李玲

（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州730700）

1 引言

突起路標(biāo)是固定于路面上獨(dú)立或配合標(biāo)線使用，以形態(tài)、顏色、逆反射光等傳遞車道信息，指引車輛、行人順利通行的交通安全設(shè)施。道路尤其是高等級公路中使用較多，夜間行車時(shí)，在汽車車燈的照射下，突起路標(biāo)逆反射器產(chǎn)生逆反射光，將車輛前方的道路輪廓清晰地勾勒出來，使夜間道路交通更加安全。

突起路標(biāo)產(chǎn)品技術(shù)要求主要依據(jù)國標(biāo)《突起路標(biāo)》（GB/T 24725-2009）[1]，標(biāo)準(zhǔn)包含突起路標(biāo)外觀質(zhì)量、結(jié)構(gòu)尺寸、色度性能、逆反射性能、抗沖擊性能，抗壓荷載等指標(biāo)及試驗(yàn)操作過程。其中，突起路標(biāo)的抗沖擊性能主要是指逆反射器的抗沖擊性能。標(biāo)準(zhǔn)要求，逆反射器抗沖擊性能的試驗(yàn)裝置應(yīng)包括試樣保持架和沖擊錘頭，其中試樣保持架帶有調(diào)節(jié)裝置和緊固裝置，調(diào)節(jié)裝置用于將突起路標(biāo)的逆反射面調(diào)整到水平位置，緊固裝置用于將突起路標(biāo)緊固在樣品保持架上，防止沖擊樣品時(shí)發(fā)生位移。沖擊錘頭的特征要求為：錘頭為錐形結(jié)構(gòu)，錐底直徑是50 mm，錐高為42 mm，錐底與側(cè)面為半徑5 mm，63 mm的倒角，錐頭為半徑6.4 mm的半球，整個(gè)錘頭的質(zhì)量是190 g。試驗(yàn)中要求用上述錘頭，在457 mm的高度自由下落，沖擊樣品逆反射面的中心部位。

逆反射器抗沖擊性能作為突起路標(biāo)的重要指標(biāo)，對產(chǎn)品檢測及使用具有重要意義。目前，由于市場上用于突起路標(biāo)逆反射器抗沖擊性能的裝置并不完善缺少試樣方向調(diào)節(jié)裝置及緊固裝置[2]，且貨源少，價(jià)格貴，試驗(yàn)方法過于簡易，影響對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確判斷。另外，此試驗(yàn)項(xiàng)目為破壞性試驗(yàn)，錘頭沖擊逆反射器后可能會(huì)有逆反射器碎片飛濺，或沖擊樣品時(shí)發(fā)生位移，往往對試驗(yàn)人員造成安全隱患。

2 裝置研制

2.1 裝置的基本結(jié)構(gòu)

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，依據(jù)規(guī)范研制出一種新型的檢測突起路標(biāo)逆反射器抗沖擊性自動(dòng)試驗(yàn)裝置，包括沖擊裝置和試樣保持架。

其中，沖擊裝置結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，各標(biāo)號釋義如下：1電磁鐵、2鐵芯、3安裝板條、4錘鎖桿、5插筒、6彈簧、7電源線、8掛環(huán)、9錘頭、10底座、11連接桿、12連接塊、13定位塊。

沖擊裝置包括沖擊錘頭、錘頭支架、底座和連接桿，其中連接桿豎向設(shè)置且與底座和錘頭支架垂直連接，沖擊錘頭安裝在錘頭支架上，試樣保持架設(shè)置在底座上。

錘頭支架包括連接塊、安裝板條、電磁鐵、錐鎖桿、彈簧和插筒，連接塊安裝在連接桿頂端，安裝板條和電磁鐵與連接塊連接，電磁鐵的鐵芯與彈簧一端連接，彈簧的另一端與錐鎖桿的一端連接，插筒安裝在板條上，軸向與安裝板條板面垂直，插筒側(cè)面設(shè)有插孔，錐鎖桿的另一端插入插孔且與插孔滑動(dòng)配合。

沖擊錘頭頂端設(shè)有掛環(huán)，掛環(huán)從插孔底端端口插入套筒內(nèi)與錐鎖桿配合。

錘頭支架還包括兩個(gè)定位塊，連接桿上部設(shè)有螺紋，定位塊與連接桿螺紋連接，連接塊位于兩個(gè)定位塊之間且連接塊通過其上通孔套在連接桿上，并通過兩塊定位塊夾緊。沖擊錘頭為倒置的錐體。

