ISO 8349:2002
(Main)Road vehicles — Measurement of road surface friction
Road vehicles — Measurement of road surface friction
This International Standard specifies test methods for determining the characteristic longitudinal friction force values of paved surfaces using either a standard reference test tyre or the tyre of a vehicle under test. General test procedures and their validity are presented for determining peak- and slide-braking coefficients on actual test surfaces, where the surface conditions are determined and controlled by the user at the time of testing. Test and test-surface condition documentation procedures and details are also specified. The purpose of this International Standard is to provide for the harmonization of results of testing on different test tracks. The values measured with standard reference test tyres (SRTT) are intended to form standard reference numbers indicating the friction properties of test tracks and road surfaces that are representative for passenger car tyres. Certain of the methods may also be suitable for measuring the friction properties for a specific test car tyre on the test track. The values quantify the peak-, near-peak or slide-braking coefficients at the time of test and do not necessarily represent fixed values. The values measured with reference tyres are intended as reference numbers indicating certain friction properties of test tracks and road surfaces. This International Standard does not purport to address all the safety problems associated with its use. It is the responsibility of the user to consult and establish appropriate safety and health practices and determine the applicability of regulatory limitations prior to use. NOTE 1 Friction is affected by many variables such as environmental conditions, usage, age and surface contamination. Measured values will change when any of these conditions significantly changes. NOTE 2 The measured braking coefficient values obtained with the procedures stated in this International Standard may not necessarily agree or correlate directly with those obtained by other surface coefficient measuring methods.
Véhicules routiers — Mesurage du coefficient d'adhérence
La présente Norme internationale spécifie des méthodes d'essai pour déterminer des valeurs caractéristiques des forces d'adhérence longitudinales des revêtements routiers en utilisant soit un pneumatique d'essai de référence normalisé, soit le pneumatique du véhicule d'essai. Des méthodes d'essai générales et leur validité y sont présentées pour déterminer les taux de freinage maximal et de freinage roues bloquées sur des surfaces d'essai réelles, les caractéristiques de la surface d'essai étant déterminées et contrôlées par l'utilisateur au moment de l'essai. Les procédures et particularités des essais et de la documentation relative à la surface d'essai sont aussi spécifiées. L'objet de la présente Norme internationale est de contribuer à l'harmonisation des résultats d'essais effectués sur des pistes différentes. Les valeurs mesurées avec des pneumatiques d'essai de référence normalisés doivent constituer des valeurs de référence normalisées indiquant les caractéristiques d'adhérence de pistes d'essai et de revêtements routiers représentatifs pour les pneumatiques de voitures particulières. Certaines des méthodes indiquées peuvent également être utilisées pour mesurer les caractéristiques d'adhérence pour un pneumatique d'essai spécifique sur la piste d'essai. Les valeurs obtenues permettent de quantifier le taux de freinage maximal, le taux de freinage quasi maximal ou taux de freinage roues bloquées au moment de l'essai et ne représentent pas nécessairement des valeurs fixes. Les valeurs mesurées avec des pneumatiques de référence doivent constituer des valeurs de référence indiquant certaines caractéristiques d'adhérence des pistes d'essai et des revêtements routiers. La présente Norme internationale ne prétend pas traiter tous les problèmes de sécurité associés à son utilisation. Il appartient à l'utilisateur de s'informer et de définir des pratiques saines et de sécurité appropriées et de déterminer l'applicabilité des limitations réglementaires avant tout emploi de cette norme. NOTE 1 L'adhérence est affectée par de nombreux paramètres tels que les conditions ambiantes, l'utilisation, l'âge et la contamination des surfaces. Les valeurs mesurées ne sont valides qu'en l'absence de variation significative de l'un de ces paramètres. NOTE 2 Les valeurs du taux de freinage mesurées par les procédures indiquées dans la présente Norme internationale ne sont pas nécessairement en accord ou en corrélation directe avec celles obtenues par d'autres méthodes de mesure du coefficient de surface.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8349
First edition
2002-04-01
Road vehicles — Measurement of road
surface friction
Véhicules routiers — Mesurage du coefficient d'adhérance
Reference number
ISO 8349:2002(E)
©
ISO 2002
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ISO 8349:2002(E)
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ISO 8349:2002(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Summary of test methods.2
5 Pavement characteristics and surface conditions.3
6 Constant-speed, transient braking force method .4
7 Constant-speed, constant-braking slip method.10
8 Constant-speed, fixed-braking slip method.16
Annex A (normative) Reference tyre specifications.22
Annex B (normative) Calibration method.27
Annex C (informative) Measurement on wet surfaces .28
Bibliography.29
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ISO 8349:2002(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted
by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 8349 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 9, Vehicle
dynamics and road-holding ability.
This first edition cancels and replaces the first edition of ISO/TR 8349:1986, which has been technically revised.
Annex A and B form a normative part of this International Standard. Annex C is for information only.
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ISO 8349:2002(E)
Introduction
During its work to establish vehicle-handling test methods, ISO/TC 22/SC 9 found it necessary to establish test
methods for evaluating the friction characteristics of a test surface for handling and braking tests with non-locked
wheels that considered the peak friction rather than the locked-wheel friction — until now the most commonly used
measure of tyre-road friction.
The reason for this was that the tyre-road friction determining the limits of braking and handling performance is the
friction obtained with wheels rolling at a longitudinal slip below 20 % and side slip angles below 20°. The maximum
or peak-friction values are normally found within these ranges. Furthermore, research has shown that there is a
strong correlation between these longitudinal and lateral peak values but not between such values and locked-
wheel friction.
Both longitudinal and lateral friction test procedures and test equipment exist and are widely used. Different
countries tend to favour either longitudinal or lateral procedures.
