Министерство образования Российской Федерации

Липецкий государственный технический университет

Кафедра управления автотранспортом

Лабораторная работа

Определение коэффициента сцепления

Липецк 2009

1. Основные сведения

Тяговое усилие на колёсах автомобиля, обеспечиваемое мощностью двигателя, может быть развито лишь в том случае, если между ведущими колёсами и дорогой имеется достаточное сцепление. Отношение максимального тягового усилия на колесе к вертикальной нагрузке на покрытие, при превышении которого начинается пробуксовывание ведущего колеса или проскальзывание заторможенного, называют коэффициентом сцепления.

При любых покрытиях выступающие над их поверхностью твёрдые минеральные частицы, которые делают покрытие шероховатым, при наезде колеса вдавливаются в резину протектора. При проскальзывании колеса они упруго деформируют резину, сопротивление которой является основной причиной сопротивления смещению по покрытию. По мере износа шероховатость покрытия уменьшается, а, следовательно, уменьшается и сцепление его с колесом.

Впадины на поверхности покрытия между выступами шероховатости при увлажнении или загрязнении заполняются грязью, пылью, продуктами износа шин и т.д., что уменьшает возможную глубину вдавливания выступов в резину. Плёнка влаги, смачивая зону контакта между шиной и покрытием, действует как смазка, разделяющая резину и покрытие. Всё это снижает коэффициент сцепления. При высоких скоростях движения шина не успевает полностью деформироваться, т.к. продолжительность контакта с покрытием для этого недостаточна. Следовательно, неровности покрытия вдавливаются в шину на меньшую глубину. В результате с ростом скорости коэффициент сцепления снижается. На сухих покрытиях снижение коэффициента сцепления с ростом скорости менее ощутимо, чем на увлажнённых (что объясняет увлажнение покрытия под имитаторами в данной лабораторной работе).

В среднем можно считать, что коэффициент сцепления шин, имеющих слабоизношенный протектор, и гладкого влажного асфальтобетонного покрытия следующим образом зависит от скорости:

Скорость, км/ч	30	40	60	80	100	120	150	175
Коэффициент сцепления	0,50	0,45	0,39	0,35	0,32	0,29	0,26	0,24

Коэффициенты сцепления при скорости 60 км/ч в зависимости от состояния покрытия имеют следующие значения:

Сухое ……………………………….. 0,7 и более;

Влажное ……………………………. 0,5;

Мокрое ……………………………... 0,4…0,3;

Грязное …………………………….. 0,2…0,3.

Чем ответственнее назначение дороги и чем труднее условия движения по отдельным её участкам, тем более высокие требования предъявляются к коэффициенту сцепления.

В России при обосновании геометрических элементов трассы исходят из значения коэффициента сцепления при сухом чистом покрытии и скорости 60 км/ч, равного 0,6.

Измерение фактического коэффициента сцепления шин с дорогой проводят портативным прибором ППК-МАДИ-ВНИИБД, рассмотренным в данной лабораторной работе.

Измерение коэффициента сцепления с помощью прибора ПКРС-2 (тележка) проводят крайне редко из-за его больших габаритов и неудобства эксплуатации. При отрицательных температурах окружающей среды может использоваться метод измерения длины тормозных следов автомобиля ГАЗ-24.

Методика измерений и правила оформления результатов испытаний коэффициента сцепления определены ГОСТ 30413-96

При оценке сцепных свойств покрытий визуально определяется участок дороги, на котором водителями транспортных средств, причастных к ДТП, применялось экстренное торможение либо где автомобиль потерял управляемость. Это может наблюдаться как в зимний период года по причине образования гололеда или снежного наката, так и летом из–за загрязнения дороги, масляной пленки на свежеуложенном асфальтобетонном покрытии или же от высокой температуры окружающей среды с выступлением на нем битума (выпотевание).

Согласно ГОСТ Р 50597-93 «Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения» коэффициент сцепления покрытия должен обеспечивать безопасные условия движения с разрешенной Правилами дорожного движения скоростью и быть не менее 0,3 при его измерении шиной без рисунка протектора и 0,4 – шиной, имеющей рисунок протектора. ¹

Если в ходе осмотра выявлены участки, имеющие коэффициент сцепления ниже допустимого, они признаются опасными и, следовательно, должны быть обозначены дорожными знаками 1.15 и 3.24 с учетом требований п. 2.4.23 ГОСТ 23457-86.

Условия движения по СНиП 2.05.02-85	Коэффициент сцепления при скорости 60 км/ч
Легкие	0,23 / 0,35
Затруднительные	0,30 / 0,40
Опасные	0,32 / 0,45

В зимний период допускается снижение приведенных выше сцепных свойств покрытий автомобильных дорог только на время проведения работ по снегоочистке и ликвидации зимней скользкости.

Сроки выполнения таких работ для автомобильных дорог, а также улиц городов и иных населенных пунктов с учетом их транспортно-эксплуатационных характеристик приведены в табл. 3 и 4 ГОСТ Р 50597-93. На это время дорожные организации обязаны выставить временные дорожные знаки, убираемые немедленно по окончании работ.

Работы по повышению сцепных качеств покрытия	Время, необходимое для выполнения работ, сутки, не более
Устранение скользкости покрытия, вызванной выпотеванием битума	4
Очистка покрытия от загрязнения	5
Повышение шероховатости покрытия	1,5

Совершение ДТП на скользком покрытии до истечения нормативного срока не должно освобождать дорожные организации от ответственности, если меры по ликвидации скользкости ими в это время не принимались.