии в момент измерения и прогнозирования за пределами периода времени получения надежного состояния. Так, дорожные службы могут своевременно или даже заранее запланировать и начать свои работы, благодаря чему больше не может возникнуть угрозы аварийности из-за дорожного покрытия со слишком низкой шероховатостью. Измерение с установленным наискось ходовым колесом по траектории движения или на дорожном покрытии и полированном дорожном покрытии является особенно информативным, поскольку рассматриваемый как характеризующая трение или шероховатость величина коэффициент RAG боковой силы или бокового трения рассчитывается в качестве отношения из действующей на измерительные колеса нормальной силы FN и обусловленной трением составляющей FRy' измеренной боковой силы Fy'. Отдельные основные данные могут определяться надежно, так что затем могут быть выработаны и выявлены соответствующие критерии оценки. Изобретение характеризуется, в частности, тем, что создан хорошо транспортируемый измерительный прибор, с помощью которого можно контролировать дорожные покрытия и также давать прогноз об их состоянии. Предпочтительным образом этот транспортабельный измерительный прибор может использоваться в лабораторных условиях, а также именно в дорожных условиях, причем в случае сомнительных измеренных данных или в случае прочих проблем измерение без больших затрат может быть еще раз повторено в том же или удаленном месте. Даже если там для составления прогноза было произведено полирование, в близкой от первоначального места области можно без проблем еще раз получить практически такие же данные о дорожном покрытии и, таким образом, оптимизировать или гарантировать весь процесс измерения. Поскольку контрольный прибор является как бы самоходным транспортным средством, т.е. его не приходится каким-либо образом прицеплять к грузовому автомобилю или иному тягачу, не может возникнуть также перегрузки ходовых и измерительных колес, а, напротив,можно проводить целенаправленное измерение в тех местах, где оценка общего состояния дорожного покрытия возможна наилучшим образом. Впервые, например также в зоне желобков, можно осуществить точное измерение и определить, не требуется ли, несмотря на оптимальное состояние остального окружения, заблаговременного ремонта траектории движения или проезжей части. Другие подробности и преимущества объекта изобретения приведены в нижеследующем описании чертежей, на которых изображен предпочтительный пример его осуществления с необходимыми для этого подробностями и отдельными деталями. На чертежах представлено следующее: фиг. 1 - контрольный прибор с единственным приводом вращения в перспективе; фиг. 2 - контрольный прибор по фиг. 1 в разрезе; фиг. 3 - сечение в зоне ходовых колес над полировальной щеткой; фиг. 4 - действующие на измерительные колеса силы со схематично показанными траекториями движения измерительных колес; фиг. 5 - принципиальная схема контрольного прибора с отдельными приводами для блока измерения шероховатости и полировального блока; фиг. 6 - принципиальная схема по фиг. 5 с повернутым в рабочее положение блоком измерения шероховатости. На фиг. 1 показан контрольный прибор 1, установленный на контрольной поверхности дорожного покрытия 2. В качестве приводимого посредством привода 4 ходового колеса 5 здесь используются измерительные колеса 9, 11, приводимые приводом 15 вращения и подверженные в соответствии с этим воздействию тех же условий, что и установленное наискось ходовое колесо способом SCRIM. В соответствии с ним должна обеспечиваться сопоставимость измеренных значений со всеохватывающимиSCRIM-значениями прежних процессов контроля. В отличие от способа SCRIM реализованный с помощью контрольного прибора 1 способ является стационарным способом измерений, применяемым как в лабораторных, так и в полевых условиях. За счет вращательного режима работы измерительных колес возможна улучшенная и более интенсивная оценка контролируемой поверхности. Измерительные шины 10, 12 измерительных колес 9, 11 движутся по круговой траектории 3, так что с помощью измерительного устройства 6 могут быть определены необходимые данные. При этом измерительные колеса 9, 11 установлены наискось под углом 20, так что действующая на них боковая сила может измеряться непрерывно. Измерительные колеса 9, 11 катятся преимущественно по увлажненной водой контрольной поверхности или по дорожному покрытию. Коэффициент RAG боковой силы или бокового трения рассчитывается в качестве отношения из действующей на измерительные колеса нормальной силы FN и обусловленной трением составляющей FRy' измеренной боковой силы Fy'.