Because of these difficulties, the work of ISO/TC 22/SC 9 first resulted in Technical Report ISO/TR 8349, in which
two basic measuring methods with four optional reference tyres were proposed for evaluation. The two measuring
methods were a longitudinal friction measurement with a constant slip of 15 % and a lateral friction measurement at
a constant side slip angle of 20°. Both methods are well established and traditionally used by road and airport
authorities for obtaining reference friction values. As they are continuous measurements, the uniformity of the
friction along the track as well as a mean value over the length of track used for the vehicle test is obtained in a
single test run. For braking tests, the speed sensitivity of the friction is of interest. This can be obtained by testing at
two or more speeds depending on the precision needed. In most cases two speeds will be sufficient.
In the field of automotive handling and brake testing, the use of special test vehicles has been very limited and
primarily restricted to locked-wheel test trailers of ASTM (American Society for Testing and Materials)
conformance, since the US Federal Motor Vehicle Safety Standard (FMVSS) referred to locked-wheel friction
according to the ASTM standard.
The United Nations Economic Commission for Europe (UNECE) has established in its braking Regulation No. 13 a
method for measuring the maximum friction coefficient of the test surface using the tested vehicle itself, prepared
for single-axle braking. The tyres of the test vehicle are used as reference tyres. The maximum constant braking
force that can be used without wheel lock is the UNECE definition of a reference friction called the peak adhesion
coefficient, K. It represents the minimum peak value on the track surface in the speed interval from 40 km/h to
20 km/h.
The UNECE method is based on the assumption of a surface with uniform friction without speed sensitivity and a
test vehicle whose brake force at constant brake pressure is constant. As this is normally not the case, the method
provides a reference friction value lower than the actual mean peak friction along the tested track. How much lower
depends on the magnitude of the speed sensitivity of the tyre–road friction and vehicle brake factor as well as the
non-uniformity of the friction and its distribution along the test track.
Despite objective reasons for adopting one of the continuous-friction measuring methods proposed in
ISO/TR 8349, the USA, in its latest proposed rule (FMVSS 135) for passenger car brakes, has chosen the ASTM
standard E 1337-90 for determining longitudinal peak-friction measurement. This is based on the same equipment
used for locked wheel friction according to ASTM standard E 274-90 but using a new standard reference test tyre,
ASTM E 1136. US car manufacturers already use this method.
The UNECE has not adopted the new ASTM peak-friction measurement standard nor any of the options in
ISO/TR 8349, but is striving to improve the existing UNECE K value method.
ISO/TR 8349 has been criticized in the USA and by some other SC 9 members for having too many options and for
being insufficiently clear concerning the correlation between the different options.
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ISO 8349:2002(E)
With this background, ISO/TC 22/SC 9 decided to reconsider the approach taken by ISO/TR 8349. It was decided
not to include the UNECE method, due to the above mentioned drawbacks. It was also considered too elaborate to
measure both longitudinal and lateral friction and that the correlation between the two was high enough to justify
measuring only one. Longitudinal friction was favoured as being the better-established in automotive legislation and
for approval of original equipment tyres by automotive manufacturers.
As a result, this International Standard defines three options for measuring longitudinal friction, the choice of which
depends on the available means and the application. Only two types of standard reference test tyres are used: one
of passenger-car size and the other a small test tyre for low-cost equipment.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8349:2002(E)
Road vehicles — Measurement of road surface friction
1 Scope
This International Standard specifies test methods for determining the characteristic longitudinal friction force
values of paved surfaces using either a standard reference test tyre or the tyre of a vehicle under test. General test
procedures and their validity are presented for determining peak- and slide-braking coefficients on actual test
surfaces, where the surface conditions are determined and controlled by the user at the time of testing. Test and
test-surface condition documentation procedures and details are also specified.
The purpose of this International Standard is to provide for the harmonization of results of testing on different test
tracks. The values measured with standard reference test tyres (SRTT) are intended to form standard reference
numbers indicating the friction properties of test tracks and road surfaces that are representative for passenger car
tyres.
Certain of the methods may also be suitable for measuring the friction properties for a specific test car tyre on the
test track.
The values quantify the peak-, near-peak or slide-braking coefficients at the time of test and do not necessarily
represent fixed values.
The values measured with reference tyres are intended as reference numbers indicating certain friction properties
of test tracks and road surfaces.
This International Standard does not purport to address all the safety problems associated with its use. It is the
responsibility of the user to consult and establish appropriate safety and health practices and determine the
applicability of regulatory limitations prior to use.
NOTE 1 Friction is affected by many variables such as environmental conditions, usage, age and surface contamination.
Measured values will change when any of these conditions significantly changes.
NOTE 2 The measured braking coefficient values obtained with the procedures stated in this International Standard may not
necessarily agree or correlate directly with those obtained by other surface coefficient measuring methods.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 8855:1991, Road vehicles — Vehicle dynamics and road-holding ability — Vocabulary
ASTM E178-94, Standard Practice for Dealing With Outlying Observations
ASTM E274-97, Standard Test Method for Skid Resistance of Paved Surfaces Using a Full-Scale Tire
ASTM E556-95 (2000), Standard Test Method for Calibrating a Wheel Force or Torque Transducer Using a
Calibration Platform (User Level)
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ISO 8349:2002(E)
ASTM E867-97, Terminology Relating to Vehicle-Pavement Systems
ASTM E1136-93 (1998), Standard Specification for A Radial Standard Reference Test Tire
ASTM F377-94a (1999), Standard Practice for Calibration of Braking/Tractive Measuring Devices for Testing Tires
ASTM E1551-93a (1998), Standard Specification for Special Purpose, Smooth-Tread Tire, Operated on Fixed
Braking Slip Continuous Friction Measuring Equipment
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the terms and definitions given in ISO 8855 and ASTM E867 and
the following apply.
