用于轮胎的实验室胎面磨损测试的工程设计表面

1.一种制造用于轮胎胎面磨损测试装置的刚性硬化磨损表面的方法，所述方法包括：
制造将在其上测试轮胎的胎面磨损的路面的阴铸件；
提供粘合剂层，所述粘合剂层与至少一种集料混合并且配置成用于硬化以产生刚性硬化磨损表面；
在所述粘合剂层未硬化时：
(a)将所述粘合剂层涂覆到所述轮胎胎面磨损测试装置的行走轮上；以及(b)将所述阴铸件的印痕进行冲压以产生路面的阳印痕到所述粘合剂层中以用于产生磨损表面，其中所述磨损表面被配置为捕捉路面的大宏观粗糙度，使得轮胎和磨损表面间影响接触区域内的接触应力和局部滑移的接触区域再现路面的一个或多个表面粗糙度特性，其中大宏观粗糙度是指1-200mm的表面粗糙度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个表面粗糙度特性包括路面的宏观粗糙度，其中宏观粗糙度是指0.1-1.0mm的表面粗糙度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种集料是硬集料。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述硬集料选自硅石、石英、花岗岩和玄武岩所组成的组。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述粘合剂层包括涂覆到紧固到所述行走轮上的一个或多个金属板上的环氧树脂粘合剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述粘合剂层包括直接涂覆到所述行走轮的表面的环氧树脂粘合剂。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过将浇铸物质施加到路面上并且硬化所述浇铸物质而制造所述铸件。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述浇铸物质选自液体环氧树脂和硅模塑料所组成的组。
9.根据权利要求1所述的方法，其中制造所述铸件还包括：
产生路面的三维扫描；
将所述三维扫描存储在计算机可读介质中；以及
基于所述路面扫描执行所述铸件的三维制造。
10.一种用于测试轮胎的胎面磨损的胎面磨损装置，所述胎面磨损装置包括：
行走轮；
布置在所述行走轮上的刚性硬化磨损表面，所述磨损表面包括粘合剂，所述粘合剂与至少一种集料混合并且配置成用于硬化并且用将在其上测试所述轮胎的胎面磨损的路面的阴铸件进行压印，其中所述粘合剂被涂覆到所述行走轮上并且当所述粘合剂未硬化时用所述路面的阴铸件压印路面的阳印痕到粘合剂层中，其中所述刚性硬化磨损表面被配置为捕捉路面的大宏观粗糙度，使得轮胎和刚性硬化磨损表面间影响接触区域内的接触应力和局部滑移的接触区域再现路面的一个或多个表面粗糙度特性，其中大宏观粗糙度是指
1-200mm的表面粗糙度；以及
至少一个测试轮，所述至少一个测试轮配置成用于将所述轮胎安装在其上并且用于与所述行走轮的磨损表面接触以便测试胎面磨损。
11.根据权利要求10所述的胎面磨损装置，其中所述一个或多个表面粗糙度特性包括路面的宏观粗糙度，其中宏观粗糙度是指0.1-1.0mm的表面粗糙度。
12.根据权利要求10所述的胎面磨损装置，其中所述至少一种集料是硬集料。
13.根据权利要求12所述的胎面磨损装置，其中所述硬集料选自硅石、石英、花岗岩和玄武岩所组成的组。
14.根据权利要求10所述的胎面磨损装置，其中所述粘合剂包括涂覆到紧固到所述行走轮上的一个或多个金属板上的环氧树脂粘合剂。
15.根据权利要求10所述的胎面磨损装置，其中所述粘合剂包括直接涂覆到所述行走轮的表面的环氧树脂粘合剂。
