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網球場可分為(wei) 室外和室內(nei) 兩(liang) 種,且各有不同的球場表麵。草地網球是zui基本的戶外場地,網球場的性能取決(jue) 於(yu) 球場表麵類型。球場表麵狀況影響到比賽選手的運動和球的反彈,快速適應場地是選手取得成績的關(guan) 鍵。但是,由於(yu) 草地球場對草的特質、規格要求*,加之氣候的限製以及保養(yang) 與(yu) 維護費用昂貴,很難被推廣到世界各地。目前每年的寥寥幾個(ge) 草地職業(ye) 網球賽事幾乎都是在英倫(lun) 三島上舉(ju) 行,且時間集中在六、七月份,溫布爾登錦標賽是其中zui古老也zui負盛名的一項。
季節的限製、天氣的無常和高昂的維護費用,迫切需求一種新的運動場地來代替天然草地。於(yu) 是,土場應運而生。這種場地zui早使用沙土做成的,造價(jia) 低廉且有土地的舒適,但排水是一個(ge) 大問題。在20世紀初,歐洲人發明了快幹場地,即在場地表麵鋪上一層碎磚末或火山灰等物,這樣水就會(hui) 很快滲下,地表幹燥的速度就快了很多。大洋對岸,美國人發明了綠土場,即把本土產(chan) 天然的綠石塊粉碎鋪在場地表麵,而不像歐洲那樣用磚末。這兩(liang) 種場地就是現在所謂的土場。在降雨多或地下滲水條件不好的地區,排水可以修建地下排水係統解決(jue) ;在幹燥地區,相反的就要修建地下的灌溉係統。zui典型的代表是紅土場地的法網公開賽。此種場地特點是球落地時與(yu) 地麵有較大的摩擦,球速較慢,球員在跑動中特別是在急停急回時會(hui) 有很大的滑動餘(yu) 地,這就決(jue) 定了球員必須具備比在其他場地上更出色的體(ti) 能、奔跑和移動能力,以及頑強的意誌。之後又出現了混凝土場地、瀝青場地和木製場地,隨著合成材料的發展,塑膠場地、地毯場地和人造草場地相繼進入人們(men) 視線。不同場地具有不同特點,不同賽事也會(hui) 選擇不同類型的場地。因此,為(wei) 滿足不同賽事的需求,需要對各種場地提出一個(ge) 統一的評估標準。
1. ITF品質概念的級別和測試內(nei) 容
ITF根據網球在球場表麵的反彈速度將網球場地分為(wei) 五類(如圖1),一種產(chan) 品要想獲得ITF場地分類認證,需要到ITF的實驗室進行表麵速率試驗測定。ITF場地分類認證程序如圖2。
圖1 網聯關(guan) 於(yu) 網球地認證分類
圖2 ITF場地分類認證程序
2.ITF品質概念的測試方法
網球場測試標準分為(wei) :場地朝向、外觀、尺寸規格;場地固定物、基礎、排水及照明設施;場地坡度、平整度和場地表麵物理機械性能的測試。
2.1 實驗室測試
實驗室測試內(nei) 容包括反彈值、滑動阻力、衝(chong) 擊吸收、地麵速率和滲水性。實驗室測試內(nei) 容和指標如表1所示:
表1.實驗室測試內(nei) 容和指標
測試內容 | 指標 |
反彈值 /% | ≥80 |
滑動阻力 /N | 60~80 |
衝(chong) 擊吸收 /% | 5~15(一般運動) 15~20(國內(nei) 賽事) 20~35(巡回賽) |
地麵速率 | 30~45 |
滲水率 /% | 0 |
測試樣品尺寸:
600×600 mm,共4塊(測3塊、存檔1塊)
標樣:硬質混凝土麵層,至少300×300×50 mm
測試環境:
場地測試:zui常見的環境溫度和濕度
實驗室測試:(樣品放置在標準環境中3h後測試)
溫度:23±2℃
濕度:無特殊要求。如果樣品對濕度敏感,需將樣品置於(yu) 相對濕度為(wei) 50±5%的條件下88h
1)反彈值測試
如今使用的網球反彈試驗標準是在1925年製定的。試驗時將網球一定高度垂直落下,測量其在試樣和表樣上的反彈高度。標準要求所有類型網球的反彈高度在53~58英尺(1.35~1.47m)之間,對於(yu) 比賽用球的反彈高度要求在48~53英尺(1.22~1.35m)之間。