3.1
chirp test
the progressive application of brake torque required to produce the maximum value of longitudinal braking force
that will occur prior to wheel lockup, with subsequent brake release to prevent tyre wear due to wheel lockup (tyre
slide)
4 Summary of test methods
4.1 General
This International Standard specifies the following alternative methods for measuring longitudinal friction
measurement.
A constant-speed, transient braking force method for measuring peak and slide friction using the ASTM E1136
or, for special purposes, other passenger-car size tyres. This method provides mean values based on spot
measurements of the peak and slide friction.
A constant-speed, constant-braking slip method for measuring peak and slide friction using the ASTM E1136
or, for special purposes, other passenger-car size tyres. This method provides a rapid uniformity and reference
peak-friction check of the test surface based on continuous measurement along the entire track length of
interest and mean values for slide friction based on spot measurements.
A constant-speed, fixed-braking slip method for measuring a characteristic friction value close to the actual
peak friction using a small SRTT: either an ISO-specified, patterned tread or ASTM E1551 smooth-treaded
tyre. This is a rapid and economical method of obtaining a reference friction and uniformity check of the test
track or road surface.
4.2 Constant-speed, transient braking force method
This test method provides mean values of the peak and slide friction based on spot measurements.
The test apparatus is normally brought to a test speed of 65 km/h. The brake is progressively applied until sufficient
braking torque results to produce the maximum braking force that will occur prior to wheel lockup. Longitudinal
force, vertical load and vehicle speed are recorded with the aid of suitable instrumentation and data-acquisition
equipment.
The peak-braking coefficient of the road surface is determined from the ratio of the maximum value of braking force
to the simultaneous vertical load occurring prior to wheel lockup as the braking torque is progressively increased.
The slide-braking coefficient is the ratio of the sliding wheel longitudinal force to the vertical force averaged for 1 s,
beginning 0,2 s after test wheel lockup.
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ISO 8349:2002(E)
4.3 Constant-speed, constant-braking slip method
This method specifies a constant-speed, constant-braking slip method for continuous measurement of peak and
slide friction. It provides a rapid uniformity and reference peak-friction check of the test surface based on
continuous measurement along the entire track length of interest, and mean values for slide friction based on spot
measurements. For this reason, the method is also convenient for determining the uniformity of the peak friction of
test tracks.
The test device comprises transducer, instrumentation and actuation controls for forcing the test tyre to roll at any
fixed braking slip from 0 % to 40 %, and for the braking of the test tyre to a locked condition over a road surface at
a constant speed while the test tyre is under a dynamically suspended fixed load.
The test apparatus is normally brought to a test speed of 65 km/h. The slip giving the maximum braking force is
applied or, if sliding friction is measured, the brake is applied with a force sufficient to produce wheel lock.
Longitudinal force, vertical load (if measured) and vehicle speed are recorded with the aid of suitable
instrumentation and data-acquisition equipment.
The correct slip for the constant-slip, peak-friction value is obtained by a continuous or stepped slip sweep
procedure for each combination of tyre, load, speed and track surface.
The peak-braking coefficient of the road surface is determined from the ratio of the maximum value of braking force
to the simultaneous vertical load.
The sliding-braking coefficient is the ratio of the sliding wheel longitudinal force to the vertical force average for 1 s,
beginning 0,2 s after test wheel lockup.
The static vertical load, if necessary corrected for the dynamic load shift caused by the longitudinal force, is used if
the vertical load is not measured dynamically.
4.4 Constant-speed, fixed-braking slip method
This test method approaches the measurement of road surface friction using a fixed-braking slip technique,
providing a continuous record of the braking friction along the whole length of the test surface and enabling
averages to be obtained for any specified test length. For this reason, it is convenient for determining the uniformity
of the friction of test tracks.
The measurements are conducted using a 4.00-8 SRTT, which may be either an ISO patterned-tread tyre mounted
on a suitable test device or an ASTM E1551 smooth-tread tyre (see clause A.1). The test device comprises
transducer, instrumentation and actuation controls for forcing the test tyre to roll at a fixed braking slip condition
over a road surface at a constant speed while the test tyre is under a dynamically suspended fixed load.
The test apparatus is normally brought to a test speed of 65 km/h. The fixed slip is applied along the entire test
section. Longitudinal force, vertical load (if measured) and vehicle speed are recorded with the aid of suitable
instrumentation and data-acquisition equipment.
The braking coefficient of the road surface is determined from the ratio of the mean value of braking force to the
mean value of the simultaneous vertical load or to the static vertical load, if necessary corrected for the dynamic
load shift caused by the longitudinal force.
5 Pavement characteristics and surface conditions
Paved surfaces have different traction characteristics, which depend on many factors including surface texture,
binder content, usage, environmental exposure and surface conditions (i.e. wet or dry).
The values measured with an SRTT represent the peak- or slide-braking coefficients representative for tyres of the
general type in operation on passenger vehicles, on a prescribed road surface, and under user-defined surface
conditions. Such surface conditions can include the water depth used to wet the road surface and the type of
external water application method; variations in these conditions can influence the test results.
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ISO 8349:2002(E)
If the test apparatus is equipped with a road-surface watering system, the water shall be applied to the pavement
ahead of the test tyres by a nozzle supplied with the test system. The volume of water per unit length of wetted
width shall be directly proportional to the test speed. The water layer shall be at least 12,5 mm wider than the
test–tyre–road surface contact area width and applied so that the tyre is centrally located between the wetted
edges during the actual testing. The standard flow rate is 0,55 l/m travelled distance ± 10 %/m of wetted width.
A knowledge of the maximum steady-state braking friction serves as an additional tool in characterizing paved
surfaces. Research shows that for most road surfaces, the maximum or peak-braking-and-cornering (side-force)
friction developed between vehicle tyres and road surfaces are similar in magnitude. Thus, maximum braking
friction is useful as a reference value in evaluating vehicle stopping and directional performance under different
road surface conditions.