16.根据权利要求10所述的胎面磨损装置，其中通过将浇铸物质施加到路面上并且硬化所述浇铸物质而制造所述铸件。
17.根据权利要求16所述的胎面磨损装置，其中所述浇铸物质选自液体环氧树脂和硅模塑料所组成的组。
18.根据权利要求10所述的胎面磨损装置，其中基于路面的三维扫描通过三维制造来制造所述铸件。
19.一种用于测试轮胎的胎面磨损的刚性硬化磨损表面，所述磨损表面包括：粘合剂，所述粘合剂与至少一种集料混合并且配置成用于硬化并且用将在其上测试所述轮胎的胎面磨损的路面的阴铸件进行压印，其中所述粘合剂被涂覆到胎面磨损测试装置的行走轮上并且当所述粘合剂未硬化时用所述路面的阴铸件压印路面的阳印痕到粘合剂层中，其中所述磨损表面被配置为捕捉路面的大宏观粗糙度，使得轮胎和磨损表面间影响接触区域内的接触应力和局部滑移的接触区域再现路面的一个或多个表面粗糙度特性，其中大宏观粗糙度是指1-200mm的表面粗糙度。
20.根据权利要求19所述的磨损表面，其中所述一个或多个表面粗糙度特性包括路面的宏观粗糙度，其中宏观粗糙度是指0.1-1.0mm的表面粗糙度。
21.根据权利要求19所述的磨损表面，其中所述至少一种集料是硬集料。
22.根据权利要求21所述的磨损表面，其中所述硬集料选自硅石、石英、花岗岩和玄武岩所组成的组。
23.根据权利要求19所述的磨损表面，其中所述粘合剂包括涂覆到紧固到所述行走轮上的一个或多个金属板上的环氧树脂粘合剂。
24.根据权利要求19所述的磨损表面，其中所述粘合剂包括直接涂覆到所述行走轮的表面的环氧树脂粘合剂。
25.根据权利要求19所述的磨损表面，其中通过将浇铸物质施加到路面上并且硬化所述浇铸物质而制造所述铸件。
26.根据权利要求25所述的磨损表面，其中所述浇铸物质选自液体环氧树脂和硅模塑料所组成的组。
27.根据权利要求19所述的磨损表面，其中基于路面的三维扫描通过三维制造来制造所述铸件。
28.一种分析轮胎的胎面磨损的方法，所述方法包括：
使具有胎面的轮胎与用于测试胎面的磨损的胎面磨损测试装置接触，所述胎面磨损测试装置包括行走轮，刚性硬化磨损表面布置在所述行走轮上，其中所述磨损表面包括粘合剂，所述粘合剂与至少一种集料混合并且配置成用于硬化并且用将在其上测试所述轮胎的胎面磨损的路面的阴铸件进行压印，其中所述粘合剂被涂覆到所述行走轮上并且当所述粘合剂未硬化时用所述路面的阴铸件压印路面的阳印痕到粘合剂层中，其中所述刚性硬化磨损表面被配置为捕捉路面的大宏观粗糙度，使得轮胎和磨损表面间影响接触区域内的接触应力和局部滑移的接触区域再现路面的一个或多个表面粗糙度特性，其中大宏观粗糙度是指1-200mm的表面粗糙度；
经由所述胎面磨损测试装置将力施加到所述轮胎上以模拟车辆负荷；以及生成所述轮胎的胎面磨损测试数据以便分析胎面磨损。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述轮胎是新轮胎。
30.根据权利要求28所述的方法，其中所述轮胎包括翻新轮胎花纹。
31.根据权利要求28所述的方法，其中所述一个或多个表面粗糙度特性包括路面的宏观粗糙度，其中宏观粗糙度是指0.1-1.0mm的表面粗糙度。
32.根据权利要求28所述的方法，其中所述至少一种集料是硬集料。
33.根据权利要求28所述的方法，其中所述粘合剂包括涂覆到紧固到所述行走轮上的一个或多个金属板上的环氧树脂粘合剂。
34.根据权利要求28所述的方法，其中所述粘合剂包括直接涂覆到所述行走轮的表面的环氧树脂粘合剂。
