Роль шероховатости дорожного покрытия в обеспечении сцепных качеств

Необходимо рассматривать роль шероховатости сухого покрытия и влажного (а также мокрого) покрытия параллельно.

Роль шероховатости в обеспечении сцепных качеств сухого покрытия

• Шероховатость существенно влияет на отличие фактической площади контакта шины с покрытием от контурной, а через него и на сцепление колеса с покрытием.

Контурная площадь – площадь контакта по выступам протектора шины. Зависит от конструкции шины, её жесткости, давления воздуха в шине и нагрузке на колесо:

S = Q/K0*Kж*Рв,

где Q – нагрузка на колесо; К0 – коэффициент контактности, учитывающий конструкцию шины , для легковых автомобилей К0 = 1,3…1,8, для грузовых – К0 = 0,9…1,7; Кж – коэффициент жесткости шины; Рв – давление воздуха в шине.

Фактическая площадь контакта меньше контурной и тем в большей степени больше, чем  больше неровности макрошероховатости, из-за которых резина выступов протектора не везде касается материала покрытия.

• То есть, главным образом шероховатость играет положительную роль в обеспечении сцепных качеств лишь при небольших значениях высоты уступов, т.к. наблюдается «чистое» внедрение неровностей макрошероховатости в резину без их воздействия на каркас шины.
• Отрицательную роль имеет недостаточная шероховатость покрытия, т.к. уменьшается адгезия (сцепление) колёс с покрытием. Также негативно сказывается чрезмерная шероховатость на сцепных качествах ввиду того, что начиная с некоторой высоты, неровности, внедряющиеся в шину, начинают воздействовать на её каркас. При большой высоте неровности уже не вдавливаются в резину протектора, и шина перекатывается по ним (см. рисунок).

Кроме того, чрезмерная шероховатость при водит к таким негативным факторам, как рост коэффициента сцепления качению (в среднем на 4% на 1 мм высоты неровностей шероховатости на асфальтобетонных покрытиях и на 13% на цементобетонных покрытиях), увеличению шума, повышению износа шин (при торможении и разгоне) и расхода топлива на движение.

Роль шероховатости в обеспечении сцепных качеств влажного (мокрого) покрытия.

• Шероховатость на влажной и мокрой поверхности необходима для:

1. Разрыва пленки воды или иных загрязнителей (масел, бензина, грязи) в целях обеспечения непосредственного контакта протектора шины с поверхностью покрытия.
2. Создания системы дренирующих ходов, по которым вода отжимается из зоны контакта в целях улучшения условий взаимодействия колеса автомобиля с покрытием.