The values measured with the equipment and procedures stated in this International Standard do not necessarily
agree or correlate directly with those obtained by other road-surface friction-measurement methods.
The measured values represent the braking friction coefficient for a test track surface under the conditions specified
by the user. Both dry and externally wetted surfaces may be characterized. The values will depend on surface
conditions, which vary with time; therefore the measurements should be repeated frequently — preferably before
and after each vehicle test, and at least before and after each test day.
Do not perform wetted tests when wind conditions interfere with test repeatability.
NOTE For further information on measurement on wet surfaces, see annex C.
6 Constant-speed, transient braking force method
6.1 Apparatus
6.1.1 Vehicle
The motor vehicle used for the test shall be capable of maintaining constant test speeds of 20 km/h to 100 km/h
within ± 2 km/h, even at the maximum level of application of braking forces on a dry paved surface.
6.1.2 Braking system
The test apparatus shall be equipped with a braking system capable of producing sufficient braking torque to
produce the maximum value of braking test wheel longitudinal force at the conditions specified. The system shall
be able to control the rate of brake application so that the time interval between initial brake application and peak
longitudinal force is at least 0,3 s and subsequently automatically release the brake. In order to minimize tyre wear,
a maximum of 0,5 s to brake release is recommended.
6.1.3 Wheel load
The design of the apparatus shall be such as to provide a static vertical load of 4 500 ± 100 N to the test wheel
and, on detachable trailers, a static down-load of 500 N to 1000 N at the hitch point. The dynamic load shift shall be
not more than 10 % of the tyre—road braking force.
6.1.4 Suspension system
The suspension of the apparatus shall be capable of holding the side slip and camber angles of the test wheel at
0 ± 0,5° within the applicable range of test loads, longitudinal braking force coefficients and vertical suspension
displacements, under both static and dynamic test conditions.
6.1.5 Test tyre
For standard test conditions, the test tyre for pavement tests shall be an ASTM E1136 SRTT, in accordance with
annex A.
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ISO 8349:2002(E)
6.2 Instrumentation
6.2.1 Variables
Measure the following variables:
a) speed;
b) longitudinal wheel force;
c) vertical wheel force.
In addition, it is recommended that travelled distance be measured.
6.2.2 Measuring system
The transducers shall be installed according to the manufacturer's instructions where such instructions exist, so
that the variables corresponding to the terms and definitions of ISO 8855 or ASTM E867 can be determined. If the
transducer does not measure the values directly, appropriate changes to the reference system shall be made. The
exposed portions of the system shall tolerate 100 % relative humidity (rain or spray) and all other adverse
conditions, such as dust, shock and vibrations, which may be encountered in pavement test operations. The
instrumentation shall conform to the requirements of 6.2.3 to 6.2.7 at ambient temperatures between 5 °C and
40 °C.
6.2.3 Overall system accuracy and data-reading resolution
The overall system accuracy and data-reading resolution shall be at least the following.
Longitudinal and vertical wheel force: ± 1,5 % of applied force from 900 N to full scale over the range of
0 Hz to 5 Hz (e.g. at 1000 N, the applied calibration force of the system output shall be determinable to within
± 15 N).
Speed: ± 2 % of the indicated speed.
Travelled distance, if measured, should be of an accuracy of ± 1 % of the indicated distance or 1 m, whichever is
the greater.
6.2.4 Braking force
The transducer shall measure longitudinal reaction force within a range sufficient for measuring the friction forces of
the tested wheel. Under standard conditions, forces between 0 N and 6 000 N will be generated at the tyre–
pavement interface as a result of brake application. The transducer shall be of such design as to measure the tyre–
pavement interface force with minimum inertial effects; provision of an output directly proportional to force with
hysteresis of less than 1 % of the applied load, non-linearity of less than 1 % of the applied load up to the maximum
expected loading, and sensitivity to any expected cross-axis loading or torque loading of less than 1 % of the
applied load is recommended. The force transducer shall be mounted in such a manner as to experience less than
1° angular rotation with respect to its measuring plane at the maximum expected loading.
6.2.5 Vertical load
The transducer shall measure the vertical load at the test wheel during brake application. The transducer shall have
the same specifications as those described in 6.2.4.
6.2.6 Vehicle speed
The transducer shall provide speed resolution and accuracy of ± 1,5 % of the indicated speed or ± 1,0 km/h,
whichever is the greater. Output shall be directly viewable by the driver and shall be simultaneously recorded.
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ISO 8349:2002(E)
6.2.7 Vehicle travelled distance — Optional
If the vehicle travelled distance is measured, it is recommended that the transducer provide a resolution and
accuracy of ± 1 % of the indicated distance, or ± 1 m, whichever is the greater.
6.3 Signal conditioning
Transducers that measure parameters sensitive to inertial loading shall be designed or located such as to minimize
this effect. If this is not possible, data should be corrected for inertial loading if this effect exceeds 2 % of actual
data during expected operation. All signal-conditioning and recording equipment shall provide linear output and
shall allow data-reading resolution meeting the requirements of 6.2.3. All systems except the smoothing filter
specified below shall provide a minimum bandwidth of at least 0 Hz to 20 Hz (flat to within ± 1 %).
All strain-gage transducers shall be equipped with resistance shunt calibration resistors or equivalent that can be
connected before or after test sequences. The calibration signal shall be at least 50 % of the normal vertical load
and shall be recorded.
A digital data-acquisition system shall be employed to individually digitize the braking force, vertical load and
vehicle speed analogue outputs. The braking force, vertical load and test wheel speed input signals to be digitized
shall be sampled (as close to simultaneous as possible to minimize phase shifting) at 100 samples/s for each
channel from unfiltered analogue signals. If necessary, vehicle speed may be analogue-filtered to remove noise,
since this is a steady-state signal.