反彈值測試方法是ITF CS 02/02,測試裝置見圖3。將標準網球從(cong) 2.54±0.01 m的高度自由落體(ti) ,測量其在拋光大理石板上的反彈高度(BHTref),重複試驗5次;將標準網球從(cong) 同樣高度自由落體(ti) ,測量其在測試樣品上的反彈高度測求在樣品和標樣上的反彈高度(BHTtest),重複試驗5次。根據ITF規定,BPR應不小於(yu) 80,且同一樣品的差值不大於(yu) 10。
反彈值:
BPR —網球反彈值
BHTtest—網球在樣品上的反彈高度,m
BHTref—網球在標樣上的反彈高度,m
圖3反彈值測試裝置
2)滑動阻力測試
滑動阻力以防滑性能差異來表示。滑動阻力試驗儀(yi) 器如圖4所示。試驗時擺錘高度為(wei) 125±1mm,先做3次適應性擺動再測試。試驗至少要重複5次,試驗數據取平均值。
防滑性能差異:
圖4滑動阻力測試
3)衝(chong) 擊吸收測試
試驗裝置如圖5所示,衝(chong) 擊重物為(wei) 20kg。
圖5衝(chong) 擊吸收測
表2 衝(chong) 擊吸收ITF指標
衝擊吸收 /% | 5~15(一般運動) 15~20(國內(nei) 賽事) 20~35(巡回賽) |
DELTA德爾塔儀(yi) 器——塑膠跑道衝(chong) 擊吸收檢測儀(yi)
DELTA德爾塔儀(yi) 器——塑膠跑道衝(chong) 擊吸收檢測儀(yi) 主要用於(yu) 塑膠運動場地的衝(chong) 擊吸收性能測試。儀(yi) 器重錘模擬人體(ti) 作用效果衝(chong) 擊合成麵層,通過計算機計算出測試結果。本儀(yi) 器試驗能力強、移動靈巧方便,便於(yu) 各種環境下的測試。試驗精度高,數據重複性好。塑膠跑道衝(chong) 擊吸收檢測儀(yi) 滿足標準BS EN14808-2005《運動場地麵層衝(chong) 擊吸收測定方法》;GB/T 14833-2011《合成材料跑道麵層》;GB/T 22517.6-2011《體(ti) 育場地使用要求及檢驗方法 第6部分:田徑場地》;GB/T 19851.11-2005《中小學體(ti) 育器材和場地 第11部分 合成材料麵層運動場地》;GB/T 19995.2-2005《天然材料體(ti) 育場地使用要求及檢驗方法 第2部分:綜合體(ti) 育場館木地板場地》;GB******-****《中小學合成材料麵層運動場地(征求意見稿)》等標準規定試驗要求。
4)地麵速率測試(ITF場地分類認證)
網球場地麵速率的*測試方法被規定為(wei) ITF CS 01/01,該方法在1997年出版的ITF網球場表麵測試標準中提及。網球場地麵速率的測試係統被稱之為(wei) Sestée(圖6),該係統使用內(nei) 置的激光技術能呈現網球的彈射和反射軌跡。網球是彈出時與(yu) 水平麵呈16°的離出角,以30m/s的速度由氣動發射器發射出去。地麵速率主要由網球與(yu) 場地表麵的摩擦力(摩擦係數,COF)決(jue) 定,此外還與(yu) 場地的彈性(回彈係數,COR)有關(guan) 。摩擦力越大,反射速率越小;回彈係數越大,減速越明顯。
圖6:Sestée係統
地麵速率的計算:
入(反)射速度分量:
Vix=Vicosθ;Viy=Visinθ
Vfx=VfcosΦ;Vfy=VfsinΦ
Vi— 網球的入射速度,m/s
Vf— 網球的反彈速度,m/s
θ— 網球的入射角度,°
Φ— 網球的反彈角度,°
5)滲水性(率)測試
滲水性測試方法為(wei) :測試單位時間下降的水位高度。內(nei) 圈為(wei) 測試區,外圈防止內(nei) 圈水側(ce) 漏,如圖7。
滲水率:
η —滲透率,mm/min
h—下降的水位,mm
t—滲水時間,min
圖7滲水性測試
2.2場地測試
場地測試內(nei) 容包括場地速率、恢複係數、滑動阻力、能量償(chang) 還、地形尺寸和一致性測試。
滑動阻力測試的是球與(yu) 場地表麵相對運動的阻力。
阻力係數是水平阻力與(yu) 場地法向垂直力的比值。粗糙場地摩擦力係數大,球在水平方向的速度遞減大。在這種場地打球,會(hui) 感覺到比較慢。