35.根据权利要求28所述的方法，其中通过将浇铸物质施加到路面上并且硬化所述浇铸物质而制造所述铸件。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述浇铸物质选自液体环氧树脂和硅模塑料所组成的组。
37.根据权利要求28所述的方法，其中基于路面的三维扫描通过三维制造来制造所述铸件。

用于轮胎的实验室胎面磨损测试的工程设计表面\n技术领域\n[0001] 本发明总体上涉及新和翻新轮胎制造和设计的领域，包括轮胎的胎面磨损测试和用于这样的测试的磨损表面的制造。\n背景技术\n[0002] 在实验室中，轮胎制造和设计可以包括用行走轮测试评价胎面磨损性能。通常使用大直径行走轮（例如3米）最小化转鼓曲率对轮胎的接触区域和接触区域内的压力分布的影响。许多测试机可以将是实际车辆负荷典型的力施加到轮胎，例如径向、侧向、制动和驱动力。\n[0003] 可以在行走轮的外表面上提供研磨表面。当轮胎与该表面接触地旋转时，胎面橡胶的微细颗粒被磨掉。测量轮胎表面上的磨损率和磨损的均匀性以便在消费者服务中保证轮胎的可接受胎面磨损性能。在轮胎工业中用于轮胎的实验室胎面磨损测试的最普通研磨表面是具有粘合背衬的各种粒度的商业上可获得的砂纸，由于它们的高研磨水平和容易附连到行走轮上而被选择，而不考虑实际道路的粗糙度值或结构。用于匹配来自实际道路的粗糙度值的现有技术依赖于混合硬集料（例如硅砂）和环氧树脂粘结剂，例如参见1993年6月16日提交的日本专利申请公布第JP07-020030(A)号、现在的日本专利第JP3234678(B2)号，上述专利转让给本申请的受让人。另一技术涉及使用浇铸聚氨酯制造具有沥青或混凝土的纹理的挠性材料并且将加入沙粒以增加研磨性，例如参见Walraven,Laboratory Tread Wear Simulation,MTS Systems Corporation,1995年10月17-20日。所产生的材料被设计用于胎面磨损机，该胎面磨损机使用与测试轮胎接触的小半径挠性皮带测试表面。\n因此，所产生的材料也必须是挠性的以便适应皮带的挠性并且防止磨损表面的破裂。然而，这样的技术劣于使用带粘合背衬的砂纸并且遭遇不可接受的问题，例如由于所产生的磨损表面的挠性和柔软性而具有短寿命预期。\n[0004] 在噪声测试的不同领域中，已通过使轮胎与涂覆有磨损表面的行走轮接触来测量各种轮胎的声音记号(signature)，所述磨损表面由道路的铸件制成。然而，这样的磨损表面不包含任何集料并且未被优化以模拟多种多样的实际路面的表面粗糙度特性。此外，这样的磨损表面未被选择以提供延长的使用寿命，原因是它们并非用于测试胎面磨损。\n发明内容\n[0005] 本发明的实施例用于包括客车、轻型卡车、重型卡车和公共汽车轮胎的新和翻新轮胎的设计和制造，从而提供用于实验室胎面磨损测试的磨损表面的制造技术，所述磨损表面配置成再现实际路面的粗糙度范围特性的全谱并且获得实际胎面磨损测试数据。在一个优选实施例中，提供一种测量或表征新和/或翻新轮胎的胎面磨损性能的方法，所述方法包括：提供具有轮胎胎面的轮胎，使所述轮胎与用于测试胎面的磨损的胎面磨损测试装置接触，所述胎面磨损测试装置包括行走轮，在所述行走轮上设置有大致刚性硬化磨损表面，所述磨损表面包括粘合剂，所述粘合剂与至少一种集料混合并且配置成用于硬化并且用将在其上测试所述轮胎的胎面磨损的路面的铸件进行压印，其中所述粘合剂被涂覆到所述行走轮上并且当所述粘合剂未硬化时用所述路面的铸件进行压印，所述大致刚性硬化磨损表面适合于模拟路面的一个或多个表面粗糙度特性，经由所述胎面磨损测试装置将力施加到所述轮胎以模拟车辆负荷，以及生成所述轮胎的胎面磨损测试数据以便分析。