To prevent aliasing, caution must be exercized in digitizing data that contains any significant frequencies above
50 Hz or other types of analogue data. The analogue signals shall correspondingly be filtered before digitizing, for
which low-pass filters of order 4 or hi
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8349
Première édition
2002-04-01
Véhicules routiers — Mesurage du
coefficient d'adhérence
Road vehicles — Measurement of road surface friction
Numéro de référence
ISO 8349:2002(F)
©
ISO 2002
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ISO 8349:2002(F)
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ii © ISO 2002 – Tous droits réservés
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ISO 8349:2002(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions.2
4 Résumé des méthodes d'essai .2
5 Revêtements routiers et conditions de surface .4
6 Méthode de la force de freinage transitoire à vitesse constante.5
7 Méthode du glissement à vitesse constante et à freinage constant.11
8 Méthode du glissement fixe à vitesse constante .18
Annexe A (normative) Spécifications relatives au pneumatique de référence .24
Annexe B (normative) Méthode d'étalonnage.29
Annexe C (informative) Mesurage sur surfaces mouillées .30
Bibliographie.31
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ISO 8349:2002(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 8349 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité SC 9, Dynamique
des véhicules et tenue de route.
Cette première édition annule et remplace la première édition de l'ISO/TR 8349:1986, qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Les annexes A et B constituent des éléments normatifs de la présente Norme internationale. L'annexe C est
donnée uniquement à titre d'information.
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ISO 8349:2002(F)
Introduction
Au cours de l'élaboration des méthodes d'essai de comportement des véhicules, l'ISO/TC22/SC 9 a estimé qu'il
était nécessaire de définir des méthodes d'essai permettant d'évaluer les caractéristiques d'adhérence d'une
surface d'essai pour les essais de comportement et de freinage avec roues non bloquées, en utilisant l'adhérence
maximale plutôt que l'adhérence roues bloquées qui, jusqu'à présent, était la mesure de l'adhérence entre
pneumatique et route, la plus couramment utilisée.
L'adhérence entre pneumatique et route qui détermine les limites du freinage et les performances de
comportement est en effet l'adhérence obtenue, les roues étant en rotation, avec un glissement longitudinal
inférieur à 20 % et des angles de dérive inférieurs à 20°. Les valeurs maximales de l'adhérence se situent
normalement dans ces plages. Les recherches ont également montré l'existence d'une forte corrélation entre les
valeurs maximales longitudinale et latérale, mais pas entre ces dernières et l'adhérence avec roue bloquée.
Des procédures ainsi que des équipements d'essai d'adhérences longitudinale et transversale existent déjà et sont
largement utilisés. Les différents pays ont tendance à favoriser soit les procédures d'essai longitudinales, soit les
procédures d'essai transversales.
Par suite de ces difficultés, le travail de l'ISO/TC 22/SC 9 a tout d'abord abouti au rapport technique ISO/TR 8349,
dans lequel deux méthodes fondamentales de mesure avec quatre pneumatiques de référence ont été proposées
pour évaluation. Les deux méthodes utilisées consistent à mesurer l'adhérence longitudinale avec un glissement
constant de 15 % d'une part, et à mesurer l'adhérence transversale avec un angle de dérive constant de 20°. Ces
deux méthodes sont bien établies et sont traditionnellement utilisées par les organismes responsables des routes
et des aéroports pour obtenir des valeurs d'adhérence de référence. Puisqu'il s'agit de mesures effectuées en
continu, on évalue au cours d'un seul essai l'uniformité de l'adhérence le long de la piste et, simultanément, la
valeur moyenne de l'adhérence sur la longueur de piste utilisée pour l'essai du véhicule. Pour des essais de
freinage, la sensibilité de l'adhérence à la vitesse est intéressante. On peut l'obtenir en faisant des essais, à deux
vitesses ou plus, en fonction de la précision souhaitée. Dans la plupart des cas, deux vitesses suffisent.
Dans le domaine des essais de comportement et de freinage, l'utilisation de véhicules d'essai spéciaux a été très
limitée et réduite essentiellement aux remorques d'essai roues bloquées, conformément à la norme ASTM
(American Society for Testing and Materials), puisque la réglementation fédérale de sécurité des États-Unis pour
les véhicules à moteur (FMVSS) se référait à l'adhérence roues bloquées conformément à la norme ASTM.
Au sein des Nations Unies, la Commission Économique pour l'Europe (CEE), dans le Règlement n° 13 sur le
freinage, a établi une méthode de mesurage du coefficient d'adhérence maximum de la surface d'essai utilisant le
véhicule d'essai lui-même, préparé pour ne freiner que sur un seul essieu. Les pneumatiques du véhicule d'essai
sont utilisés comme pneumatiques de référence. La force de freinage constante maximale qui peut être utilisée
sans blocage des roues correspond à la définition par la CEE d'une adhérence de référence appelée le coefficient
d'adhérence maximale, K. Il représente le minimum de la valeur maximale sur la surface de la piste dans l'intervalle
de vitesse compris entre 40 km/h et 20 km/h.
La méthode de la CEE repose sur l'hypothèse d'une surface d'adhérence uniforme, non sensible à la vitesse, et
d'un véhicule d'essai dont la force de freinage est constante pour une pression de freinage constante. Cette
hypothèse n'étant pas normalement vérifiée, cette méthode fournit une valeur d'adhérence de référence inférieure
à l'adhérence maximale moyenne effective le long de la piste contrôlée. La différence dépend de la sensibilité de
l'adhérence entre pneumatique et route à la vitesse, du taux de freinage du véhicule ainsi que des fluctuations de
l'adhérence le long de la piste d'essai.
