F1 赛道新沥青对轮胎消耗的影响分析:保胎还是费胎?
F1 赛道作为顶级赛车运动的舞台,其表面特性对赛车性能有着决定性影响,尤其是与轮胎的相互作用。赛道表面的沥青特性直接关系到轮胎的抓地力、温度管理和磨损率,这些因素又进一步影响车队的比赛策略和车手的驾驶风格。
1.1 沥青特性与轮胎磨损的基本原理
赛道沥青对轮胎的影响主要通过以下几个关键特性实现:
表面粗糙度:是影响轮胎磨损的最直接因素。粗糙的表面会增加轮胎与路面之间的摩擦力,提高抓地力,但同时也会加速轮胎磨损。根据研究,表面粗糙度每增加 1 个单位,轮胎磨损率平均增加 12%-15%(23)。
硬度与弹性模量:沥青的硬度决定了其抵抗变形的能力。硬度较高的沥青表面能保持更好的形状,减少轮胎与路面接触时的能量损失,但也会增加剪切力,可能导致更严重的磨损。弹性模量高的路面材料在受到载荷时不易变形,从而保持较高的摩擦系数(23)。
摩擦系数:是衡量轮胎与路面之间抓地力的关键指标。摩擦系数越高,轮胎的抓地力越强,但同时也意味着更大的摩擦力和潜在的更高磨损。新铺设的沥青路面通常具有较高的初始摩擦系数,随着使用时间延长而逐渐降低(24)。
温度敏感性:沥青是温度敏感材料,在不同温度下表现出不同的物理特性。高温会使沥青软化,增加轮胎与路面的接触面积,提高抓地力,但也可能导致更严重的磨损和轮胎颗粒化;低温则使沥青变硬,降低抓地力,增加轮胎磨损的不均匀性(22)。
1.2 新沥青路面的特性变化规律
新铺设的沥青路面与使用一段时间后的路面相比,具有明显不同的特性变化规律:
初期特性:新铺设的沥青路面通常具有较高的初始摩擦系数,但这种高摩擦系数往往不稳定。刚铺设的沥青表面可能覆盖有一层沥青油膜,这会暂时降低摩擦系数;随着油膜逐渐挥发或被轮胎磨去,摩擦系数会逐渐增加(22)。
中期特性:新路面使用 1-3 个月后,表面逐渐稳定,摩擦系数达到峰值。此时路面既保持了足够的粗糙度,又没有过多的松散颗粒,提供最佳的抓地力和相对稳定的磨损率(24)。
长期特性:随着使用时间延长,路面逐渐磨损,粗糙度降低,摩擦系数也随之下降。研究表明,沥青路面摩擦系数年降低幅度约在 20% 左右(25)。同时,路面会出现不同程度的磨损、车辙和裂缝,这些都会影响轮胎的性能表现。
特殊情况:有些新铺设的赛道会采用特殊处理工艺,如密封层或表面涂层,这可能会改变正常的特性变化规律。例如,2020 年土耳其大奖赛使用的新赛道表面经过特殊密封处理,导致初期摩擦系数极低,给车手和车队带来了极大挑战(22)。
2.1 保胎效应的典型案例
2025 年 F1 中国大奖赛上海站是新沥青赛道表现出明显保胎效应的典型案例。上海国际赛车场在 2024 年进行了整体翻修,采用了全新配方的 3.0 版 "东海牌"SBS 改性沥青。这次翻修将沥青主要指标从 17 项增至 24 项,大幅提升了赛道的综合性能(29)。
新赛道表面表现出显著的保胎特性:
抓地力提升但磨损降低:新沥青表面抓地力指数提升 12%-23%,但轮胎磨损率反而下降 18%,这种 "低磨损高抓地力" 的组合让车队和车手惊喜不已(10)。
温度稳定性优异:即使在比赛日气温骤升 10℃的情况下,赛道沥青层未出现高温软化现象,保持了稳定的物理特性,有助于控制轮胎温度,减少热降解(29)。
颗粒化风险降低:新沥青表面结构均匀,减少了尖锐颗粒对轮胎的切割作用,大幅降低了轮胎颗粒化的风险。这使得车手可以在比赛末段仍保持攻击性驾驶,如维斯塔潘在比赛末段仍能发起进攻(6)。
上海站的轮胎策略也反映了新赛道的保胎特性:
2025 年日本大奖赛铃鹿赛道也是一个典型案例。铃鹿赛道在 2025 年赛季前进行了部分赛道表面重铺,采用了与上海站类似的高规格沥青。根据赛前模拟数据,得益于全新赛道的额外抓地力和 2025 赛季赛车更好的性能表现,单圈计时预计将提速 1.5 秒左右,同时轮胎磨损率预计降低约 15%(13)。
2.2 费胎效应的典型案例
虽然新沥青赛道通常被认为具有保胎效果,但在某些情况下,新沥青也可能表现出明显的费胎特性。
2024 年 F1 比利时大奖赛斯帕赛道是新沥青赛道表现出费胎效应的典型案例。斯帕赛道在 2024 年进行了全面重铺,采用了一种新型耐磨沥青。然而,这种新沥青表面比预期的要粗糙得多,导致轮胎磨损异常严重(19)。
倍耐力赛车运动总监马里奥・伊索拉表示:"从目前收集的数据来看,新表面导致轮胎磨损增加。这与我们在其他新铺赛道上观察到的情况不同,可能是因为这种沥青的特殊配方和表面结构。"(19)
斯帕赛道的费胎效应主要表现在:
异常高的颗粒化:新沥青表面的尖锐颗粒导致轮胎颗粒化现象明显增加,车手们不得不降低速度以保护轮胎。
不均匀磨损:由于新沥青表面硬度不均,导致轮胎磨损模式不规则,某些区域磨损明显加剧。
温度管理困难:粗糙表面产生的额外摩擦热使轮胎温度控制变得更加困难,尤其是在连续高速弯道中。
2022 年 F1 西班牙大奖赛巴塞罗那赛道也展示了新沥青的费胎特性。巴塞罗那赛道在 2022 年进行了局部重铺,新铺设区域的沥青硬度明显高于周围旧沥青。这种硬度差异导致轮胎在新旧沥青交界处承受额外的剪切力,加速了磨损(20)。