\n[0006] 在另一优选实施例中，提供了一种制造用于轮胎胎面磨损测试装置的大致刚性硬化磨损表面的方法，所述方法包括：制造将在其上测试轮胎的胎面磨损的路面的铸件，提供粘合剂（例如，热活化环氧树脂粘合剂）层，所述粘合剂层与至少一种集料混合并且配置成用于硬化以产生大致刚性硬化磨损表面，以及，在所述粘合剂层仍然未硬化时：（a）将所述粘合剂层涂覆到所述轮胎胎面磨损测试装置的行走轮上，以及（b）将所述铸件的印痕冲压到所述粘合剂层中以用于产生适合于模拟路面的一个或多个表面粗糙度特性的大致刚性硬化磨损表面。\n[0007] 在另一优选实施例中，提供一种用于测试轮胎的胎面磨损的胎面磨损装置，所述胎面磨损装置包括：行走轮，大致刚性硬化磨损表面布置在所述行走轮上，所述磨损表面包括可选地与至少一种小集料混合的粘合剂（例如，热活化环氧树脂粘合剂），所述粘合剂配置成用于硬化并且用路面的铸件进行压印，将在其上测试所述轮胎的胎面磨损，其中所述粘合剂被涂覆到所述行走轮上并且当所述粘合剂/集料混合物未硬化时用所述路面的铸件进行压印，所述大致刚性硬化磨损表面适合于模拟路面的一个或多个表面粗糙度特性，以及至少一个测试轮，所述至少一个测试轮配置成用于将所述轮胎安装在其上并且用于与所述行走轮的磨损表面接触以便测试胎面磨损。\n[0008] 在又一优选实施例中，提供一种用于测试轮胎的胎面磨损的大致刚性硬化磨损表面，所述磨损表面包括：粘合剂（例如，热活化环氧树脂粘合剂），所述粘合剂与至少一种集料混合并且配置成用于硬化并且用路面的铸件进行压印，其中将在所述路面上测试所述轮胎的胎面磨损，其中所述粘合剂被涂覆到胎面磨损测试装置的行走轮上并且当所述粘合剂仍然未硬化时用所述路面的铸件进行压印，所述大致刚性硬化磨损表面适合于模拟路面的一个或多个表面粗糙度特性。\n附图说明\n[0009] 尽管附带的权利要求特别地阐述本发明的特征，但是从结合附图进行的以下详细描述最佳地理解本发明及其优点，其中：\n[0010] 图1是示出根据本发明的优选实施例设想的用于轮胎的设计和制造的装置的示意图，这样的装置包括用于模拟实际路面的粗糙度范围特性的全谱的磨损表面；\n[0011] 图2是示出根据本发明的优选实施例设想的图1的胎面磨损测试装置的行走轮的剖视图并且显示了布置在行走轮上的磨损表面的图示；\n[0012] 图3是示出根据本发明的优选实施例设想的压力敏感纸的图示，显示轮胎和路面之间的接触区域；\n[0013] 图4是示出根据本发明的优选实施例设想的计算机执行的分析的例子的图示，该例子基于图3的压力敏感纸的敏感度阈值确定接触和非接触接合部的存在；\n[0014] 图5是示出根据本发明的优选实施例设想的接触接合部的区域的分布的图示；\n[0015] 图6是示出根据本发明的优选实施例设想的各种热混合沥青和碎石/封层道路的中点区域值的图示；\n[0016] 图7a-7d是示出根据本发明的优选实施例设想的普通道路类型的三维激光扫描的图示；\n[0017] 图8是示出根据本发明的优选实施例设想的横跨北美和拉丁美洲的地区中的道路的计算机执行分形/波长分析确定的大宏观（large-macro）和宏观（macro）表面粗糙度值的图示；\n[0018] 图9是示出根据本发明的优选实施例设想的用于制造硬化磨损表面的过程的图示；\n[0019] 图10是示出根据本发明的另一优选实施例设想的用于制造硬化磨损表面的过程的图示；\n[0020] 图11是示出根据本发明的优选实施例设想的大致刚性硬化磨损表面的选择标准的图示；\n[0021] 图12是示出根据本发明的优选实施例设想的实际路面和在大宏观粗糙度压印之前和之后的室内磨损表面的接触区域量度的图示；\n[0022] 图13是示出根据本发明的优选实施例设想的图12的路面和两个磨损表面的粗糙度量度的图示；\n[0023] 图14-15是示出根据本发明的优选实施例设想的磨损表面的大宏观粗糙度纹理化之前和之后的胎面磨损参数的图示；以及\n[0024] 图16-17是示出根据本发明的优选实施例的大宏观粗糙度压印之前和之后的附加胎面磨损参数的图示。