IBDM

03-302 Warszawa
ul. Instytutowa 1
tel. +48 22 390 01 07
fax +48 22 814 50 28

select language:

ekonomika

Laboratorium Diagnostyki Nawierzchni TD-1 - Zakres działalności PDF Drukuj

 

 

Pomiar współczynnika tarcia nawierzchni oznaczany urządzeniem SRT-3
Właściwości przeciwpoślizgowe nawierzchni ocenia się poprzez pomiar współczynnika tarcia. Zestaw pomiarowy SRT-3 reprezentuje trzecią generację urządzeń do pomiaru współczynnika tarcia. Przyczepa dynamometryczna wchodząca w skład zestawu pomiarowego posiada oryginalny schemat kinematyczny i szereg korzystnych własności, które wyróżniają ją z pośród podobnych urządzeń pomiarowych.



W roku 1992 zestaw SRT-3 uczestniczył pornmobilew Międzynarodowym Eksperymencie zorganizowanym przez PIARC oraz w prowadzonym obecnie Międzynarodowym Eksperymencie HERMES zorganizowanym przez FEHRL.



Rys.1 Przebieg momentu hamującego W(t), siły przyczepności F(t) i prędkości kątowej koła pomiarowego wk(t) w cyklu hamowania przyczepy dynamometrycznej

Dzięki oryginalnym rozwiązaniom SRT-3 posiada szereg zastosowań i możliwości:

  • pomiar współczynnika przyczepności przy pełnej blokadzie koła pomiarowego dwoma metodami, tj poprzez pomiar momentu hamującego i przez bezpośredni pomiar siły przyczepności,
  • pomiar maksymalnej wartości współczynnika przyczepności (przy danej prędkości pomiarowej),
  • pomiar siły oporów toczenia,
  • pomiar współczynnika przyczepności na łukach,
  • pomiar siły w zawieszeniu przyczepy dynamometrycznej,
  • możliwość określenia współczynnika przyczepności w funkcji poślizgu względnego.


Rys. 2 Współczynnik przyczepności wzdłużnej w funkcji poślizgu względnego


Rys. 3 Przyczepa dynamometryczna zestawu SRT-3

Obecnie przygotowywana jest kolejna wersja urządzenia, w której będzie możliwość pomiaru równości podłużnej nawierzchni oddzielnie lub równocześnie z pomiarami przyczepności.

Dane techniczne zestawu pomiarowego SRT-3

  • obciążenie nominalne koła pomiarowego - 2943 N (300 kG)
  • nominalna prędkość pomiarowa - 60 km/h
  • zakres prędkości pomiarowych - 30 - 120 km/h
  • opona pomiarowa: 185/70 R14 Barum Bravura (Continental) oraz 165 R15/PIARC-Vredestain gładka z obwodowymi rowkami (opona wzorcowa)
  • masa całkowita - 370 kg
  • hydropneumatyczny system hamowania
  • pneumatyczny system wypływu wody
  • regulowany czas hamowania
  • regulowany czas uśredniania mierzonych wartości


Pomiar ugięć nawierzchni oznaczanych urządzeniem FWD
W większości krajów ugięciomierz dynamiczny FWD (Falling Weight Deflectometer) staje się lub jest najbardziej powszechnie stosowanym urządzeniem do oceny nośności. Oceniane są zarówno w trakcie budowy jak i po wykonaniu różne typy nawierzchni, najczęściej dróg i lotnisk, a także dużych powierzchni przemysłowych. Obecnie na całym świecie pracuje ponad 300 urządzeń tego typu. Od roku 1996 zakupione przez GDDP pracują w Polsce 3 zestawy pomiarowe FWD z tego jeden w Instytucie.



Na podstawie pomiarów czaszy ugięć ugięciomierzem dynamicznym FWD dokonuje się analizy nośności nawierzchni. Ugięcie nawierzchni pod wpływem zadanego obciążenia mierzone jest za pomocą zestawu czujników ugięć (geofony). Umieszczone są one w centrum nacisku (płyta naciskowa z jednym czujnikiem) oraz w pewnych odległościach od punktu centralnego (np. 300, 600, 900, 1200, 1500 i 1800 mm). Znając konstrukcję nawierzchni oraz głębokość i kształt czaszy ugięć można ocenić stan nawierzchni. Aparat FWD ma możliwość maksymalnego nacisku do 120 kN, symuluje nacisk wywierany przez samochód ciężarowy poruszający się z prędkością 35 - 40 km/h.



Sterowanie tym urządzeniem jest automatyczne. Kierowca będący jednocześnie operatorem przy pomocy dodatkowych urządzeń (dystansomierz, kamera) dokonuje wyboru miejsca oraz kontroluje przebieg procesu pomiarowego. Aparat FWD jest sterowany przez procesor pokładowy, a poprawność wyników uzyskiwanych w trakcie pomiarów kontrolowana jest na bieżąco przez komputer pokładowy.

Wyniki pomiarów tym urządzeniem mogą być wykorzystane nie tylko na poziomie projektu, ale również na poziomie sieci drogowo-ulicznej. Na poziomie sieci uzyskane wyniki można wykorzystać między innymi do budowy banku danych o nośności dróg, co pomocne jest w prawidłowym ustalaniu budżetu, podziału środków, typowaniu odcinków do remontu lub przebudowy oraz hierarchizacji ważności działań na sieci drogowej.