Malgré les raisons objectives en faveur de l'adoption de l'une des méthodes de mesure continue de l'adhérence
proposées dans l'ISO/TR 8349, les États-Unis, dans la dernière proposition de réglementation (FMVSS 135) pour
le freinage des voitures particulières, ont choisi la norme ASTM E1337-90 pour déterminer l'adhérence
longitudinale maximale. Cette méthode prévoit d'utiliser le même équipement que celui utilisé pour la mesure de
l'adhérence roues bloquées, conformément à la norme ASTM E274-90, mais elle utilise un nouveau pneumatique
d'essai de référence ASTM E1136. Les constructeurs automobiles des États-Unis utilisent déjà cette méthode.
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ISO 8349:2002(F)
La CEE n'a pas repris la nouvelle norme de mesure de l'adhérence maximale ASTM ni les différentes options de
l'ISO/TR 8349, mais elle s'efforce d'améliorer la méthode CEE existante de détermination de la valeur K.
L'ISO/TR 8349 a été critiqué aux États-Unis et par certains autres membres du SC 9 pour qui il présenterait un
nombre excessif d'options et manquerait de clarté dans la corrélation entre ces options.
Dans ce contexte, l'ISO/TC22/SC 9 a décidé de reconsidérer l'approche de l'ISO/TR 8349. Il a été décidé de ne
pas inclure la méthode de la CEE, en raison des inconvénients mentionnés plus haut. De plus, il a été considéré
trop compliqué de mesurer à la fois les adhérences longitudinale et transversale, et que la corrélation entre les
deux était suffisamment forte pour justifier de ne mesurer que l'une d'entre elles. L'adhérence longitudinale a été
préférée car elle est la plus courante dans la législation automobile et pour l'approbation des pneumatiques de
première monte par les constructeurs automobiles.
Ainsi, la présente Norme internationale définit trois options de mesure de l'adhérence longitudinale, dont le choix
dépend des moyens disponibles et de son utilisation ultérieure. Deux types de pneumatiques d'essai de référence
seulement sont utilisés: l'un de dimensions correspondant à une voiture particulière, et l'autre de petite taille pour
un équipement peu coûteux.
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NORME INTERNATIONALE ISO 8349:2002(F)
Véhicules routiers — Mesurage du coefficient d'adhérence
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie des méthodes d'essai pour déterminer des valeurs caractéristiques des
forces d'adhérence longitudinales des revêtements routiers en utilisant soit un pneumatique d'essai de référence
normalisé, soit le pneumatique du véhicule d'essai. Des méthodes d'essai générales et leur validité y sont
présentées pour déterminer les taux de freinage maximal et de freinage roues bloquées sur des surfaces d'essai
réelles, les caractéristiques de la surface d'essai étant déterminées et contrôlées par l'utilisateur au moment de
l'essai. Les procédures et particularités des essais et de la documentation relative à la surface d'essai sont aussi
spécifiées.
L'objet de la présente Norme internationale est de contribuer à l'harmonisation des résultats d'essais effectués sur
des pistes différentes. Les valeurs mesurées avec des pneumatiques d'essai de référence normalisés doivent
constituer des valeurs de référence normalisées indiquant les caractéristiques d'adhérence de pistes d'essai et de
revêtements routiers représentatifs pour les pneumatiques de voitures particulières.
Certaines des méthodes indiquées peuvent également être utilisées pour mesurer les caractéristiques d'adhérence
pour un pneumatique d'essai spécifique sur la piste d'essai.
Les valeurs obtenues permettent de quantifier le taux de freinage maximal, le taux de freinage quasi maximal ou
taux de freinage roues bloquées au moment de l'essai et ne représentent pas nécessairement des valeurs fixes.
Les valeurs mesurées avec des pneumatiques de référence doivent constituer des valeurs de référence indiquant
certaines caractéristiques d'adhérence des pistes d'essai et des revêtements routiers.
La présente Norme internationale ne prétend pas traiter tous les problèmes de sécurité associés à son utilisation.
Il appartient à l'utilisateur de s'informer et de définir des pratiques saines et de sécurité appropriées et de
déterminer l'applicabilité des limitations réglementaires avant tout emploi de cette norme.
NOTE 1 L'adhérence est affectée par de nombreux paramètres tels que les conditions ambiantes, l'utilisation, l'âge et la
contamination des surfaces. Les valeurs mesurées ne sont valides qu'en l'absence de variation significative de l'un de ces
paramètres.
NOTE 2 Les valeurs du taux de freinage mesurées par les procédures indiquées dans la présente Norme internationale ne
sont pas nécessairement en accord ou en corrélation directe avec celles obtenues par d'autres méthodes de mesure du
coefficient de surface.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 8855:1991, Véhicules routiers — Dynamique des véhicules et tenue de route — Vocabulaire
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ISO 8349:2002(F)
ASTM E178-94, Standard Practice for Dealing With Outlying Observations
ASTM E274-97, Standard Test Method for Skid Resistance of Paved Surfaces Using a Full-Scale Tire
ASTM E556-95 (2000), Standard Test Method for Calibrating a Wheel Force or Torque Transducer Using a
Calibration Platform (User Level)
ASTM E867-97, Terminology Relating to Vehicle-Pavement Systems
ASTM E1136-93 (1998), Standard Specification for A Radial Standard Reference Test Tire
ASTM F377-94a (1999), Standard Practice for Calibration of Braking/Tractive Measuring Devices for Testing Tires
ASTM E1551-93a (1998), Standard Specification for Special Purpose, Smooth-Tread Tire, Operated on Fixed
Braking Slip Continuous Friction Measuring Equipment
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions donnés dans l'ISO 8855 et
l'ASTM E867 ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1
essai «chirp»
application progressive du couple de freinage requise pour produire la valeur maximale de la force de freinage
longitudinale précédant le blocage des roues, suivie du desserrage du frein pour empêcher l'usure du pneumatique
due au blocage de la roue (glissement du pneumatique)
4 Résumé des méthodes d'essai
4.1 Généralités
La présente Norme internationale spécifie les méthodes alternatives suivantes pour mesurer les forces
d'adhérence longitudinales.