\n具体实施方式\n[0025] 以下例子进一步举例说明本发明，但是当然不应当以限制其范围的任何方式被理解。\n[0026] 本发明的实施例解决了用于实验室胎面磨损测试的磨损表面的制造，所述磨损表面配置成再现实际路面的粗糙度范围特性的全谱以便获得实际轮胎磨损。参见图1，实验室胎面磨损测试是经由胎面磨损机100执行的，该胎面磨损机100包括具有大致刚性硬化磨损表面104的行走轮102。安装到测试轮105的一个和多个测试轮胎106与硬化磨损表面104受控接触以用于在模拟的车辆负荷下收集胎面磨损数据。如图2中所示，硬化磨损表面200的实施例设置在紧固到行走轮204的钢板202上。钢板202是刚性的和非挠性的并且通过紧固件206、例如钢螺栓紧固到行走轮204。在实施例中，硬化磨损表面200沿着行走轮204的直径布置在多个钢板上。在所示的实施例中，磨损表面200涂覆到每个钢板\n202上。随着硬化磨损表面200自身在胎面磨损测试过程期间受到磨损，涂覆有磨损表面\n200的钢板的交错更换允许均衡沿着行走轮204的圆周的表面磨损和/或可以用于改变沿着行走轮204的平均表面粗糙度。替代地，当未使用钢板时，磨损表面200直接涂覆到行走轮204的表面上。如下面更详细地所述，大致刚性硬化磨损表面200配置成模拟实际路面的表面粗糙度特性以用于获得相当于实际室外路面测试的实验室胎面磨损数据。有利地，磨损表面200也提供延长的使用寿命。根据本发明的实施例的硬化磨损表面200的使用寿命超过五十万（500,000）英里，大约比包括基于砂纸的磨损表面的现有磨损表面增加十倍。\n[0027] 为了以下论述，大约在0.1-1.0mm范围内的表面粗糙度被称为“宏观”粗糙度并且在大约1mm之上、例如在大约1mm之上到至少200mm并且包括在以下实施例中引用的大约\n1.0mm之上到大约10mm的范围的表面粗糙度被称为“大宏观”粗糙度。包括大宏观粗糙度的路面的模拟是理想的，以便再现轮胎和表面之间的适当接触区域，这又影响接触区域内的接触应力和局部滑移。\n[0028] 表面粗糙度测量技术\n[0029] 诸如道路的实际路面会变化很大并且包括不同程度的宏观和大宏观粗糙度分量。\n大宏观粗糙度特别地影响轮胎和道路之间的接触区域。这可以使用压力敏感纸进行可视化和量化。参见图3，当平滑胎面控制轮胎在一张压力敏感纸上缓慢地滚动时，所产生的印记中的暗区域300表示轮胎和路面、例如道路之间的接触或接合区域。量化道路的大宏观粗糙度的差异的一种方式是借助于对这些单独的接触接合部的尺寸的分布的计算机执行的分析。为此，压力敏感纸的图像被数字化。接着，执行计算机执行的逐像素分析以基于纸的最低可能敏感度阈值来确定接触和非接触接合部的存在。图4显示确定的结果，其中所有接触接合部400在亮区域中被显示并且所有非接触接合部402在暗区域中被显示。最后步骤是计算接触接合部的区域的分布。在表示磨损热混合沥青道路的该例子中，存在尺寸范\n2 2\n围从0.0018mm（1平方像素）到30mm以上的39,809个接合部，如图5的x轴所示。总接触区域是所分析的区域的10.3%（y轴）。在不同道路之间区分程度最高的有用量度是中点\n2\n区域。中点区域对应于总接触区域的50%。在该例子中，中点区域为5.81mm。\n[0030] 中点区域量度取决于轮胎胎面花纹、胎面混配物刚度和负荷，但是如果这些因素保持固定，则它提供了一种比较一个道路和另一个道路的大宏观粗糙度的有意义的方式。