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塑胶跑道标准及测试——材料物理性能国际田联标准

新闻来源： 中国体育场馆场地建设网 更新时间： 2010-4-6 收藏此页

（1） 力量的产生（或冲击吸收）

当运动员的脚落地冲击地面时， 对地面产生作用力。 根据物理力学原理， 地面对运动员的脚产生反向的作用力， 这个力的大小与地面的材质有关。 硬质材料由于应力传递性好， 作用力的损失小， 产生的反作

用力就大。 反之， 软质材料对应力的传递能力差， 一部分作用力分散掉（即吸收掉） ， 产生的反作用力就小。 在运动中地面对运动员的这种作用过程被称为“力量的产生” 。 它代表了地面材料受冲击后所吸收力

的程度， 所以， 也称为“冲击吸收” 。

国际上， 测定这一种力是采用模拟“人脚着地” 的方法。 设计专用的仪器， 通过自由下落一定的重物（20kg±0. 1） 于一个铁砧上铁砧通过弹簧传向接触地面的测试台底部， 测试台由力量传感器组成， 能将

冲击过程的*大力量值记录下来。 该*大值与在坚硬的表面上所测得数据进行比较， 计算出所测的合成表面力量产生的百分比。

混凝土是一种坚硬的材料， 规定以混凝土作为参比。 将在混凝土表面测试的力表示为 Fc， 在其它材料表面测试的力表示为 Fs， 力量产生的百分数（冲击吸收） 计算如下：

KA（%） =（1-Fs/Fc） ×100

IAAF 规定， 在正常厚度的合成表面上， 每 1000 平方米进行一次测试， 整个场地至少测定 6 次， 并且规定了测试点。 （见 IAAF 手册） 。 测定温度为 10—40° C， 标准为 35—50%。

（2） 垂直变形量

在运动员脚着地产生冲击力的同时， 材料产生形变。 使材料产生形变的这一部分力称为垂直变形力， 形变的大小， 称为垂直变形量。 这一力或量太大， 着地不固定， 将耗费运动员能量， 使成绩下降； 反之，

若太小， 会导致伤害， 且因对地面的冲击力大而产生减速作用。 也可理解为： 变形太小， 地面对运动员的反作用力大， 为克服反作用力所做的功也大。 一部分能量将耗散在对付反作用力上， 所以， 速度将减低。

垂直变形量通过垂直变形力测试仪来测定。 将质量为 20kg 的重物下落到弹簧上， 弹簧将该负荷传递到与地面接触的测力台， 测力台内装有力量传感器， 可以在冲击过程中记录下力量的增量。 通过测力台左右

二力的变形摄取器的平均数来测量出地面的变形量。 这个装置不仅测量整块合成表面的特性和效果， 而且也检测表面颗粒的特性和效果。

 IAAF 规定， 每 1000 平方米进行一次测试， 整个场地至少测定 6 次， 并且规定了测试点。 温度在 10—40° C， 合成表面的垂直变形量应在 0. 6mm—1. 8mm 之间。

（3） 摩擦力

当两个相互接触的物体之间有相对运动或相对运动趋势时， 其接触表面上产生阻碍相对运动的机械作用， 这种作用称为摩擦。 阻碍物体之间相对运动或相对运动趋势的力， 称为摩擦力（F） 。 *大摩擦力 Fmax

与接触表面上的法向力 N 之比， 称为摩擦系数μ ， 即，

μ = N / Fmax

IAAF 规定用湿摩擦系数μ 来衡量场地表面的摩阻性能。 使用英国运输和道路研究实验室的滑动阻力测试仪（TRRL） 测量， 当合成表面潮湿时， 任何地方的摩擦系数不得低于 0. 5。 该数值在 TRRL 机器上的直接

读数是 47。

（4） 拉伸强度

拉伸强度是指在拉伸试验中试样直到断裂为止材料所承受的*大拉伸应力。 IAAF 指出， 无孔的场地面层合成材料*低的拉伸强度为 0. 5MPa， 有孔的合成材料为 0. 4MPa。

（5） 断裂伸长率

断裂伸长率指在拉力作用下， 试样断裂时， 标线间距离的增加量与初始标距之比， 以百分数表示。 IAAF 要求所有的场地面层合成材料*少的断裂伸长率为 40%。