Une méthode à vitesse constante et force de freinage transitoire pour le mesurage de l'adhérence maximale et
de l'adhérence roues bloquées; elle utilise un pneumatique de référence normalisé ASTM E1136 ou, pour des
applications particulières, d'autres pneumatiques de dimensions correspondant à ceux de voitures
particulières. Cette méthode fournit des valeurs moyennes issues de mesures ponctuelles de l'adhérence
maximale et de l'adhérence roues bloquées.
Une méthode à vitesse constante et glissement constant pour la mesure de l'adhérence maximale et de
l'adhérence roues bloquées; elle utilise un pneumatique de référence normalisé ASTM E1136 ou, pour des
applications particulières, d'autres pneumatiques de dimensions correspondant à ceux de voitures
particulières. Cette méthode assure un contrôle rapide de l'uniformité et de l'adhérence maximale de référence
de la surface d'essai sur la base d'une mesure continue sur toute la longueur concernée de la piste; elle fournit
aussi des valeurs moyennes issues de mesures ponctuelles de l'adhérence roues bloquées.
Une méthode à vitesse constante et glissement fixe pour la mesure d'une valeur d'adhérence caractéristique
proche de l'adhérence maximale réelle; elle utilise un pneumatique de référence de petite dimension: soit un
pneumatique ISO avec sculptures sur la bande de roulement, soit un pneumatique à bande de roulement lisse
(voir article A.1). Il s'agit là d'une méthode rapide et peu onéreuse qui permet d'obtenir une adhérence de
référence et un contrôle d'uniformité de la piste d'essai ou du revêtement routier.
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4.2 Méthode de la force de freinage transitoire à vitesse constante
Cette méthode permet d'obtenir des valeurs moyennes de l'adhérence maximale et de l'adhérence roues bloquées
sur la base de mesures ponctuelles.
L'appareillage d'essai est normalement amené à une vitesse d'essai de 65 km/h. Le frein est serré
progressivement jusqu'à obtention d'un couple de freinage suffisant pour produire la force de freinage maximale
avant blocage des roues. La force longitudinale, la charge verticale et la vitesse du véhicule sont enregistrées au
moyen d'une instrumentation et d'un matériel d'acquisition de données appropriés.
Le taux de freinage maximal sur le revêtement routier est déterminé en calculant le rapport de la valeur maximale
de la force de freinage à la charge verticale simultanée observée avant le blocage des roues lors de l'augmentation
progressive du couple de freinage.
Le taux de freinage roues bloquées est le rapport de la force longitudinale à la roue qui glisse, à la force verticale
moyenne pendant une seconde, en commençant 0,2 s après le blocage de la roue d'essai.
4.3 Méthode du glissement à freinage constant et à vitesse constante
Il s'agit d'une méthode à vitesse constante et glissement constant pour la mesure continue de l'adhérence
maximale et l'adhérence roues bloquées. Cette méthode permet d'obtenir, d'une part, un contrôle rapide de
l'uniformité et de l'adhérence maximale de référence de la surface d'essai par une mesure continue sur la totalité
de la longueur de piste concernée, et d'autre part, des valeurs moyennes de l'adhérence roues bloquées par des
mesures ponctuelles. C'est pourquoi cette méthode est également pratique pour déterminer l'uniformité de
l'adhérence maximale des pistes d'essai.
Le dispositif d'essai comporte un capteur, une instrumentation et des actionneurs permettant de forcer le
pneumatique d'essai à rouler pour tout glissement déterminé, compris entre 0 % et 40 %, et de freiner le
pneumatique d'essai jusqu'au blocage sur un revêtement routier à vitesse constante, tandis que le pneumatique
d'essai est soumis à une charge déterminée, dynamiquement suspendue.
L'appareillage d'essai est normalement amené à une vitesse d'essai de 65 km/h. On imprime un glissement
donnant la force de freinage maximale ou bien, en cas de mesure de l'adhérence roues bloquées, on freine avec
une force suffisante pour bloquer les roues. La force longitudinale, la charge verticale (si elle est mesurée) et la
vitesse du véhicule sont enregistrées au moyen d'une instrumentation et d'un matériel d'acquisition de données
appropriés.
Le glissement correct pour la valeur maximale de l'adhérence à glissement constant s'obtient en appliquant une
procédure continue ou par étapes de balayage du glissement pour chaque combinaison de pneumatique, de
charge, de vitesse et de surface de piste.
Le taux de freinage maximal du revêtement routier est obtenu par le rapport de la valeur maximale de la force de
freinage à la charge verticale au même instant.
Le coefficient d'adhérence roues bloquées est le rapport de la force longitudinale à la roue bloquée, à la force
verticale moyenne pendant une seconde, en commençant 0,2 s après le blocage de la roue d'essai.
La charge statique verticale corrigée, si nécessaire, par le transfert de charge dynamique causé par la force
longitudinale, est utilisée si la charge verticale n'est pas mesurée en dynamique.
4.4 Méthode du glissement fixe à vitesse constante
Cette méthode d'essai permet de mesurer le coefficient d'adhérence du revêtement routier au moyen d'une
technique de glissement à freinage constant; elle prévoit un enregistrement continu de l'adhérence de freinage sur
toute la longueur de la surface d'essai et permet d'obtenir des moyennes pour toute longueur d'essai donnée. C'est
pourquoi la méthode en question est pratique pour déterminer l'uniformité de l'adhérence des pistes d'essai.
Les mesurages sont effectués au moyen d'un pneumatique d'essai de référence normalisé 4.00-8, qui peut être
soit un pneumatique ISO avec sculptures sur la bande de roulement, monté sur un dispositif d'essai approprié, soit
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ISO 8349:2002(F)
un pneumatique à bande de roulement lisse ASTM E1551 (voir article A.1). Le dispositif d'essai comporte un
capteur, une instrumentation et des actionneurs, permettant de forcer le pneumatique d'essai à rouler, pour un
glissement donné, sur un revêtement routier à vitesse constante tandis que le pneumatique d'essai est soumis à
une charge donnée dynamiquement suspendue.