\n图6显示各种热混合沥青和碎石/封层道路的中点区域值，以及用作基准以示出不具有可测量粗糙度的表面的玻璃板。\n[0031] 用于测量表面粗糙度的替代方法包括用安装在x-y滑动台上的精密激光器扫描表面。在一个实施例中，沿着间隔开5mm的最少50mm长的线以0.004mm间隔进行高度测量。\n扫描器的输出作为优选地包括最少120,000个数据点的x-y-z数据文件存储在计算机可读介质中。图7a-7d是一些普通道路类型的激光扫描的三维图。在该例子中，每个扫描包括\n156,000个均匀间隔的点。这些图显示存在于特定表面中的不同水平的大宏观和宏观粗糙度。具体地，图7a显示具有高水平的大宏观和低水平的宏观粗糙度分量的乡村道路的数字扫描。图7b显示具有中等水平的大宏观粗糙度和低水平的宏观粗糙度分量的沥青道路的数字扫描。图7c显示具有低水平的大宏观和宏观粗糙度分量的平滑混凝土道路的数字扫描。最后，图7d示出具有低水平的大宏观粗糙度和中等水平的宏观粗糙度组成的城市道路的数字扫描。为了便于宏观粗糙度水平的比较，这些三维图具有放大高度或z轴。\n[0032] 用于从数字数据集提取粗糙度参数的计算机分析方法的合适例子包括利用ISO量度、谱分析和分形方法的技术。图8显示从横跨北美和拉丁美洲的地区取得的一百五十（150）个以上道路的计算机执行分形/波长分析中确定的大宏观和宏观表面粗糙度值。不同区域由不同符号描绘。这些轴上的单位表示相对于测量段长度的对数、总剖面长度的变化率。换句话说，如果值在大宏观范围中高，则表面具有在波长的1.0-10.0mm范围内的高水平量值。\n[0033] 从前面的论述可以看出，在开发用于室内胎面磨损测试的研磨磨损表面时有多种多样的道路和相应的表面粗糙度分布需要考虑。道路的大宏观特性特别地影响轮胎和道路之间的接触。根据下面所述的磨损表面制造技术的实施例，使用以上量度比较和设计室内磨损表面以模拟特定类型的道路。\n[0034] 磨损表面制造\n[0035] 参见图9，显示了用于制造磨损表面200的过程的实施例。在该实施例中，实际路面的“阴”铸件被制造然后用于将“阳”印痕冲压到还未完全硬化的环氧树脂粘合剂层中。\n具体地，在步骤900中，将浇铸物质、例如具有短固化时间（例如，大约五分钟）的液体环氧树脂浇到实际路面上、例如浇到实际道路的样本上。在步骤902中，通过硬化液体环氧树脂来制造至少捕捉了实际路面的大宏观粗糙度分量的阴铸件。在一个实施例中，铸件尺寸为大约10乘10cm。\n[0036] 接着，产生用于覆盖行走轮的表面。首先通过在热板上将粘合剂、例如热活化环氧树脂粘合剂加热到例如大约55℃软化粘合剂。为了表示路面的宏观粗糙度谱，在步骤\n904，将硬集料混合到未硬化/软化粘合剂层中。混合到环氧树脂粘合剂层中以产生在大约\n0.1-1.0mm宏观范围内的期望粗糙度分量的硬集料的例子包括硅石和石英，例如如共用拥有的日本专利第JP3234678(B2)号中所述，上述专利针对它所教导的全部内容通过引用被合并于本文中。硬集料的另外实施例包括花岗岩、玄武岩和具有足够高的硬度的类似材料。\n在实施例中，硬集料在直径上范围为0.1-3mm并且具有预定硬度（例如摩氏硬度>4）从而进一步延长磨损表面的耐用性。在步骤906，优选地在加热之后大约十五到二十分钟内，将其中混合有硬集料的仍然未硬化/软粘合剂层涂覆到行走轮204上。在实施例中，将未硬化粘合剂层涂覆到紧固到行走轮204的金属板上或者当未使用金属板时直接涂覆到行走轮204的表面。在步骤908，当被涂覆环氧树脂粘合剂仍然软时，例如在大约五分钟内，使用阴铸件压印实际路面的阳印痕，以便模拟实际路面的表面粗糙度的大宏观粗糙度分量（优选地，大约在1mm之上到10mm的范围内）。