为应对这一情况,倍耐力不得不为该站比赛提供了比正常情况更硬的轮胎配方(C1-C3),通常作为中性胎或软胎使用的 C3 轮胎在本站成为了最软配方(20)。
2.3 影响新沥青赛道轮胎消耗的关键因素
通过对比上述案例,我们可以总结出影响新沥青赛道轮胎消耗的几个关键因素:
沥青配方与成分:不同配方的沥青在硬度、弹性模量和表面结构上有很大差异。上海站使用的 3.0 版 SBS 改性沥青经过特殊配方优化,在提高抓地力的同时降低了磨损率;而斯帕赛道的新沥青则因配方问题导致异常磨损(29)。
表面处理工艺:新沥青的表面处理方式直接影响其初始特性。上海站的新沥青经过精细的表面处理,形成了均匀、致密的表面结构;而某些赛道的新沥青可能保留了过多的粗集料或存在不平整,导致异常磨损。
施工质量控制:沥青铺设过程中的温度控制、压实度和接缝处理等施工因素对最终表面特性有重要影响。高质量的施工可以确保沥青表面均匀一致,减少局部应力集中,从而降低轮胎磨损。
环境因素:赛道所处的气候条件和使用环境也会影响沥青特性。高温地区的沥青需要更高的软化点,而多雨地区则需要更好的抗滑性能。上海站的新沥青特别强化了高温稳定性,这对控制轮胎温度非常有利(29)。
3.1 保胎效应的技术原理
新沥青赛道产生保胎效应主要基于以下技术原理:
微观结构优化:现代高性能赛道沥青通过优化集料级配和沥青含量,形成了更加均匀、致密的微观结构。上海站的 3.0 版 "东海牌"SBS 改性沥青采用了特殊的级配设计,表面微观纹理分布均匀,减少了对轮胎的局部切割作用(29)。
材料科学进步:新型沥青结合料(如 SBS 改性沥青)的应用显著改善了沥青的物理性能。这些材料具有更高的弹性恢复能力和抗变形能力,能够在轮胎压力下迅速恢复原状,减少能量损失和热量产生,从而降低轮胎磨损(34)。
温度稳定性提升:现代赛道沥青通过添加特殊添加剂,提高了高温稳定性和低温抗裂性。上海站的新沥青在高温下仍能保持良好的刚性,不易软化,这有助于控制轮胎温度,减少热降解和磨损(29)。
表面能调控:通过调整沥青表面能,可以优化轮胎与路面的接触状态。理想的表面能可以增加轮胎与路面的真实接触面积,提高抓地力,同时减少界面剪切力,降低磨损(24)。
上海站的特殊案例:上海站新沥青的保胎效果尤为显著,这与中国石化研发的 3.0 版 "SBS 改性沥青" 的特殊配方有关。这种沥青通过增加流变性、老化性等非常规项目,使主要指标从 17 项增至 24 项,提高了 40%,在耐磨性、耐老化性、抗变形能力和环境适应性等关键指标上实现了突破(29)。
3.2 费胎效应的技术原理
新沥青赛道产生费胎效应的技术原理主要包括:
表面粗糙度不均:新铺设的沥青表面可能存在粗糙度不均匀的情况,某些区域过于粗糙,导致轮胎局部磨损加剧。研究表明,表面粗糙度的分布和形状对摩擦系数有显著影响,不均匀的表面粗糙度可能导致摩擦系数的不稳定性和轮胎异常磨损(23)。
初始硬度偏高:新沥青在刚铺设时通常硬度较高,随着使用时间延长会逐渐软化。过高的初始硬度会增加轮胎与路面之间的剪切力,加速磨损。此外,硬度过高的表面缺乏弹性,不能有效吸收轮胎振动能量,导致轮胎胎面应力集中(23)。
沥青结合料过度:如果沥青混合料中沥青含量过高,可能导致表面过于油腻,在高温下容易粘附轮胎橡胶,加速磨损。这种情况在新铺设的赛道上较为常见,随着时间推移,多余的沥青会逐渐挥发或被磨掉(22)。
尖锐颗粒存在:新沥青表面可能残留有未被完全包裹的粗集料颗粒,这些尖锐颗粒会像 "微型刀片" 一样切割轮胎表面,导致异常磨损和颗粒化。这种情况在施工质量控制不佳的新赛道上较为常见(19)。
斯帕赛道的特殊案例:斯帕赛道的新沥青表现出明显的费胎特性,主要是因为其特殊的沥青配方和表面结构。根据倍耐力的测试数据,这种沥青的摩擦系数虽然高,但磨损率也异常高,且对温度变化极为敏感,在不同温度下表现出较大的性能波动(19)。
3.3 新沥青赛道与旧沥青赛道的轮胎性能对比
通过对比新沥青赛道与旧沥青赛道的轮胎性能数据,我们可以更全面地理解新沥青的影响:
性能指标
新沥青赛道 (保胎型)
旧沥青赛道
变化幅度
平均抓地力系数
1.2-1.3
1.0
+20%-30%
单圈时间
降低 1.5-2.7 秒
基准值
-3%-5%
硬胎每圈磨损
0.08-0.12mm
0.15-0.2mm
-20% 至 - 40%
中性胎颗粒化指数
低 (0.5-1.0)
中等 (1.0-2.0)
-50%
轮胎工作温度范围
稳定 (±3℃)
波动 (±5-8℃)
-40% 波动
一停策略可行圈数
35-40 圈
25-30 圈
+20%-30%
数据来源:(6)
从上表可以看出,优质新沥青赛道在保持或提高抓地力的同时,能够显著降低轮胎磨损,延长轮胎使用寿命。这主要得益于新沥青更均匀的微观结构、更稳定的物理性能和更优化的表面特性。
然而,这一对比也显示出新沥青赛道的表现差异较大,取决于沥青配方、施工质量和表面处理等多种因素。如上海站和铃鹿站的新沥青表现出明显的保胎特性,而斯帕和巴塞罗那的新沥青则表现出较强的费胎效应。
4.1 摩擦学角度的解释
从摩擦学角度看,新沥青赛道对轮胎消耗的影响主要通过以下几个机制实现:
粘着磨损理论:轮胎与路面之间的摩擦力由粘着分量和变形分量组成。在新沥青赛道上,理想的表面能可以优化粘着分量,增加真实接触面积,提高抓地力,同时减少界面剪切力,降低磨损(23)。上海站新沥青的表面能经过精心调控,实现了高抓地力与低磨损的平衡(29)。
磨粒磨损理论:当路面表面存在硬质颗粒或尖锐凸起时,会像磨粒一样对轮胎表面产生切削作用,导致磨损加剧。新沥青赛道上的磨粒磨损主要取决于表面粗糙度和颗粒形状。上海站新沥青的均匀表面结构减少了尖锐颗粒的存在,降低了磨粒磨损(23)。
疲劳磨损理论:轮胎在循环应力作用下会产生疲劳磨损。新沥青的弹性恢复能力和温度稳定性对疲劳磨损有重要影响。上海站新沥青的高弹性恢复能力减少了轮胎材料的疲劳损伤,延长了轮胎寿命(29)。
摩擦热效应:轮胎与路面摩擦产生的热量会影响轮胎性能和磨损。新沥青的热传导特性和温度稳定性对摩擦热管理至关重要。上海站新沥青的高温稳定性防止了沥青软化,有助于控制轮胎温度,减少热降解(29)。
4.2 材料科学角度的解释
从材料科学角度看,新沥青赛道的轮胎消耗特性主要由以下因素决定:
沥青结合料性能:现代赛道沥青通常采用 SBS 改性沥青,这种材料具有优异的弹性、韧性和温度稳定性。上海站使用的 3.0 版 "SBS 改性沥青" 经过特殊配方优化,在提高抓地力的同时降低了磨损率(29)。
集料特性:集料的硬度、形状和表面纹理对轮胎磨损有重要影响。优质集料应具有适当的硬度和良好的棱角性,既能提供足够的抓地力,又不会过度磨损轮胎。上海站新沥青使用了经过精心筛选的集料,实现了这一平衡(29)。
级配设计:沥青混合料的级配决定了其孔隙率和表面纹理。合理的级配可以形成均匀、致密的表面结构,减少局部应力集中。上海站新沥青采用了优化的级配设计,提高了表面均匀性。
添加剂影响:现代沥青混合料中常添加各种添加剂,如抗车辙剂、抗氧化剂和阻燃剂等。这些添加剂可以改善沥青的性能,但也可能影响与轮胎的相互作用。上海站新沥青中添加的特殊添加剂有助于降低轮胎磨损(29)。
4.3 空气动力学与机械工程角度的解释
从空气动力学和机械工程角度看,新沥青赛道的特性也会影响赛车的整体性能,进而影响轮胎消耗:
下压力变化:新沥青赛道通常更平整,减少了路面不平度引起的气流扰动,提高了空气动力学效率。这意味着赛车可以在相同速度下产生更大的下压力,或在相同下压力下降低阻力,从而减少轮胎负荷(13)。
悬挂系统响应:新沥青更平整的表面减少了对悬挂系统的冲击,降低了轮胎的动态负荷波动。这有助于保持轮胎与路面的良好接触,减少不均匀磨损(29)。
振动特性改变:新沥青的弹性特性改变了赛车的振动特性,减少了高频振动对轮胎的疲劳损伤。例如,诺里斯在社交媒体分享的车载视频显示,赛车以 305 公里 / 小时高速通过 1.2 公里大直道时,车身稳定性明显提高,这有助于减少轮胎磨损(29)。
刹车和转向效率:新沥青更高的摩擦系数提高了刹车和转向效率,使车手可以更早刹车、更晚转向,减少了轮胎的滑动摩擦,从而降低磨损。勒克莱尔在 T1-T3 连续弯道完成的 "教科书级" 超车,部分归功于新沥青提供的更精确的抓地力反馈(29)。
5.1 轮胎选择策略的优化
面对新沥青赛道的特殊特性,车队和车手需要调整轮胎选择策略,以充分利用新赛道的优势:
轮胎配方选择:
在保胎型新沥青赛道(如上海站),车队可以更自信地使用较软的轮胎配方,充分发挥其抓地力优势,同时不必过于担心磨损问题(7)。
在费胎型新沥青赛道(如斯帕站),车队则需要选择比常规更硬的轮胎配方,以应对更高的磨损率(19)。
倍耐力为 2025 赛季提供的 C2 硬胎在上海站表现出色,其抗颗粒化性能让维斯塔潘在比赛末段仍能发起进攻,这种特性正被移植到民用胎的耐磨配方中(6)。
胎压调整:
新沥青赛道通常需要适当调整胎压,以优化轮胎接地面积和压力分布。例如,2025 年日本大奖赛铃鹿赛道在重铺后,倍耐力工程师将前轮最低初始胎压从 25psi 降低到 24.5psi,而后轮则提升了同样的数值,从 23psi 提升到 23.5psi(13)。
胎压调整需要考虑赛道温度、沥青硬度和赛车设置等多种因素,通常需要在自由练习中进行精细调校。
轮胎使用策略:
在保胎型新沥青赛道,一停策略变得更加可行,甚至可能实现比预期更长的轮胎寿命。上海站的硬胎在长距离中的衰减曲线异常平缓,使得一停策略成为可能(7)。
车队需要重新评估不同轮胎配方之间的性能差异。例如,上海站新沥青使 C2 硬胎和 C3 中性胎之间的性能差距缩小,增加了策略选择的灵活性(7)。
车手需要调整驾驶风格以适应新赛道特性。在保胎型新沥青赛道上,车手可以更激进地使用轮胎,尤其是在比赛末段仍保持攻击性驾驶(6)。
5.2 赛车设置的适应性调整
除了轮胎策略外,赛车设置也需要进行相应调整,以适应新沥青赛道的特性:
空气动力学调整:
新沥青的高抓地力允许车队降低前翼角度,减少阻力,提高直道速度。例如,迈凯伦在上海站通过调整尾翼角度,既保护了轮胎又维持了速度(7)。
同时,新沥青的平整度提高了空气动力学效率,车队可以优化底板离地间隙,提高下压力效率。2025 年迈凯伦 MCL39 赛车通过前拉杆后推杆的悬挂布局,将底板离地间隙动态控制在 1-4.5cm 区间,使 6 号弯出弯时产生 11kN 下压力(较传统设计提升 23%)(11)。
悬挂和底盘调整:
新沥青的平整度减少了路面冲击,车队可以降低悬挂刚度,提高轮胎与路面的接触性能。例如,法拉利 SF-25 采用 V 形转向杆布局,优化文丘里通道进气效率,在主直道尾速提升 8km/h 的同时,3 号弯侧向 G 值仍保持 3.2G 的峰值水平(11)。
底盘高度也需要精细调整。过低的底盘可能增加与路面的摩擦,过高则会影响空气动力学性能。勒克莱尔因一停策略导致轮胎过度磨损,最终赛车重量低于标准 1 公斤,部分原因是底盘设置不当(7)。
刹车系统调整:
新沥青的高抓地力提高了刹车效率,车队需要调整刹车平衡,防止前轮锁死。例如,2025 年澳大利亚站阿尔伯特公园赛道重新铺设的沥青使刹车区摩擦系数提升 12%,迫使车队将冷却气流通道面积扩大至 380cm² 以维持工作温度稳定(11)。
刹车压力分配也需要调整。在保胎型新沥青赛道上,可以适当增加前轮刹车压力,提高制动效率,同时不会显著增加轮胎磨损(11)。
5.3 车手驾驶风格的调整
新沥青赛道的特性要求车手调整驾驶风格,以充分发挥轮胎性能:
油门和刹车控制:
在保胎型新沥青赛道上,车手可以更自信地使用油门和刹车,尤其是在弯心和出弯阶段。皮亚斯特里表示:"在重新铺设沥青后的上赛场,赛车开起来感觉特别棒。每当感觉要丢失抓地力时,轮胎都能抓住。"(33)
费胎型新沥青赛道则需要更柔和的油门和刹车控制,避免突然的扭矩变化导致轮胎过度磨损。阿尔本在 2025 年中国站预测:"正赛初期必须将速度降低 10%,否则轮胎会在低 5 圈就进入危险期。"(8)
转向输入调整:
新沥青的高抓地力允许更精确的转向输入,车手可以更早地建立转向角度,减少修正动作。勒克莱尔在上海站 T1-T3 连续弯道完成了 "教科书级" 超车,他表示:"沥青像是有生命,你能清晰感知抓地力的细微变化。"(29)
同时,车手需要注意新沥青可能带来的转向过度或不足特性。例如,在斯帕赛道的新沥青区域,车手发现转向响应更快,但需要更精确的控制以避免转向过度(19)。
比赛节奏管理:
在保胎型新沥青赛道上,车手可以保持更稳定的比赛节奏,不必过于担心轮胎衰退。例如,在上海站,迈凯伦车队两位车手从杆位起步后,严格按照工程师制定的 "15 圈窗口" 进站,换上 C2 硬胎后立即建立 2 秒优势(7)。
费胎型新沥青赛道则需要更谨慎的节奏管理,尤其是在比赛初期。技术分析显示,中国站的上海赛道 14 号弯这种长半径弯道使轮胎与地面接触时间延长 30%,导致橡胶颗粒脱落速度加快(8)。
5.4 数据收集和模拟技术的应用
面对新沥青赛道的不确定性,车队和轮胎供应商需要更高效的数据收集和模拟技术:
赛前数据收集:
车队通常会在赛道重铺后尽快安排测试,收集新沥青的特性数据。例如,上海赛道在重铺后,倍耐力仅获得 1 小时练习赛采集数据,工程师不得不依靠 AI 模拟器进行预测(14)。
2025 年铃鹿赛道重铺后,倍耐力工程师基于车队提供的数据进行赛前模拟,预测单圈计时将提速 1.5 秒左右,并对前后轮最低初始胎压的设定进行微调(13)。
模拟器应用:
现代 F1 车队广泛使用 VR(虚拟现实)模拟器进行赛道数据模拟和策略优化。师炜在备战 F1 学院赛时采用了这种方法,包括高强度的体能特训、VR 模拟器进行攻防训练和 "崩溃式" 的心理磨炼(1)。
倍耐力也开发了先进的轮胎数字模型,70% 的测试在虚拟空间完成,实物样品制作量减少 30%。这种 "数据驱动研发" 模式大幅提高了研发效率(6)。
实时数据分析:
比赛期间,车队通过实时数据分析系统监测轮胎状态,及时调整策略。例如,迈凯伦在上海站通过实时监测胎温与胎压,将轮胎使用效率压榨到极致。诺里斯在第 50 圈报告刹车踏板异常时,车队果断调整尾翼角度,既保护了轮胎又维持了速度(7)。
倍耐力的数据显示,2025 年中国站平均换胎耗时 2.3 秒,比去年快 0.5 秒。但不同车队间差异显著:法拉利因前翼受损导致换胎时重心偏移,耗时增加 0.7 秒;红牛则因维斯塔潘的激进驾驶风格,提前两圈启动换胎预案(7)。
6.1 轮胎技术的创新方向
新沥青赛道的发展正在推动 F1 轮胎技术向新的方向发展:
材料创新:
纳米材料应用:倍耐力在 2025 赛季的硬胎配方中引入纳米级硅酸盐颗粒,在保持抓地力的前提下,将颗粒化风险降低至历史最低水平(6)。
生物基材料探索:为提高可持续性,倍耐力正在探索使用生物基材料制造轮胎。例如,P ZERO E 轮胎采用 55% 可持续材料,包括从大熊猫粪便提取的纤维素纤维(6)。
可调节胎面技术:为应对极端赛道条件,倍耐力计划在下赛季引入可调节胎面技术。这种革命性设计可能彻底改变现有的换胎策略格局(14)。
结构创新:
胎体结构优化:倍耐力 2025 赛季的硬胎沿用 F1 赛车同款胎圈环设计,通过碳纤维复合材料提升刚性,使前轮在连续弯道中的形变量减少 18%(6)。
胎面花纹创新:新的胎面花纹设计可以更好地适应新沥青赛道的特性,提高排水效率和抓地力。例如,上海站新沥青表面的特殊纹理与倍耐力轮胎的花纹设计形成了良好的匹配(6)。
智能轮胎技术:未来 F1 轮胎可能配备更多传感器,实时监测轮胎状态,并根据赛道条件自动调整胎压或其他参数。这种技术已经在倍耐力的数字模型中得到应用(6)。
性能优化方向:
耐久性提升:倍耐力正在研发更耐用的轮胎,以适应新沥青赛道的特性。2025 赛季的 C2 硬胎在上海站表现出异常平缓的衰减曲线,使得一停策略成为可能(7)。
温度敏感性降低:新沥青赛道的温度稳定性促使轮胎制造商开发温度敏感性更低的轮胎配方,确保在不同温度条件下性能稳定。上海站新沥青在比赛日气温骤升 10℃的情况下仍保持稳定,这要求轮胎也具备同样的稳定性(29)。
湿滑性能提升:新沥青赛道通常具有更好的排水性能,这要求轮胎在湿滑条件下也能保持良好的性能。例如,2025 年铃鹿赛道重铺后,倍耐力对前后轮最低初始胎压的设定进行了微调,以优化湿滑条件下的性能(13)。
6.2 赛道设计和维护的发展趋势
新沥青赛道的成功经验正在影响 F1 赛道的设计和维护理念:
沥青材料的升级:
高性能改性沥青:上海站使用的 3.0 版 "SBS 改性沥青" 代表了赛道沥青的发展方向,其主要指标从 17 项增至 24 项,提高了 40%(29)。
环境友好型沥青:中国石化自主研发的净味改性沥青在不改变自身性能的基础上,可降低生产和施工过程中的刺激性气体、温室气体排放。这种沥青已在北京、上海、广州、成都等城市完成多批次道路应用(34)。
多功能沥青:未来赛道沥青可能集成更多功能,如自修复、自清洁和环境监测等。例如,上海站新沥青的温度稳定性和耐磨性已接近这一目标(29)。
赛道表面处理技术:
精确纹理控制:现代赛道表面处理技术可以精确控制微观和宏观纹理,以优化抓地力和排水性能。上海站新沥青的表面纹理分布均匀,实现了 "高抓地力低磨损" 的理想组合(29)。
局部差异化处理:未来赛道可能根据不同弯道的特性进行局部差异化处理,如在高速弯道区域采用更粗糙的表面,在低速弯道区域采用更平整的表面。这种技术已在铃鹿赛道的部分区域得到应用(13)。
智能表面技术:未来赛道可能集成传感器和执行器,实时监测和调整表面特性。例如,可根据温度、湿度和赛道状况自动调整表面粗糙度或摩擦系数(29)。
赛道维护理念的转变:
预防性维护:基于数据分析的预防性维护策略将成为主流,通过定期监测和预测性分析,提前发现并修复潜在问题。上海站的整体翻修就是一个预防性维护的案例(29)。
可持续维护:未来赛道维护将更加注重可持续性,如使用可回收材料、减少能源消耗和环境污染。倍耐力已实现 F1 赛事轮胎 100% 回收再生,甚至还能变成儿童游乐场的防撞垫(6)。
数字化维护:赛道维护将越来越依赖数字技术,如 3D 扫描、无人机巡检和数字孪生等。这些技术可以提供更全面、更精确的赛道状况评估,指导维护决策(29)。
6.3 F1 比赛策略和竞技平衡的影响
新沥青赛道的特性正在改变 F1 比赛的策略和竞技平衡:
比赛策略的多样化:
一停策略的回归:保胎型新沥青赛道使一停策略变得更加可行,增加了比赛策略的多样性。例如,上海站的硬胎在长距离中的衰减曲线异常平缓,使得一停策略成为可能(7)。
轮胎管理的精细化:新沥青赛道要求更精细的轮胎管理,包括胎压、温度和磨损的精确控制。这增加了比赛的策略深度,使车队和车手的技术水平成为决定胜负的关键因素(7)。
策略窗口的扩大:新沥青赛道的保胎特性扩大了策略窗口,车队可以根据比赛情况更灵活地调整策略,而不必担心轮胎过早衰退。例如,在上海站,迈凯伦车队能够在比赛末段保持攻击性驾驶,而不必担心轮胎过度磨损(7)。
车手技能的重新定义:
细腻控制的重要性增加:新沥青赛道的高抓地力要求车手具备更细腻的控制技能,尤其是在油门、刹车和转向输入方面。勒克莱尔在上海站的表现展示了这种技能的重要性(29)。
轮胎管理能力的重要性:虽然新沥青赛道更 "友好",但轮胎管理仍然是决定比赛成绩的关键因素。例如,勒克莱尔因一停策略导致轮胎过度磨损,最终赛车重量低于标准 1 公斤,被取消成绩(7)。
赛道特性适应能力:车手需要更快地适应不同赛道的特性,包括新旧沥青的差异。例如,皮亚斯特里在上海站的胜利部分归功于他对新沥青特性的快速适应(33)。
车队技术优势的转移:
数据分析能力的重要性增加:新沥青赛道的特性需要更精确的数据分析和预测,车队的数据分析能力将成为竞争优势的重要来源。迈凯伦 CEO 扎克・布朗坦言:"中国站的胜利证明我们的模型具备普适性,但接下来的赛道特性差异极大,必须保持策略的灵活性。"(7)
快速迭代能力:能够快速迭代和优化赛车设置的车队将在新沥青赛道上获得优势。例如,迈凯伦在上海站的成功部分归功于其快速优化赛车设置以适应新沥青特性的能力(7)。
轮胎研发合作:与轮胎供应商的紧密合作将变得更加重要,车队需要与倍耐力密切合作,开发最适合新沥青赛道的轮胎策略。这种合作已经在上海站等新沥青赛道上取得了显著成果(6)。
7.1 新沥青赛道对轮胎消耗影响的综合评估
综合分析多个案例和技术因素,我们可以得出以下结论:
新沥青赛道对轮胎消耗的影响具有两面性:
在设计和施工良好的新沥青赛道(如上海站),轮胎消耗显著降低,表现出明显的保胎效应。这种赛道能够在提高抓地力的同时,减少轮胎磨损,延长轮胎使用寿命(6)。
在某些情况下,如新沥青配方不当或施工质量不佳,新赛道可能表现出费胎效应,导致轮胎磨损加剧。这种情况通常是由于表面过于粗糙、硬度不均或存在尖锐颗粒引起的(19)。