能量償(chang) 還指的是球場表麵反彈回來的能量。能量償(chang) 還表現在球撞擊場地後豎直方向上能量的減小。
回彈係數(COR)表示的是反彈後豎直方向的速度與(yu) 反彈前豎直方向速度之比。回彈係數大的場地網球速度慢,選手有更多的時間擊球。
地形尺寸包括場地表麵的規整性(平整度)、場地的傾(qing) 斜度與(yu) 平麵度和場地相對位置的標誌線。
一致性指的是場地全部運動區的均一性與(yu) 隨時間、使用和維護的穩定性。
場地速率和反彈值測試至少要在場地四個(ge) 不同位置進行,如圖8所示。四個(ge) 不同測試點分別代表高頻、中頻、低頻使用區和球場界線。
圖8 場地測試位置點
1)場地速率測試
場地速率測試(CPR)是表征網球和場地相互作用的一種方法,包括兩(liang) 個(ge) 方麵:阻力測試和垂直回複,前者主要表征球擊地後速度水平方向分量的減少,後者主要表征連續彈跳的時間間隔。
圖9 場地速率測試和發球機
CPR方法的理論模型假設擊地過程中球和場地是剛性的,且球以一定速率一定角度無旋轉(或≤3r/sec)的射出,球速測試儀(yi) 器(如圖所示)誤差要求小於(yu) ± 0.05 m/s。測試時球的入射角為(wei) 16 ± 2°,入射速率為(wei) 30 ± 2 m/s。測試用數網球為(wei) 三個(ge) ,每個(ge) 網球測試三次,測試過程中,若測試點場地損害應改變測試點或等場地複原後繼續測試。
圖10場地速率測試儀(yi) 器
數據處理
vix:網球水平方向入射速率(m/s)
viy:網球垂直方向入射速率(m/s)
vfx:網球水平方向反射速率(m/s)
vfy:網球垂直方向反射速率(m/s)
e:恢複係數 (COR)
μ:摩擦係數 (COF)
a:速率常數(150)
b:主恢複係數
CPP:場地速率
根據場地速率,球場被分成5類如表:
表3.場地速率類型
類型 | CPR |
慢速 | ≤29 |
中慢速 | 30~34 |
中速 | 35~39 |
中快速 | 40~44 |
快速 | ≥45 |
根據摩擦係數和恢複係數,球場被分成以下3類如表4:
表4.恢複係數和摩擦係數
類型 | COP | COF |
高 | ≥0.85 | ≥0.71 |
中 | 0.79~0.84 | 0,56~0.70 |
低 | ≤0.78 | ≤0.55 |
CPR與(yu) COP和COF間的轉換見圖11,隨著摩擦係數和恢複係數的減小,CPR增大,網球在場地的運動速率加快。
圖11.CPR與(yu) COP/COF轉換關(guan) 係
2)反彈值測試
ITF關(guan) 於(yu) 場地反彈值測試方法同實驗室測試方法。同一場地不同測試點BPR的波動為(wei) zui大BPR與(yu) zui小BPR之差。
3)平整性測試(ITF CS 02/02)
平整性測試的方法是ITF CS 02/02
表5.ITF場地平整性測試標準
丙烯酸 | 粘土/人造草 | 瀝青/混凝土及其他 | 粘土 | 天然草地 | |
平坦性 | 6mm | 單層10mm 多層8mm | 6mm | ||
偏差 | 2(PPA)/4(TPA) | 4(PPA)/8(TPA) | N/A | ||
斜度 | 1:100 | 1:120 | 1:200 | ||
平整性 | 激光鋪設±10mm 手工鋪設±25mm |
注:PPA:主運動區域;TPA:全場
3)斜度和平整性測試
理想的網球場應表麵平整且在同一水平麵上。即使為(wei) 了便於(yu) 排水,場地有所傾(qing) 斜,但場地也應該保持在同一水平麵上。場地傾(qing) 斜度應盡量減小對比賽的影響,當場地必須傾(qing) 斜以便於(yu) 排水時,場地的傾(qing) 斜方向如圖12所示。
網球場地的測試方法是ITF CS 03/02,ITFTU推薦的斜度和平整性如表6。
圖12場地的傾(qing) 斜方向
表6.ITF推薦斜度和平整度
丙烯酸 | 粘土/人造草 | 瀝青/混凝土及其他 | 粘土 | 天然草地 | |
斜度 | 1:100 | 1:120 | 1:200 | ||
平整性 | 激光鋪設±10mm 手工鋪設±25mm |