-4 015762 Помимо привода 4 и привода 15 вращения, измерительных колес 9, 11 и измерительного устройства 6 в размещающем их в себе корпусе 18 прибора установлена еще полировальная щетка 24 с накладками 25, 26. Эта полировальная щетка 24 расположена между измерительными колесами 9, 11 и может приводиться во вращение приводом 15 попеременно с ними. Накладки 25, 26 разъемно соединены с вращающейся несущей плитой 27, а именно в форме полудуги 29 на ее коротких сторонах 28. На фиг. 2 показан разрез контрольного прибора по фиг. 1, причем здесь показано подъемноопускное устройство 21, с помощью которого полировальная щетка 24 или измерительные колеса 9, 11 приподнимаются или приводятся в рабочее положение. Здесь видно измерительное колесо 9 с измерительной шиной 10, причем в обод 16 интегрировано измерительное устройство 6. На фиг. 3 показано, что для размещения измерительного устройства может служить также ступица 17, причем для измерения возникающей боковой силы и нагрузки на колесо или возникающих за счет этого сил могут быть предусмотрены датчики давления или ступица 17, выполненная в виде колесной измерительной ступицы. Кроме того, видны шарикоподшипники, которые обеспечивают размещение соответствующего измерительного устройства 6 в зоне обода 16, чтобы снимать соответствующие данные как можно ближе. Поз. 19 обозначен держатель измерительных колес 9, 11, тогда как на фиг. 2 видно еще распылительное устройство 20, посредством которого возможно равномерное увлажнение дорожного покрытия до или во время процесса измерения. На фиг. 4 схематично показан фрагмент дорожного покрытия 2, который контролируется или должен контролироваться. Поз. 3 обозначена траектория, по которой проходят измерительные колеса 9, 11 и которая при использовании полировальной щетки 24 также полируется, прежде чем измерение будет повторено еще один раз или же в несколько этапов. Эти измерительные колеса 9, 11 удерживаются в рабочем положении держателями 19, так что они всегда соблюдают заданное косое положение, даже если они, как уже указывалось выше, во время вращения стремятся повернуться в направление движения. Кроме того, можно снимать соответствующие измеренные данные, причем на фиг. 4 показаны, в частности, действующая на измерительные колеса 9, 11 сила трения FR и действующая в осевом направлении центробежная сила FZ. На фиг. 5 и 6 изображен контрольный прибор 1, в котором измерительные колеса 9, 11 содержат привод 15 вращения, а полировальная щетка 24 - привод вращения 30. Каждый из блоков содержит свой привод вращения, так что для полировальной щетки 24 могут без проблем достигаться высокие частоты вращения без оказания негативного воздействия на другие детали. Для приведения в рабочее положение либо полировальной щетки 24, либо измерительных колес 9, 11 предусмотрены поворотные кронштейны 31 и 33 соответственно, которые поворачиваются вокруг средней оси 32. На фиг. 6 измерительные колеса 9, 11 совершили этот процесс поворота, в результате чего они находятся в переднем положении и могут двигаться по контрольной поверхности или дорожному покрытию 2. Хорошо видно, что точно так же после обратного поворота привода 15 вращения измерительных колес 9, 11 в положение на фиг. 5 привод 30 вращения с полировальной щеткой 24 может быть приведен в рабочее положение и опущен. Для измерения шероховатости измерительные колеса 9, 11 катятся по плоской круговой контрольной поверхности 2 диаметром около 225 мм. В качестве скоростей измерения можно выбрать 40, 60 и 80 км/ч. При использовании полировальной щетки 24 соответствующий привод вращения может реализовать 500 об/мин и, при необходимости, более. Все приведенные признаки, также изображенные только на чертежах, являются по отдельности или в комбинации существенными для изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Измерительный прибор для измерения шероховатости дорожных покрытий (2), содержащий два измерительных колеса (9, 11) и измерительное устройство (6), предназначенное для определения необходимых измеренных данных, отличающийся тем, что отстоящие друг от друга измерительные колеса выполнены с возможностью кругового движения, установлены под углом 10-20 относительно круговой траектории (3) и снабжены измерительными шинами (10, 12), причем измерительные колеса оборудованы приводом (4), выполненным в виде привода (15) вращения, при этом измерительное устройство (6) соединено с вращающимися измерительными колесами (9, 11) и выполнено с возможностью определения по боковому смещению измерительных колес (9, 11) возникающей при этом боковой силы и нагрузки на колесо или нормальной силы. 2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что измерительное устройство (6) соединено с одним из ободьев (16) измерительной шины (10). 3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что вращающиеся измерительные колеса (9, 11) установлены в корпусе (18) прибора с возможностью развязывания колебаний, возникающих за счет привода (15) вращения и измерительных шин (10, 12). 