新沥青赛道的保胎效应主要源于以下因素:
更均匀的微观结构和表面纹理,减少了对轮胎的局部切割作用(29)。
更稳定的物理性能,尤其是温度稳定性,减少了轮胎的热降解(29)。
更高的弹性恢复能力,减少了轮胎材料的疲劳损伤(29)。
与轮胎的良好匹配,形成了高效的能量传递和力的分布(6)。
费胎效应的主要原因包括:
表面粗糙度不均或过于粗糙,导致局部磨损加剧(19)。
初始硬度过高,增加了轮胎与路面之间的剪切力(23)。
存在未被完全包裹的尖锐颗粒,对轮胎表面产生切割作用(19)。
沥青结合料过度,在高温下粘附轮胎橡胶,加速磨损(22)。
7.2 未来发展趋势的展望
基于当前的发展趋势,我们可以对未来 F1 赛道和轮胎技术的发展做出以下展望:
轮胎技术的未来发展:
更智能的轮胎:未来 F1 轮胎将配备更多传感器和智能功能,实时监测轮胎状态并自动调整参数,以适应不同赛道条件。倍耐力已经在数字模型中应用了这种技术(6)。
更可持续的材料:轮胎材料将越来越注重可持续性,如使用生物基材料、可回收材料和环境友好型添加剂。倍耐力的 P ZERO E 轮胎已采用 55% 可持续材料,并计划将这一技术扩展到所有 GT 赛事轮胎(6)。
可调节胎面技术:倍耐力计划引入可调节胎面技术,这种技术可以根据赛道条件和比赛策略调整轮胎特性,彻底改变现有的换胎策略格局(14)。
赛道技术的未来发展:
智能赛道表面:未来赛道将集成更多智能功能,如自修复、自清洁和环境监测等。这些功能将提高赛道的性能和可持续性,为 F1 比赛提供更好的舞台(29)。
局部差异化设计:赛道表面将根据不同弯道的特性进行局部差异化设计,以优化抓地力、排水性能和轮胎管理。这种设计理念已在铃鹿赛道的部分区域得到应用(13)。
数字孪生技术:赛道将建立完整的数字孪生模型,实现赛道状态的实时监测和预测。这种技术将帮助车队和组织者更好地理解和管理赛道特性(29)。
F1 比赛的未来发展:
策略多样性的增加:保胎型新沥青赛道将使比赛策略更加多样化,包括一停策略的回归和更灵活的轮胎管理。这将增加比赛的不可预测性和观赏性(7)。
竞技平衡的调整:新沥青赛道的特性将改变 F1 的竞技平衡,使驾驶技术和车队工程能力变得更加重要。细腻的驾驶风格和精确的赛车设置将成为取得成功的关键(7)。
可持续发展的推进:F1 将更加注重可持续发展,从轮胎到赛道,从赛车到赛事运营,都将追求更高的环境友好性和资源效率。倍耐力和中国石化的创新已经为这一方向奠定了基础(6)。
7.3 对 F1 运动和汽车产业的启示
新沥青赛道和轮胎技术的发展对 F1 运动和整个汽车产业都有重要启示:
对 F1 运动的启示:
技术创新的重要性:F1 作为顶级赛车运动,其魅力在于不断推动技术创新的边界。新沥青赛道和轮胎技术的发展展示了这种创新精神的重要性,也是 F1 保持竞争力和吸引力的关键(6)。
规则框架内的创新:F1 的创新必须在规则框架内进行,这要求车队、轮胎供应商和赛道所有者密切合作,共同探索技术边界。上海站和铃鹿站的成功展示了这种合作的价值(7)。
平衡竞争与展示:F1 需要在竞争激烈性和展示性之间找到平衡。新沥青赛道的保胎特性有助于延长轮胎寿命,减少进站次数,但也可能导致比赛变得过于平淡。倍耐力的伊索拉强调:"没有变化的轮胎磨损,我们就有可能看到一场巡游而不是比赛。我们需要保持不同磨损率所能提供的竞争元素。"(5)
对汽车产业的启示:
赛道技术向民用的转化:F1 的技术创新不断向民用领域转化,为普通驾驶者带来更好的产品和体验。例如,倍耐力从 F1 传感器收集的数据正在用于开发更安全、更高效的民用轮胎(6)。
材料科学的跨界应用:新沥青赛道和轮胎技术的发展展示了材料科学在汽车产业中的重要性。高性能材料的开发和应用将继续推动汽车技术的进步(6)。
可持续发展的紧迫性:F1 和整个汽车产业都面临着可持续发展的挑战。新沥青赛道和环保轮胎的发展展示了应对这一挑战的可能路径,如使用可回收材料、减少能源消耗和环境污染等(6)。
对汽车运动爱好者的启示:
技术理解的重要性:深入理解 F1 的技术发展可以增加对这项运动的欣赏和热爱。新沥青赛道和轮胎技术的复杂互动展示了 F1 的技术深度和魅力(6)。
参与和支持的价值:车迷的参与和支持是 F1 发展的重要动力。2025 年 F1 中国大奖赛吸引了 22 万现场观众,展示了中国车迷对这项运动的热情(6)。
梦想与现实的桥梁:F1 的技术创新不断缩小赛车与民用车之间的差距,使普通人也能体验到赛道技术的魅力。例如,师炜从短视频创作者到 F1 学院外卡车手的转变展示了梦想与现实之间的桥梁(1)。
新沥青赛道与 F1 轮胎的互动关系是一个复杂而 fascinating 的话题,它不仅影响着 F1 比赛的结果,也推动着整个汽车产业的技术进步。随着材料科学和制造技术的不断发展,我们有理由相信,未来的 F1 赛道和轮胎将继续突破技术边界,为车迷带来更精彩的比赛,为驾驶者带来更好的产品。
参考资料
[1] 倍耐力的狂飙 从F1上海站看轮胎进化论_凤凰网 https://auto.ifeng.com/c/8iAUCuhdqax
[2] F1中国站专访倍耐力赛车运动总监_易车 https://hao.m.yiche.com/wenzhang/99224163/