Głównym zadaniem FWD jest ocena nośności nawierzchni, jednak wyniki pomiarów mogą być wykorzystane również do innych celów np.:

  • względne porównanie stanu poszczególnych warstw nawierzchni na podstawie pomiarów ugięć,
  • określenie modułu sztywności poszczególnych warstw konstrukcji,
  • bezpośrednie obliczenia odkształceń dla nawierzchni podatnych,
  • strukturalna ocena stanu podbudów związanych,
  • ocena nośności materiałów niezwiązanych.



Płyta naciskowa z zestawem geofonów

Penetroradar ARC (Analyseur Radar de Chaussées) reprezentuje nową technologię w dziedzinie pomiarów nieinwazyjnych NDT (Non-Destructive Testing). System ARC daje ciągłą informację o rodzaju konstrukcji nawierzchni, grubościach poszczególnych warstw, odcinkach jednorodnych oraz o występujących zmiennościach i anomaliach.



Penetroradar ARC
Penetroradar ARC jest wydajnym urządzeniem umożliwiającym prowadzenie badań bez utrudnień dla normalnego ruchu.
System ARC generuje impulsy fali elektromagnetycznej emitowane przez antenę, która jednocześnie odbiera sygnały odbite z granic między warstwami o różnych właściwościach elektromagnetycznych. Dane przekazywane są do zespołu kontroli radaru, gdzie są zapisywane, i w celu bezpośredniej kontroli wyświetlane na monitorze komputera w formie wykresu kolejnych sygnałów, w zależności od przebytego dystansu. Zebrane dane przetwarzane są po zakończeniu pomiarów.



Rys.1 Ogólny wygląd interfejsu programu do interpretacji danych

System ARC posiada wiele zastosowań, z których wymienić można takie jak:

  • powierzchniowa kontrola jakości - pomiar faktycznych grubości warstw nowej konstrukcji nawierzchni,
  • badania strukturalne – identyfikacja warstw konstrukcyjnych nawierzchni, określanie występujących zmienności w strukturze konstrukcji nawierzchni (wyznaczanie odcinków jednorodnych, ubytków, przewodów rurowych, itp.),
  • diagnostyka obiektów mostowych - określanie grubości warstw bitumicznych i betonowych położonych powyżej zbrojenia,
  • analiza sieci drogowych - dane o stanie konstrukcji nawierzchni dla sieci drogowej możliwość integracji z istniejącymi bazami danych.



Rys.2  Zarejestrowany przez system sygnał „odbity” z granic między kolejnymi warstwami nawierzchni


Rys. 3 Przykład danych wyjściowych

Dane techniczne systemu pomiarowego ARC:
- głębokość penetracji - ok. 60 cm (zależy od warunków otoczenia)
- prędkość pomiarowa - do 50 km/h
- rok pomiarowy - 0,5 m minimum
- dzienna wydajność - zależnie od warunków otoczenia do 60 km/d
- dokładność pomiaru - do 5% zmierzonej grubości warstw

GEORADAR SIR-20 System Pomiarowy do Badania Konstrukcji Nawierzchni Drogowych
Georadar SIR-20 reprezentuje wciąż rozwijającą się technologię w dziedzinie pomiarów nieinwazyjnych NDT (Non-Destructive Testing). System daje ciągłą informację o rodzaju konstrukcji nawierzchni, grubościach poszczególnych warstw, odcinkach jednorodnych oraz o występujących zmiennościach i anomaliach. Georadar SIR-20 jest wydajnym urządzeniem umożliwiającym prowadzenie badań konstrukcji nawierzchni bez utrudnień dla normalnego ruchu.

ZASTOSOWANIE:

  • Powierzchniowa kontrola jakości:
    pomiar faktycznych grubości warstw nowej konstrukcji nawierzchni (badania odbiorcze),
  • Badania strukturalne:
    identyfikacja warstw konstrukcyjnych nawierzchni, określanie występujących zmienności w strukturze konstrukcji nawierzchni, wyznaczanie odcinków jednorodnych, lokalizacja obiektów takich jak, przewody, rury, itp.),
  • Diagnostyka obiektów mostowych:
    określanie grubości warstw bitumicznych i betonowych położonych powyżej zbrojenia.


Anteny zamontowane na samochodzie
DANE TECHNICZNE

  • częstotliwość anteny/max. głębokość penetracji
    2,2 Ghz / ok. 45 cm
    1,0 GHz / ok. 90 cm
    0,4 GHz / ok. 250 cm
  • prędkość pomiarowa
    do 100 km/h przy kroku pomiarowym 0,05 m
  • możliwość jednoczesnego pomiaru maksymalnie dwiema antenami
  • możliwość pomiaru w trudnych warunkach terenowych przy pomocy wózka pomiarowego
  • jako opcja możliwy jest zapis obrazu video i pozycji w systemie GPS

Zestaw montowany na wózku

ZASADA DZIAŁANIA:

System SIR-20 generuje impulsy fali elektromagnetycznej emitowane przez antenę, która jednocześnie odbiera sygnały odbite z granic między warstwami o różnych właściwościach elektromagnetycznych. Dane przekazywane są do zespołu kontroli radaru, gdzie są zapisywane i w celu bezpośredniej kontroli wyświetlane na monitorze komputera w formie wykresu kolejnych sygnałów w zależności od przebytego dystansu. Zebrane dane przetwarzane są po zakończeniu pomiarów.

Przykład danych wejściowych uzyskanych bezpośrednio w trakcie pomiarów



Wizualizacja wyników pomiarów różnych cech nawierzchni wykonana w programie ROAD DOCTOR



Wizualizacja danych wejściowych w analizie 3D