4. Прибор по п.1, отличающийся тем, что соединенное с одним из ободьев (16) измерительное устройство (6) содержит систему восприятия сил для определения боковой силы Fy' и нагрузки FN на колесо. 5. Прибор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что измерительное устройство (6) содержит-5 015762 датчики давления для измерения возникающей боковой силы и нагрузки на колесо или возникающих за счет этого сил. 6. Прибор по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что измерительное устройство (6) содержит дополнительно тензометры, соединенные в полный мост для измерения возникающей боковой силы. 7. Прибор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что измерительное устройство (6) состоит из тензометров, соединенных в полный мост для измерения возникающей боковой силы. 8. Прибор по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что ступица (17) измерительного колеса (9) выполнена в виде колесной измерительной ступицы. 9. Прибор по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что держатель (19) измерительных колес (9, 11) оборудован распылительным устройством (20) для воды и/или устройством для посыпки песком, абразивом. 10. Прибор по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что дополнительно к измерительным колесам(9, 11) к приводу (15) вращения присоединена радиально работающая полировальная щетка (24), причем привод (15) вращения выполнен с возможностью настройки на различные скорости вращения. 11. Прибор по п.10, отличающийся тем, что полировальная щетка (24) снабжена накладками (25, 26) из резины, степень твердости которых установлена. 12. Прибор по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что заменяемые группами накладки (25, 26) выполнены с возможностью соединения с вращающейся несущей плитой (27) корпуса (18) прибора. 13. Прибор по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что полировальная щетка (24) расположена между обоими измерительными колесами (9, 11) с возможностью отдельного от них опускания и повторного подъема. 14. Прибор по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что накладки (25, 26) расположены на коротких в форме полудуги (29) сторонах (28) прямоугольной несущей плиты (27) в зоне движения измерительных колес (9, 11). 15. Прибор по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что полировальная щетка (24) снабжена приводом вращения (30) и установлена с возможностью поворота посредством поворотного кронштейна (31) вокруг оси (32) прибора в рабочее положение попеременно с измерительными колесами (9, 11). 16. Прибор по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что корпус (18) выполнен с возможностью осуществления стационарного способа стабильного измерения, а также легко транспортируемым и снабжен предпочтительно тремя ножками (35, 36) и/или роликами. 17. Способ измерения шероховатости дорожных покрытий с использованием прибора по любому из пп.1-15, в котором устанавливают измерительные колеса под углом 10-20 относительно круговой траектории (3), определяют силу, с которой измерительные колеса стремятся принять прямое положение относительно круговой траектории движения, отличающийся тем, что измерительные колеса расположены на расстоянии друг от друга и выполнены с возможностью приведения в действие посредством привода кругового вращения, причем воздействующие на установленные под углом относительно круговой траектории измерительные колеса боковую силу и нагрузку измеряют непрерывно и стационарно в лабораторных или в полевых условиях и все полученные измеренные данные обрабатывают. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что перед проведением измерения дорожное покрытие смачивают водой. 19. Способ по п.17, отличающийся тем, что после измерения дорожное покрытие полируют стандартной полировальной щеткой с имитацией заданного износа, а затем в этом месте проводят повторное стационарное измерение. 20. Способ по п.17, отличающийся тем, что рассматриваемый как характеризующая трение или шероховатость величина коэффициент RAG боковой силы или бокового трения рассчитывают в качестве отношения действующей на измерительные колеса нормальной силы FN и обусловленной трением составляющей FRy' измеренной боковой силы Fy'.
МПК / Метки
МПК: G01N 19/02, G01N 33/42
Метки: способ, покрытий, измерения, прибор, использования, прогнозирования, дорожных, шероховатости
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-15762-pribor-dlya-izmereniya-i-prognozirovaniya-sherohovatosti-dorozhnyh-pokrytijj-i-sposob-ego-ispolzovaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Прибор для измерения и прогнозирования шероховатости дорожных покрытий и способ его использования</a>
Предыдущий патент: Система трехмерных геоячеек для несущих конструкций
Следующий патент: Валковая мельница
Случайный патент: Система мембранных модулей для ионного транспорта и аппарат с направленным внутренним газовым потоком