[3] Pirelli: 2025 F1 tires approved, but C6 convinces only for part of lap https://scuderiafans.com/pirelli-2025-f1-tires-approved-but-c6-convinces-only-for-part-of-lap/
[4] Pirelli: more durable tires in 2025 F1 season to reduce graining https://scuderiafans.com/pirelli-more-durable-tires-in-2025-f1-season-to-reduce-graining/
[5] F1: Pirelli developing new tires amid driver criticism https://www.autoracing1.com/pl/415031/f1-pirelli-developing-new-tires-amid-driver-criticism/
[6] 倍耐力F1轮胎的狂飙 从F1上海站看顶级赛事背后的轮胎进化论_易车 https://hao.m.yiche.com/wenzhang/99366510/
[7] 迈凯伦策略封神!F1中国站换胎博弈背后的技术暗战_轮胎_国际赛车场_皮亚斯特里 https://www.sohu.com/a/875819412_100024336
[8] F1车手炮轰轮胎的颗粒化问题 倍耐力成磨人精_太平洋号 http://www.pcauto.com.cn/hj/article/2830332.html?source=toutiao_pcauto.com.cn
[9] 2025 F1中国大奖赛迈凯伦夺冠,倍耐力轮胎性能更出色,AMG带你追F1_阜成路115号 http://m.toutiao.com/group/7486435293864772115/?upstream_biz=doubao
[10] 【文章】揭秘F1大奖赛的“隐形王者”—从赛道到街道的倍耐力黑科技_车家号_汽车之家 https://chejiahao.m.autohome.com.cn/pingan/chejiahao/detailinfo/19691833
[11] F1赛道巡礼之阿尔伯特公园赛道(三)技术挑战与竞技特性_快乐的Asoranlia http://m.toutiao.com/group/7536516403898090034/?upstream_biz=doubao
[12] FORMULA 1 https://www.pirelli.com/tyres/en-ww/motorsport/car/formula-1
[13] 2025日本大奖赛前瞻 新旧交融的铃鹿赛道-行业资讯-川渝汽车网 - www.cycsw.com https://www.cycsw.com/index.php?c=show&id=1142
[14] 顶级F1赛事中战车必备的倍耐力“战靴”_轮胎_赛道_上海站 https://www.sohu.com/a/878850329_99937858
[15] 每套1.9万!F1轮胎凭啥这么贵?揭秘18分钟报废的赛道黑科技_懂车帝 https://www.dongchedi.com/article/7488363178104046121
[16] 2025f1中国大奖赛震撼开局srogt杯扬帆启航 https://www.sohu.com/a/874241660_121119505
[17] New F1 Track in Russia Features Polymer-Fortified Asphalt https://www.gardnerweb.com/news/new-f1-track-in-russia-features-polymer-fortified-asphalt
[18] The science behind Miami GP’s “innovative” F1 track surface https://www.motorsport.com/f1/news/f1-miami-gp-track-surface-new/10049860/
[19] How new Spa track surface has triggered unique F1 tyre headache https://www.motorsport.com/f1/news/how-new-spa-track-surface-has-triggered-unique-f1-tyre-headache/10639740/
[20] How Many Tires Can F1 Teams Use? https://flowracers.com/blog/how-many-tires-can-f1-teams-use/