所产生的压印表面在使用之前优选地固化，例如整夜。在替代实施例中，使用实际路面的阴铸件来模拟表面粗糙度的宏观和大宏观水平。当硬化时，涂覆行走轮204或钢板202上并且压印有实际路面的印痕的环氧树脂粘合剂层产生适合于胎面磨损测试的大致刚性硬化磨损表面200。除了改善的路面粗糙度模拟以外，根据本发明的实施例产生的硬化磨损表面200提供比现有的磨损表面大数量级的增加使用寿命（例如，相比于例如基于砂纸的磨损表面的大约50,000英里平均使用寿命，至少500,000英里使用寿命）。\n[0037] 在另一实施例中，通过由从实际路面的激光扫描产生的数字文件驱动的三维机械加工过程产生阴铸件。转到图10，显示了用于通过三维机械加工产生磨损表面的过程的实施例。在步骤910中，实际路面（或其样本）用安装在x-y台上的精密激光器扫描。在实施例中，激光扫描数据的间隔在x和y方向上相等，同时以相对精细尺度进行高度测量。在步骤\n912中，将激光扫描器输出存储在非临时性计算机可读介质中，例如硬盘驱动器、光盘、闪存、RAM/ROM存储器或类似物。激光扫描器输出包括表示从表面扫描获得的表面粗糙度读数的3-D x-y-z数据文件（参见图7a-7d）。在实施例中，激光扫描器优选地获取大约250,000个表面读数以产生具有相应数量的数据点的数据文件。在步骤914中，具有可编程输入（例如，通过可编程逻辑控制器）的三维（3-D）制造机读取来自计算机可读介质的数字扫描文件以经由计算机可执行指令控制制造至少具有大宏观粗糙度分量的实际路面的阴铸件。如上面结合图9所述，在步骤916-920，当涂覆到行走轮204上的粘合剂仍然软时，使用3-D制造的阴铸件压印实际路面的阳印痕以便模拟实际路面的大宏观粗糙度分量。在实施例中，实际路面的阴铸件的三维制造包括三维机械加工、光固化成型、三维铣削、三维模塑或类似的三维制造技术。\n[0038] 在另一实施例中，经由压在道路路面上的高分辨率硅模塑料产生阴铸件。高分辨率硅模塑料能够捕捉表面粗糙度细节的宽谱。在短时间内、例如在一分钟内从道路去除模塑料。在阴铸件彻底固化之后，它然后用于也使用硅模塑料作为浇铸物质制造中间阳铸件。\n阳铸件又用于产生由铝制造的最后阴铸件以用于压印到涂覆到行走轮上的还未硬化粘合剂层上，如上所述。有利地，根据前述实施例产生的铝阴铸件包括高分辨率表面粗糙度细节并且提供延长的使用寿命。\n[0039] 转到图11，用于涂覆到行走轮上的热活化环氧树脂粘合剂针对它硬化时的强度、刚性和结合强度被选择。在实施例中，环氧树脂拉伸强度、压缩强度和剪切强度参数用作环氧树脂选择标准。类似地，环氧树脂和（一种或多种）硬集料的混合物也被优化以用于通过最大化其中混合有（一种或多种）集料的粘合剂层的拉伸强度和耐冲击性改善耐用性。如图\n11中所示，针对拉伸强度和夏比（Charpy）耐冲击性测试具有不同环氧树脂-集料重量比的各种样本（A至L）从而选择产生拉伸强度和耐冲击性的高值的样本。\n[0040] 沥青道路用于构造阴铸件并且然后压印到室内表面中。图12显示实际路面以及在大宏观粗糙度压印之前和之后的两个室内磨损表面（分别显示为室内表面A和室内表面\n2\nB）的接触区域量度。室内磨损表面的中点接触区域量度从1.0mm（在压印之前）增加到\n2 2\n3.6mm（在压印之后），其紧密遵循测量为3.4mm的实际路面的中点量度。\n[0041] 如图13中所示，也针对实际道路路面和两个室内磨损表面计算粗糙度量度。大宏观复制过程使大宏观粗糙度量度增加65%，从0.57-0.58水平增加到0.94-0.96水平。被复制的实际道路具有1.09的大宏观水平。