網(wǎng)球場(chǎng)可分為室外和室內(nèi)兩種，且各有不同的球場(chǎng)表面。草地網(wǎng)球是最基本的戶外場(chǎng)地，網(wǎng)球場(chǎng)的性能取決于球場(chǎng)表面類型。球場(chǎng)表面狀況影響到比賽選手的運(yùn)動(dòng)和球的反彈，快速適應(yīng)場(chǎng)地是選手取得成績(jī)的關(guān)鍵。但是，由于草地球場(chǎng)對(duì)草的特質(zhì)、規(guī)格要求極高，加之氣候的限制以及保養(yǎng)與維護(hù)費(fèi)用昂貴，很難被推廣到世界各地。目前每年的寥寥幾個(gè)草地職業(yè)網(wǎng)球賽事幾乎都是在英倫三島上舉行，且時(shí)間集中在六、七月份，溫布爾登錦標(biāo)賽是其中最古老也最負(fù)盛名的一項(xiàng)。
季節(jié)的限制、天氣的無(wú)常和高昂的維護(hù)費(fèi)用，迫切需求一種新的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地來(lái)代替天然草地。于是，土場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生。這種場(chǎng)地最早使用沙土做成的，造價(jià)低廉且有土地的舒適，但排水是一個(gè)大問(wèn)題。在20世紀(jì)初，歐洲人發(fā)明了快干場(chǎng)地，即在場(chǎng)地表面鋪上一層碎磚末或火山灰等物，這樣水就會(huì)很快滲下，地表干燥的速度就快了很多。大洋對(duì)岸，美國(guó)人發(fā)明了綠土場(chǎng)，即把本土產(chǎn)天然的綠石塊粉碎鋪在場(chǎng)地表面，而不像歐洲那樣用磚末。這兩種場(chǎng)地就是現(xiàn)在所謂的土場(chǎng)。在降雨多或地下滲水條件不好的地區(qū)，排水可以修建地下排水系統(tǒng)解決；在干燥地區(qū)，相反的就要修建地下的灌溉系統(tǒng)。最典型的代表是紅土場(chǎng)地的法網(wǎng)公開(kāi)賽。此種場(chǎng)地特點(diǎn)是球落地時(shí)與地面有較大的摩擦，球速較慢，球員在跑動(dòng)中特別是在急停急回時(shí)會(huì)有很大的滑動(dòng)余地，這就決定了球員必須具備比在其他場(chǎng)地上更出色的體能、奔跑和移動(dòng)能力，以及頑強(qiáng)的意志。之后又出現(xiàn)了混凝土場(chǎng)地、瀝青場(chǎng)地和木制場(chǎng)地，隨著合成材料的發(fā)展，塑膠場(chǎng)地、地毯場(chǎng)地和人造草場(chǎng)地相繼進(jìn)入人們視線。不同場(chǎng)地具有不同特點(diǎn)，不同賽事也會(huì)選擇不同類型的場(chǎng)地。因此，為滿足不同賽事的需求，需要對(duì)各種場(chǎng)地提出一個(gè)統(tǒng)一的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。
1. ITF品質(zhì)概念的級(jí)別和測(cè)試內(nèi)容
ITF根據(jù)網(wǎng)球在球場(chǎng)表面的反彈速度將網(wǎng)球場(chǎng)地分為五類（如圖1），一種產(chǎn)品要想獲得ITF場(chǎng)地分類認(rèn)證，需要到ITF指定的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行表面速率試驗(yàn)測(cè)定。ITF場(chǎng)地分類認(rèn)證程序如圖2。
圖1 國(guó)際網(wǎng)聯(lián)關(guān)于網(wǎng)球地認(rèn)證分類
圖2 ITF場(chǎng)地分類認(rèn)證程序
2.ITF品質(zhì)概念的測(cè)試方法
網(wǎng)球場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分為：場(chǎng)地朝向、外觀、尺寸規(guī)格；場(chǎng)地固定物、基礎(chǔ)、排水及照明設(shè)施；場(chǎng)地坡度、平整度和場(chǎng)地表面物理機(jī)械性能的測(cè)試。
2.1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試
實(shí)驗(yàn)室測(cè)試內(nèi)容包括反彈值、滑動(dòng)阻力、沖擊吸收、地面速率和滲水性。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試內(nèi)容和指標(biāo)如表1所示：
