بررسی وقوع هیدروپلنینگ بر سطح روسازی راه با ارائه یک دستگاه جدید آزمایشگاهی

یکی از عوامل مهم در ایمنی راه ها، اصطکاک بین چرخ وسیله نقلیه و رویه راه است، به طوری که راننده بتواند در صورت لزوم در فاصله ای مطمئن وسیله نقلیه خود را متوقف و یا کنترل نماید تا منجر به وقوع تصادف نگردد. وجود رطوبت در سطح روسازی موجب کاهش مقاومت لغزندگی رویه راه شده و با افزایش ضخامت آب و سرعت خودرو، باعث بروز پدیده هیدروپلنینگ می گردد. در این مطالعه، با ارائه شیوه ای جدید، دستگاهی آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده است که می تواند وقوع این پدیده را با تمرکز بر تاثیر سطوح مختلف روسازی، شبیه‌سازی نماید. عدم تناسب بین جابجایی طولی خودرو و میزان دور چرخ و تبدیل شدن بخشی از غلتش به لغزش به عنوان یک اصل مهم در طراحی این دستگاه در نظر گرفته شده است. به منظور ارزیابی این پدیده، انواع مختلف مخلوط آسفالتی با دانه‌بندی متفاوت ساخته شده و مقادیر متوسط عمق بافت اندازه گیری شده است. سپس در فرکانس های مختلف، با استفاده از دستگاه ساخته شده، در شرایط خشک و مرطوب بودن سطح روسازی، مورد آزمون هیدروپلنینگ قرار گرفته اند. با مقایسه نتایج اخذ شده از دستگاه پیشنهادی با مدل های تجربی رایج برای پیش بینی سرعت هیدروپلنینگ، مشخص گردید که این دستگاه می تواند به‏عنوان ابزار مناسبی برای بررسی اثرات عوامل موثر بر این پدیده به‏کار گرفته شود. نتایج نشان داد که افزایش دو و سه برابری بازه 0.5 تا 1 میلی‏متر مرتبط با میانگین عمق بافت روسازی، به ترتیب باعث افزایش 8 و 17 درصدی در سرعت آستانه هیدروپلنینگ می شود. همچنین، مشاهده شد که در مخلوط با دانه‌بندی متراکم، افزایش متوسط عمق بافت از 0.5 میلی‏متر به 2 میلی‏متر، باعث تاخیر 22 درصدی در وقوع هیدروپلنینگ می شود.

Investigation of the occurrence of hydroplaning on the road surface by providing a new laboratory device

Existence of any liquid on asphalt pavement surface causes a decrease in skid resistance. By increasing water film and vehicle velocity, there is a moment in which hydroplaning phenomenon can occur and causes the vehicle linear speed to become disproportionate to wheel rotational speed. In this study, to understand the influence of pavement texture on the hydroplaning speed, a new labscale apparatus has been designed and manufactured. The lack of proportion between linear movement of vehicle shaft and the wheel rotation was found to be a good index to determine hydroplaning threshold and hence an important principle in the design of this machine. In order to evaluate this phenomenon, various types of asphalt mixtures with different aggregate grading have been made and the values of mean textures depth have been measured. Then, at various frequencies, using the manufactured device in dry and wet conditions, the surface of the pavement is subjected to hydroplaning test. Based on the measures, a simplified model was developed that is able to predict the hydroplaning speed depending on pavement’s texture characteristics and Coefficient of wheel brake. By comparing the results obtained from the proposed apparatus with the common experimental models for predicting hydroplaning speed, it has been determined that this apparatus can be used as a suitable device for investigating the effects of factors affecting this phenomenon. The results indicated that an increase of 2 and 3 times of 0.5 to 1 mm range, related to the mean texture depth of asphalt pavement, increases 8% and 17% at the hydroplaning threshold speed respectively.