L'appareillage d'essai est normalement amené à une vitesse d'essai de 65 km/h. On imprime le glissement défini
sur toute la section d'essai. La force longitudinale, la charge verticale (si elle est mesurée) et la vitesse du véhicule
sont enregistrées au moyen d'une instrumentation et d'un matériel d'acquisition de données appropriés.
Le coefficient d'adhérence du revêtement routier est déterminé par le rapport de la valeur moyenne de la force de
freinage à la valeur moyenne de la charge verticale ou à la charge statique verticale corrigée, si c'est nécessaire,
par le transfert de charge dynamique provoqué par la force longitudinale.
5 Revêtements routiers et conditions de surface
Les revêtements routiers ont différentes caractéristiques de motricité, qui dépendent de nombreux facteurs, dont la
texture de la surface, la teneur en liant, l'utilisation, l'environnement auquel ils sont exposés et les états de surface
(surfaces sèches ou humides).
Les valeurs mesurées avec un pneumatique d'essai de référence normalisé représentent les taux de freinage
maximaux ou roues bloquées, représentatifs du type de pneumatiques utilisé généralement sur les voitures
particulières, sur un revêtement routier prescrit et sur des états de surface définis par l'utilisateur. Ces états de
surface peuvent inclure la hauteur d'eau utilisée pour humidifier le revêtement routier, et la méthode d'aspersion de
l'eau. Des modifications de ces conditions peuvent influencer les résultat d'essai.
Si l'appareillage d'essai est équipé d'un système d'arrosage du revêtement routier, l'eau doit être projetée sur le
revêtement routier, en avant des pneumatiques d'essai, par une buse livrée avec le dispositif d'essai. Le volume
d'eau par unité de longueur de la portion de piste humidifiée doit être directement proportionnel à la vitesse d'essai.
La couche d'eau doit déborder d'au moins 12,5 mm de chaque côté de la zone de contact entre le pneumatique
d'essai et la surface de la route; cette couche d'eau doit en outre être appliquée de manière que le pneumatique
soit centré entre les bords de la largeur humidifiée pendant l'essai réel. Le débit normal est de 0,55 l/m de distance
parcourue ± 10 %/m de largeur humidifiée.
La connaissance de l'adhérence maximale en régime stabilisé est un outil supplémentaire pour caractériser la
surface des revêtements routiers. Les recherches montrent que, pour la plupart des revêtements routiers, les
adhérences maximales longitudinale et transversale (force transversale) obtenues entre les pneumatiques du
véhicule et la surface de la route sont du même ordre de grandeur. L'adhérence maximale longitudinale est donc
utile comme valeur de référence pour évaluer les performances directionnelles ou d'arrêt d'un véhicule pour
différents états du revêtement routier.
Les valeurs mesurées avec le matériel et les procédures indiquées dans la présente Norme internationale ne sont
pas nécessairement en accord ou en corrélation directe avec celles obtenues par d'autres méthodes de mesure de
l'adhérence du revêtement routier.
Les valeurs mesurées représentent le coefficient d'adhérence au freinage pour une piste d'essai dont la surface a
été placée dans des conditions définies par l'utilisateur. Il peut être nécessaire de caractériser des surfaces sèches
et des surfaces humidifiées artificiellement. Les valeurs obtenues dépendent des conditions de surface qui varient
dans le temps; par conséquent, les mesures doivent être répétées fréquemment, de préférence avant et après
chaque essai du véhicule et au moins en début et fin de chaque journée d'essai.
Ne pas procéder à des essais avec humidification du revêtement lorsque les conditions de vent compromettent la
répétabilité de l'essai.
NOTE Pour avoir plus d'informations sur le mesurage sur surfaces mouillées, voir annexe C.
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ISO 8349:2002(F)
6 Méthode de la force de freinage transitoire à vitesse constante
6.1 Appareillage
6.1.1 Véhicule
Le véhicule à moteur utilisé pour l'essai doit être capable de maintenir des vitesses d'essai constantes de 20 km/h
à 100 km/h à ± 2 km/h, même au niveau maximum d'application des forces de freinage sur un revêtement routier
sec.
6.1.2 Système de freinage
L'appareillage d'essai doit être équipé d'un système de freinage capable de fournir un couple de freinage suffisant
pour produire la valeur maximale de la force longitudinale de freinage de la roue dans les conditions spécifiées. Ce
système doit être capable de contrôler le taux de freinage, de sorte que l'intervalle de temps entre l'actionnement
initial du frein et la force longitudinale maximale soit d'au moins 0,3 s, puis de relâcher automatiquement le frein.
Pour réduire autant que possible l'usure du pneumatique, il est suggéré de respecter un maximum de 0,5 s
jusqu'au relâchement du frein.
6.1.3 Charge sur la roue
L'appareillage doit être conçu de manière à appliquer une charge verticale statique de 4500 ± 100 N sur la roue
d'essai et, sur les remorques dételables, une charge statique dirigée vers le bas de 500 N à 1000 N au point
d'attelage. Le transfert de charge dynamique ne doit pas dépasser 10 % de la force de freinage entre pneumatique
et route.
6.1.4 Système de suspension
Le système de suspension de l'appareillage doit être capable de maintenir les angles de dérive et de carrossage
de la roue d'essai de 0° ± 0,5° dans la plage applicable des charges d'essai, des coefficients de friction
longitudinaux et des déplacements verticaux du système de suspension, dans des conditions d'essai statique
comme d'essai dynamique.
6.1.5 Pneumatique d'essai
Le pneumatique d'essai doit, pour des conditions normalisées, être un pneumatique
...
Questions, Comments and Discussion
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