拖拉机牵引性能试验跑道施工实例浅谈*

李成海 冯晓鹏

四川省农业机械鉴定站，四川成都

前言

牵引性能试验是拖拉机试验鉴定适用性评价的重要内容，包括拖拉机的最大牵引力、最大牵引功率、最大牵引功率工况下的牵引比油耗等项目牵引性能试验跑道建设重点在于路面附着系数的调控，即路面附着系数在橡胶轮胎驱动轮滑转率为15%时，应不低于0.85。

路面附着系数为牵引力加上拖拉机空挡位被拖匀速前行时的滚动阻力与附着重力的比值。要提高试验路面附着系数，必须使路面具有较大的摩擦系数以适应轮胎相应的构造深度。

1 建设需求

某试验场需设计施工拖拉机牵引性能试验跑道一条，用于拖拉机的适用性评价，设计长度180 m，宽5 m，附着系数不小于0.85。路面基层前期已完工，仅5 cm 厚的磨耗层待施工，路面结构详见图1。

图1 路面结构图

2 路面设计

2.1 磨耗层材料

高附着系数磨耗层需具有很强的抗磨耗性、高耐久性和耐酸碱腐性。调研国内多个同类别试验场，材料选择各不相同，但其共性是选择高强度耐磨骨料配合高强度混凝土进行施工，如水泥钢（铁） 屑沙浆方案、C40 金刚砂骨料耐磨混凝土方案、基性岩或超基性岩细石骨料混凝土等。

经过试验技术验证并结合当地材料选择的便捷性，该项目磨耗层选择基性岩细石做骨料的混凝土施工方案。

2.2 磨耗层骨料

磨耗层混凝土集料采用细集料（石英砂、棕刚玉砂）∶粗集料（玄武岩） ＝31∶69 混合料，集灰比为2∶1，按照水泥∶集料∶水=1∶2∶0.5拌制混合料。配合比例、级配及用量见表1、表2。

表1 混合料各材料比例和级配（累计筛余百分率）

表2 每立方米材料用量 单位：Kg

3 重点施工工艺

3.1 接触面处理

基层路面前期已完成施工，5 cm 磨耗层与旧施工面极易粘合不紧，且路面受横向摩擦力可能出现整体滑移。首先，需对基层路面清洗凿毛；然后，植入高强度定位水泥钉；最后，涂刷双组份环氧界面粘接剂，以提高试验道路成型整体性。

3.2 混合料搅拌

磨耗层设计厚度为5 cm，混合料理论用量45 m3，用料总量小，远程运输物料离析风险大。采用现场强制式拌合机搅拌，严格加料顺序和物料配比，并参照透水混凝土施工技术加入一定比例专用胶结剂，以提升混合料结合效果。

3.3 路面摊铺

磨耗层混合料在环氧界面粘接剂干凝前摊铺，避免结构粘接不紧密。磨耗层需整块浇筑不留施工缝，以保证混凝土路面很好的完整性。磨耗层中线高程±10 mm，横向坡度小于0.5 %，纵向坡度小于0.1 %，平直度要求较高，现场采取辊轴滚压方式作业，设红外找平仪验证。

3.4 面层磋磨

面层摊铺整平后收光，初凝时再收光，然后喷洒毛面剂溶液（毛面剂溶液按毛面粉剂∶水=1∶4 比例配制），经2 h 润蚀后磋磨面层；磋磨采用电动磨光机均匀磋磨，去除表面水泥浆液及少数脱落的细小颗粒骨料；磋磨后加压水冲洗使骨料凹凸外露。

3.5 切缝处理

路面磋磨处理后，要及时切缝填料并洒水覆膜养护。切缝机切缝，缝宽为5 mm，缝深为C30 水泥混凝土面层和磨耗层总厚度，间距为6 m，待混凝土养护期满后，清洁缝内杂物，采用PG道路嵌缝料填缝，填缝料与混凝土缝壁需粘附紧密不渗水。

4 试验验证

4.1 试验条件

试验选用某404 四轮驱动轮式拖拉机为验证样机，拖拉机质量（含驾驶员、带配重） 1 318 kg、空挡被拖匀速前行滚动阻力0.32 kN。

环境条件风速不超过5 m/s，大气压力不低于96.6 kPa，温度20±5 ℃范围内。

验证试验中采用某1204 型轮式拖拉机为牵引负荷车，各试验装置布置如图2所示。

4.2 试验方法

图2 试验装置示意图

跑道附着系数验证试验，采用样机1挡、2挡最大牵引力试验数据进行验证。在验证跑道上样机无负载状态启动，逐渐加载，直到滑转率测试数据接近15 %时，稳定负载，直线持续行驶至少20 m 或维持行驶20 s 的距离（取两者中时间较长者），读取的牵引力数据。1挡、2挡各取试验数据4组，见表3。

表3 牵引试验数据

4.3 数据分析

根据表3，1档试验无直接满足轮滑转率（15±0.15）%的最大牵引力，取滑转率14.32 %、15.53% 时牵引力数据，内插法测算最大牵引力11.225 kN。2 档试验直接取滑转率15.08 %对应最大牵引力11.217 kN。所以滑转率15.00% 时的牵引力值FT15%=11.225 kN。

5 结论

该建设实例借鉴了成熟的透水混凝土路面成型特性，选用专用胶结剂，一方面，增加了水泥水化体的抗压和粘结强度，提升磨耗层路面的耐久性和耐候性，另一方面，极大地延长了可操作时间、提高骨料表面包浆厚度，使砂浆能均匀地包裹在骨料表面不易流坠底层，整体成型效果较好，如图3。

图3 拖拉机牵引试验跑道

混凝土集料选用参考金刚砂耐磨路面施工，换用多种粒度的石英砂、棕刚玉砂、玄武岩混合骨料，既兼顾了混合骨料的高强度要求，又有效通过粒度大小增加了路面粗糙度。

施工过程关键环节严格控制也是施工成功的关键，尤其对新旧混凝土接触面的特殊处理和平整度的质量把控。牵引性能试验跑道路面不同于应用工程道路，此项目是农机试验鉴定与道路工程的跨领域的实践，是专用试验设施与通用工程的有机融合，提升了四川省现代农业装备试验鉴定的供给能力。