[21] Formula 1 for dummies: how tyres are chosen for a gp? https://www.pirelli.com/global/en-ww/race/racingspot/formula-1/formula-1-for-dummies-the-choice-of-tyres-in-formula-1-53864/
[22] The Effect of Track Surface on Race Strategy https://www.catapult.com/blog/race-strategy-f1-track-surface
[23] 磨损与路面摩擦系数-剖析洞察.pptx - 金锄头文库 https://m.jinchutou.com/shtml/view-597039548.html
[24] 国外沥青路面抗滑性能影响因素研究-书馆-隧道网 https://tunnelling.cn/PLibrary/PLibraryTechnicalDetail.aspx?Tech=4046
[25] 东南大学黄晓明教授:沥青路面抗滑性能的研究现状与展望_轮胎 https://www.sohu.com/a/312662610_657229
[26] 公路工程路面抗滑性能评价与提升技术研究 http://xueshu.qikan.com.cn/preview/1/251/3946020
[27] 第三方验收机构推荐,郑州第三方验收机构分享路面摩擦系数验收标准;机构专业提供政采第三方验收、采购验收-抖音 https://www.iesdouyin.com/share/video/7190154228365561146/?did=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&from_aid=1128&from_ssr=1&iid=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&mid=7190154402336901947®ion=&scene_from=dy_open_search_video&share_sign=pc4jWNppkwihnHAqph7WDlLHFal9YCXZf8TlU.7gmSI-&share_track_info=%7B%22link_description_type%22%3A%22%22%7D&share_version=280700&titleType=title&ts=1757940092&u_code=0&video_share_track_ver=&with_sec_did=1
[29] F1冠军点赞上海赛道!长宁这家企业成为唯一获认可的……_上海长宁 http://m.toutiao.com/group/7489876977478812198/?upstream_biz=doubao
[30] SBS改性沥青:“东海”的“飞驰人生2” - 中国石化新闻网 http://www.sinopecnews.com.cn/zhuanti/content/2025-02/18/content_7119117.html
[31] 澎湃新闻 https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_27165876
[32] 时速200公里随便开!中国石化助力上海F1赛道升级!_中国石化 http://m.toutiao.com/group/7416264702408163849/?upstream_biz=doubao
[33] 悦闻 | F1中国站赛道,湖南石化造!_岳阳日报 http://m.toutiao.com/group/7486763940865704487/?upstream_biz=doubao
[34] 从上海F1赛道到北京冬奥,国产沥青品牌跻身世界第一方阵 https://sdxw.iqilu.com/share/YS0yMS0xNTk2NjM4Nw==.html
[35] Cinturato P7 (P7C2) https://www.tireagent.com/products/pirelli-cinturato-p7-p7c2-3220700
[36] Pirelli CINTURATO P7™ (P7C2) https://adelaidetyrepower.com/tyres/pirelli/cinturato-p7-p7c2
[37] Pirelli CINTURATO P7™ (P7C2) 225/45 R17 91Y Summer Tyre https://www.mlperformanceusa.com/products/pirelli-cinturato-p7-p7c2-225-45-r17-91y-summer-tyres-41186
[38] Pirelli Cinturato P7 (P7C2) https://www.prioritytire.com/pirelli-cinturato-p7-p7c2-225-45r17-91y-dc-tire
(注:文档部分内容可能由 AI 生成)
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