表1.實(shí)驗(yàn)室測(cè)試內(nèi)容和指標(biāo)
| 測(cè)試內(nèi)容 |
指標(biāo) |
|
反彈值 /% |
≥80 |
|
滑動(dòng)阻力 /N |
60～80 |
|
沖擊吸收 /% |
5～15(一般運(yùn)動(dòng)) 15～20(國(guó)內(nèi)賽事) 20～35（國(guó)際巡回賽） |
|
地面速率 |
30～45 |
|
滲水率 /% |
0 |
測(cè)試樣品尺寸：
600×600 mm，共4塊（測(cè)3塊、存檔1塊）
標(biāo)樣：硬質(zhì)混凝土面層，至少300×300×50 mm
測(cè)試環(huán)境：
場(chǎng)地測(cè)試：最常見(jiàn)的環(huán)境溫度和濕度
實(shí)驗(yàn)室測(cè)試：（樣品放置在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中3h后測(cè)試）
溫度：23±2℃
濕度：無(wú)特殊要求。如果樣品對(duì)濕度敏感，需將樣品置于相對(duì)濕度為50±5％的條件下88h
1）反彈值測(cè)試
如今使用的網(wǎng)球反彈試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是在1925年制定的。試驗(yàn)時(shí)將網(wǎng)球一定高度垂直落下，測(cè)量其在試樣和表樣上的反彈高度。標(biāo)準(zhǔn)要求所有類型網(wǎng)球的反彈高度在53～58英尺（1.35～1.47m）之間，對(duì)于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(cè)試方法是ITF CS 02/02，測(cè)試裝置見(jiàn)圖3。將標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)球從2.54±0.01 m的高度自由落體，測(cè)量其在拋光大理石板上的反彈高度（BHTref），重復(fù)試驗(yàn)5次；將標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)球從同樣高度自由落體，測(cè)量其在測(cè)試樣品上的反彈高度測(cè)求在樣品和標(biāo)樣上的反彈高度(BHTtest)，重復(fù)試驗(yàn)5次。根據(jù)ITF規(guī)定，BPR應(yīng)不小于80，且同一樣品的差值不大于10。
反彈值：
BPR —網(wǎng)球反彈值
BHTtest—網(wǎng)球在樣品上的反彈高度，m
BHTref—網(wǎng)球在標(biāo)樣上的反彈高度，m
圖3反彈值測(cè)試裝置
2）滑動(dòng)阻力測(cè)試
滑動(dòng)阻力以防滑性能差異來(lái)表示?；瑒?dòng)阻力試驗(yàn)儀器如圖4所示。試驗(yàn)時(shí)擺錘高度為125±1mm，先做3次適應(yīng)性擺動(dòng)再測(cè)試。試驗(yàn)至少要重復(fù)5次，試驗(yàn)數(shù)據(jù)取平均值。
防滑性能差異：
圖4滑動(dòng)阻力測(cè)試
3）沖擊吸收測(cè)試
試驗(yàn)裝置如圖5所示，沖擊重物為20kg。
圖5沖擊吸收測(cè)
表2 沖擊吸收ITF指標(biāo)
| 沖擊吸收 /% |
5～15(一般運(yùn)動(dòng)) 15～20(國(guó)內(nèi)賽事) 20～35（國(guó)際巡回賽） |
DELTA德?tīng)査x器——塑膠跑道沖擊吸收檢測(cè)儀
DELTA德?tīng)査x器——塑膠跑道沖擊吸收檢測(cè)儀主要用于塑膠運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的沖擊吸收性能測(cè)試。儀器重錘模擬人體作用效果沖擊合成面層，通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算出測(cè)試結(jié)果。本儀器試驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)、移動(dòng)靈巧方便，便于各種環(huán)境下的測(cè)試。試驗(yàn)精度高，數(shù)據(jù)重復(fù)性好。