其中連接桿11高度為75 cm，其中其上部螺紋長度為30 cm。

試樣保持架結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，各標(biāo)號釋義如下：14夾抓、15絲桿、16導(dǎo)向桿、17旋轉(zhuǎn)桿、18旋轉(zhuǎn)桿的球體、19蓋板、20底板、21旋轉(zhuǎn)桿底座、22底部的吸盤、23旋轉(zhuǎn)手柄、24旋轉(zhuǎn)手柄、25球體容槽、26水平泡。

試樣保持架包括試樣夾具、旋轉(zhuǎn)桿和旋轉(zhuǎn)桿底座，旋轉(zhuǎn)桿的頂端與試樣夾具相連，旋轉(zhuǎn)桿的底端為球體，球體與旋轉(zhuǎn)桿底座活動(dòng)式連接。

試樣夾具包括兩個(gè)夾抓，兩個(gè)夾爪之間通過絲桿連接，在連個(gè)夾抓的外側(cè)、絲桿的一端設(shè)有與絲桿螺紋配合的旋轉(zhuǎn)手柄，夾抓底端與所述旋轉(zhuǎn)桿頂端連接。

旋轉(zhuǎn)桿底座包括頂部的球體安裝臺和底部的吸盤，旋轉(zhuǎn)桿的球體與球體安裝臺連接，夾抓上設(shè)置有水平泡。

球體安裝臺包括頂部的蓋板、底部的底板以及連接二者的螺桿，蓋板和底板之間設(shè)有球體容槽，球體容槽頂端開口為直徑小于所述球體直徑的圓形，球體設(shè)置在球體容槽內(nèi)且與球體容槽轉(zhuǎn)動(dòng)配合。

2.2 裝置的試驗(yàn)原理

以下結(jié)合具體的試驗(yàn)過程對此裝置進(jìn)行說明：試驗(yàn)時(shí)將沖擊裝置放置到諸如混凝土地板之類的堅(jiān)固表面上，調(diào)整試樣保持架在沖擊裝置底座上的位置，使其試樣反射器所在平面中心正對著沖擊錘頭，通過試樣保持架底座上的旋轉(zhuǎn)桿鎖定橡膠吸盤底座，保證試樣保持架在沖擊過程中不會(huì)移動(dòng)。

試驗(yàn)前先用一個(gè)被測突起路標(biāo)對樣品保持架進(jìn)行預(yù)調(diào)整，使其方便將該組被測樣品的逆反射器調(diào)到水平位置上。將試驗(yàn)樣品夾到試樣夾具上，調(diào)整旋轉(zhuǎn)桿方向，當(dāng)水平泡的水泡處于居中位置時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿底座上的旋轉(zhuǎn)把手將旋轉(zhuǎn)桿鎖緊固定。然后調(diào)節(jié)沖擊裝置中兩個(gè)定位塊的位置來調(diào)節(jié)沖擊錘頭的高度，當(dāng)沖擊錘頭到逆反射器水平面的距離為457 mm時(shí)，將兩個(gè)定位塊固定。試驗(yàn)前，將試驗(yàn)樣品置于55℃電熱鼓風(fēng)箱中放置調(diào)節(jié)1 h，試驗(yàn)時(shí)，快速取出樣品放到調(diào)平的試樣夾具上鎖緊固定，接通裝置電源，由于電磁作用，電磁鐵鐵芯帶動(dòng)錐鎖桿向左運(yùn)動(dòng)，沖擊錘頭從457 mm的高度自由落下。沖擊樣品由于沖擊錘頭通過錘鎖桿和釋放掛鉤固定，避免了錘頭自由落體時(shí)在初始方向晃動(dòng)，沖擊后，檢查被測樣品逆反射面的碎裂，剝落和分層狀況，用游標(biāo)卡尺測量裂紋的長度，并作相應(yīng)記錄。該試樣過程需要對3個(gè)樣品進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)3個(gè)樣品都符合要求，則判定該突起路標(biāo)逆反射器的抗沖擊性能合格。試驗(yàn)裝置實(shí)物圖如圖3所示。