所以，很显然前述的大宏观模拟过程将更真实得多的水平的大宏观粗糙度引入用于室内实验室胎面磨损测试的工程设计磨损表面。\n[0042] 大宏观粗糙度对轮胎磨损的影响\n[0043] 来自在室内磨损表面A（在压印之前）和室内磨损表面B（在压印之后）上进行的两个不同室内磨损测试的结果在图14-15中显示。第一测试使用典型地在前轮驱动车辆的前部位置的测试负荷，这典型地导致中心磨损。表面B产生比表面A快大约2.2倍的磨损和略高水平的中心磨损。第二测试使用典型地在后轮驱动车辆的前部位置的大胎趾（large toe）受力的测试负荷，这导致外肩部（OS）磨损。表面B产生比表面A快1.7倍的磨损和略高水平的肩部磨损。\n[0044] 被称为胎锺/胎趾磨损的一种类型的不规则磨损由单独的胎面元件或胎面花纹块上的圆周不均匀磨损产生。这产生一个胎面花纹块的前缘和相邻胎面花纹块的后缘之间的肩槽上的阶梯磨损。当轮胎在实际服务中开始磨损时该类型的不规则磨损常常快速地增加，但是然后当轮胎继续磨损时趋于平稳乃至开始稍微减小。如图16中所示，大宏观粗糙度的引入产生相对于该类型的不规则磨损的在服务中条件下更典型的一些趋势。图17显示与实际室外结果比较的来自第二系列的室内磨损测试的结果。\n[0045] 在前面的论述中，已论证方法的实施例，其允许复制在大宏观量值范围内的来自实际道路的表面粗糙度（例如，包括在大约1mm之上到大约10mm的表面粗糙度范围），以用于制造用于实验室轮胎胎面磨损测试机的实际磨损表面的目的，所述实验室轮胎胎面磨损测试机生成便于新和翻新轮胎的研究和开发以及设计和制造的数据。生成的胎面磨损测试数据被分析以比较各种胎面化合物和胎面花纹的胎面磨损特性，以及将具有指定胎面组成和图案的特定轮胎量化成相应胎面磨损类别（例如，基于预定胎面磨损分类尺度，例如“100”、“200”、“300”等磨损率，其中数字越高表示预期胎面寿命越长）。在轮胎制造背景下，生成的胎面磨损测试数据可以用于将被制造的轮胎相对于预定胎面磨损分级比较。\n[0046] 在本文中引用中的包括出版物、专利申请和专利的所有参考文献通过引用被合并于此，如同每个参考文献单独地和具体地被指示通过引用被包含并且完整地在本文中阐述。\n[0047] 术语“一”和“所述”以及类似指示物在描述本发明的上下文中（尤其在以下权利要求的上下文中）的使用应当被理解为涵盖单数和复数，除非在本文中另外指出或由上下文明确地否定。术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”应当被理解为开放式术语（即，表示“包括、但不限于”），除非另外指出。在本文中值的范围的叙述旨在用作单独地提及落入该范围内的每个独立值的简便方法，除非在本文中另外指出，并且每个独立值包含到说明书中，如同它在本文中单独地被叙述。本文中所述的所有方法可以按照任何合适的顺序执行，除非在本文中另外指出或由上下文另外明确地否定。在本文中提供的任何和所有例子、或示例性语言（例如，“例如”）的使用仅仅旨在更好地阐释本发明并且不对本发明的范围构成限制，除非另外要求权利。说明书中的语言不应当被理解为指示任何未要求权利的要素是实施本发明必不可少的。\n[0048] 在本文中描述了包括发明人已知的用于实现本发明的最佳模式的本发明的优选实施例。本领域的普通技术人员通过阅读前面的描述将显而易见那些优选实施例的变化。\n发明人预期本领域技术人员视情况使用这样的变化，并且发明人意在以除了如本文中具体所述的以外的方式实施的本发明。因此，本发明包括在这里附带的权利要求中叙述的主题的所有修改和等效物，如可适用的法律所允许的。而且，上述要素在其所有可能变化中的任何组合由本发明包含，除非在本文中另外指出或由上下文另外明确地否定。