塑膠跑道沖擊吸收檢測(cè)儀滿足標(biāo)準(zhǔn)BS EN14808-2005《運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地面層沖擊吸收測(cè)定方法》；GB/T 14833-2011《合成材料跑道面層》；GB/T 22517.6-2011《體育場(chǎng)地使用要求及檢驗(yàn)方法 第6部分：田徑場(chǎng)地》；GB/T 19851.11-2005《中小學(xué)體育器材和場(chǎng)地 第11部分 合成材料面層運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地》；GB/T 19995.2-2005《天然材料體育場(chǎng)地使用要求及檢驗(yàn)方法 第2部分：綜合體育場(chǎng)館木地板場(chǎng)地》；GB******-****《中小學(xué)合成材料面層運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地(征求意見(jiàn)稿)》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗(yàn)要求。
4）地面速率測(cè)試（ITF場(chǎng)地分類認(rèn)證）
網(wǎng)球場(chǎng)地面速率的測(cè)試方法被規(guī)定為ITF CS 01/01，該方法在1997年出版的ITF網(wǎng)球場(chǎng)表面測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中首次提及。網(wǎng)球場(chǎng)地面速率的測(cè)試系統(tǒng)被稱之為Sestée（圖6），該系統(tǒng)使用內(nèi)置的激光技術(shù)能精確呈現(xiàn)網(wǎng)球的彈射和反射軌跡。網(wǎng)球是彈出時(shí)與水平面呈16°的離出角，以30m/s的速度由氣動(dòng)發(fā)射器發(fā)射出去。地面速率主要由網(wǎng)球與場(chǎng)地表面的摩擦力（摩擦系數(shù)，COF）決定，此外還與場(chǎng)地的彈性(回彈系數(shù)，COR)有關(guān)。摩擦力越大，反射速率越小；回彈系數(shù)越大，減速越明顯。
圖6：Sestée系統(tǒng)
地面速率的計(jì)算：
入（反）射速度分量：
Vix=Vicosθ；Viy=Visinθ
Vfx=VfcosΦ；Vfy=VfsinΦ
Vi— 網(wǎng)球的入射速度，m/s
Vf— 網(wǎng)球的反彈速度，m/s
θ— 網(wǎng)球的入射角度，°
Φ— 網(wǎng)球的反彈角度，°
5）滲水性（率）測(cè)試
滲水性測(cè)試方法為：測(cè)試單位時(shí)間下降的水位高度。內(nèi)圈為測(cè)試區(qū)，外圈防止內(nèi)圈水側(cè)漏，如圖7。
滲水率：
η —滲透率，mm/min
h—下降的水位，mm
t—滲水時(shí)間，min
圖7滲水性測(cè)試
2.2場(chǎng)地測(cè)試
場(chǎng)地測(cè)試內(nèi)容包括場(chǎng)地速率、恢復(fù)系數(shù)、滑動(dòng)阻力、能量?jī)斶€、地形尺寸和一致性測(cè)試。
滑動(dòng)阻力測(cè)試的是球與場(chǎng)地表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力。
阻力系數(shù)是水平阻力與場(chǎng)地法向垂直力的比值。粗糙場(chǎng)地摩擦力系數(shù)大，球在水平方向的速度遞減大。在這種場(chǎng)地打球，會(huì)感覺(jué)到比較慢。
能量?jī)斶€指的是球場(chǎng)表面反彈回來(lái)的能量。能量?jī)斶€表現(xiàn)在球撞擊場(chǎng)地后豎直方向上能量的減小。
回彈系數(shù)（COR）表示的是反彈后豎直方向的速度與反彈前豎直方向速度之比?；貜椣禂?shù)大的場(chǎng)地網(wǎng)球速度慢，選手有更多的時(shí)間擊球。
地形尺寸包括場(chǎng)地表面的規(guī)整性（平整度）、場(chǎng)地的傾斜度與平面度和場(chǎng)地相對(duì)位置的標(biāo)志線。
一致性指的是場(chǎng)地全部運(yùn)動(dòng)區(qū)的均一性與隨時(shí)間、使用和維護(hù)的穩(wěn)定性。
場(chǎng)地速率和反彈值測(cè)試至少要在場(chǎng)地四個(gè)不同位置進(jìn)行，如圖8所示。四個(gè)不同測(cè)試點(diǎn)分別代表高頻、中頻、低頻使用區(qū)和球場(chǎng)界線。