3 應(yīng)用分析與研究

3.1 應(yīng)用綜述

此裝置在突起路標(biāo)性能試驗(yàn)檢測中得到了廣泛應(yīng)用，相比目前市場上已有的測量設(shè)備，此裝置成本較低而且完全符合國標(biāo)要求，競爭力較強(qiáng)，節(jié)省了設(shè)備直接投資，提高了試驗(yàn)效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，本裝置自投入使用以來，已累計(jì)完成蘭（州）永（靖）一級公路、十（堰）天（水）高速公路等多個(gè)項(xiàng)目突起路標(biāo)抗沖擊試驗(yàn)上千組，準(zhǔn)確有效的測量了突起路標(biāo)逆反射器抗沖擊性能，提高了試驗(yàn)準(zhǔn)確率及效率，滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，使高速公路運(yùn)行更加安全暢通，提升交通出行效率，減少交通擁堵和交通事故，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，減緩車輛廢氣對環(huán)境的污染，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.2 分析研究（原創(chuàng)性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益）

3.2.1 技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)性

本裝置的技術(shù)創(chuàng)造性與先進(jìn)性主要表現(xiàn)為：使用了基于電磁鐵的自動(dòng)沖擊控制，沖擊位置控制準(zhǔn)確，安全方便[3]，且通過錘鎖桿和釋放掛鉤固定，避免錘頭自由落體時(shí)在初始方向晃動(dòng)；通過兩個(gè)定位塊螺母和沖擊錘拉桿雙向并行調(diào)節(jié)沖擊錘頭及支架高度并固定，方便快捷；通過試樣夾頭、旋轉(zhuǎn)手柄、絲桿完成試樣緊固[4]，方便快捷，使用圓形球頭桿可以360°旋轉(zhuǎn)，試樣角度調(diào)整方便；試樣夾頭上裝有水平泡，觀察試樣逆反射器是否水平，準(zhǔn)確直觀。

3.2.2 技術(shù)的成熟程度，適用范圍和安全性

本研發(fā)裝置在技術(shù)創(chuàng)新程度和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的創(chuàng)新程度上做到了國內(nèi)及行業(yè)先進(jìn)，可適用于國標(biāo)《突起路標(biāo)》（GB/T 24725-2009）中涉及的A1、A2、A3類突起路標(biāo)逆反射器的抗沖擊性試驗(yàn)，整個(gè)裝置的研發(fā)緊密結(jié)合規(guī)范，提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和安全性。其中A1類、A2類、A3類突起路標(biāo)范圍如下。

A1類：由工程塑料或金屬等材料基體和微棱鏡逆反射器組成的逆反射突起路標(biāo)；A2類：由工程塑料或金屬等材料基體和定向透鏡逆反射器組成的逆反射突起路標(biāo)；A3類：由鋼化玻璃基體和金屬反射膜組成的一體化全向透鏡逆反射突起路標(biāo)。

此次試驗(yàn)裝置的安全性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：裝置中運(yùn)用電磁技術(shù)控制試驗(yàn)的啟動(dòng)，試驗(yàn)人員只需接通電源，在整個(gè)試驗(yàn)過程中可以與試驗(yàn)裝置及試樣保持安全距離，避免試樣在落錘沖擊后飛濺或沖擊錘滑落而誤傷到試驗(yàn)人員。通過錘鎖桿和釋放掛鉤固定沖擊錘頭，保證在接通電源的瞬間，沖擊錘頭做自由落體運(yùn)動(dòng)而不會(huì)在初始方向晃動(dòng)，提高試驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性。試樣調(diào)節(jié)裝置中底盤上設(shè)有橡膠吸盤，可以吸附在光滑的沖擊裝置底座上，防止樣品沖擊時(shí)試樣保持架發(fā)生位移，同時(shí)此橡膠吸盤在沖擊錘頭沖擊試樣時(shí)還可以起到緩沖作用，使整個(gè)試驗(yàn)過程更加安全可靠。

隨著此裝置受到國內(nèi)相關(guān)專家的認(rèn)可，相信會(huì)得到越來越多試驗(yàn)檢測同行使用[5]，在本行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。以上對本次試驗(yàn)裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，但此裝置不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離其使用宗旨的前提下做出各種變化。即在不脫離此裝置的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。