圖8 場(chǎng)地測(cè)試位置點(diǎn)
1）場(chǎng)地速率測(cè)試
場(chǎng)地速率測(cè)試（CPR）是表征網(wǎng)球和場(chǎng)地相互作用的一種方法，包括兩個(gè)方面：阻力測(cè)試和垂直回復(fù)，前者主要表征球擊地后速度水平方向分量的減少，后者主要表征連續(xù)彈跳的時(shí)間間隔。
圖9 場(chǎng)地速率測(cè)試和發(fā)球機(jī)
CPR方法的理論模型假設(shè)擊地過(guò)程中球和場(chǎng)地是剛性的，且球以一定速率一定角度無(wú)旋轉(zhuǎn)（或≤3r/sec）的射出，球速測(cè)試儀器(如圖所示)誤差要求小于± 0.05 m/s。測(cè)試時(shí)球的入射角為16 ± 2°，入射速率為30 ± 2 m/s。測(cè)試用數(shù)網(wǎng)球?yàn)槿齻€(gè)，每個(gè)網(wǎng)球測(cè)試三次，測(cè)試過(guò)程中，若測(cè)試點(diǎn)場(chǎng)地?fù)p害應(yīng)改變測(cè)試點(diǎn)或等場(chǎng)地復(fù)原后繼續(xù)測(cè)試。
圖10場(chǎng)地速率測(cè)試儀器
數(shù)據(jù)處理
vix：網(wǎng)球水平方向入射速率(m/s)
viy：網(wǎng)球垂直方向入射速率(m/s)
vfx：網(wǎng)球水平方向反射速率(m/s)
vfy：網(wǎng)球垂直方向反射速率(m/s)
e：恢復(fù)系數(shù) (COR)
μ：摩擦系數(shù) (COF)
a：速率常數(shù)(150)
b：主恢復(fù)系數(shù)
CPP：場(chǎng)地速率
根據(jù)場(chǎng)地速率，球場(chǎng)被分成5類如表：
表3.場(chǎng)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(jù)摩擦系數(shù)和恢復(fù)系數(shù)，球場(chǎng)被分成以下3類如表4：
表4.恢復(fù)系數(shù)和摩擦系數(shù)
|
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COP和COF間的轉(zhuǎn)換見(jiàn)圖11，隨著摩擦系數(shù)和恢復(fù)系數(shù)的減小，CPR增大，網(wǎng)球在場(chǎng)地的運(yùn)動(dòng)速率加快。
圖11.CPR與COP/COF轉(zhuǎn)換關(guān)系
2）反彈值測(cè)試
ITF關(guān)于場(chǎng)地反彈值測(cè)試方法同實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法。同一場(chǎng)地不同測(cè)試點(diǎn)BPR的波動(dòng)為最大BPR與最小BPR之差。
3）平整性測(cè)試（ITF CS 02/02）
平整性測(cè)試的方法是ITF CS 02/02
表5.ITF場(chǎng)地平整性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
|
|
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(shè)±10mm 手工鋪設(shè)±25mm |
||||
注：PPA：主運(yùn)動(dòng)區(qū)域；TPA：全場(chǎng)
3）斜度和平整性測(cè)試
理想的網(wǎng)球場(chǎng)應(yīng)表面平整且在同一水平面上。即使為了便于排水，場(chǎng)地有所傾斜，但場(chǎng)地也應(yīng)該保持在同一水平面上。場(chǎng)地傾斜度應(yīng)盡量減小對(duì)比賽的影響，當(dāng)場(chǎng)地必須傾斜以便于排水時(shí)，場(chǎng)地的傾斜方向如圖12所示。
網(wǎng)球場(chǎng)地的測(cè)試方法是ITF CS 03/02，ITFTU推薦的斜度和平整性如表6。
圖12場(chǎng)地的傾斜方向
表6.ITF推薦斜度和平整度
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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(shè)±10mm 手工鋪設(shè)±25mm |
||||
