Laser RDT : brustest hösten 1997

19

99

59

N .H

.5

O =

'5

VTI notat 76-1999

Laser RDT

Brustest hösten 1997

Författare

Peter Andrén och Hans Velin

FoU-enhet

Drift och underhåll

Projektnummer

80261

Funktionsmodell för rullande

deflektionsmätare

Projektnamn

Uppdragsgivare

Vägverket

Distribution

Fri

(db

Väg- och

transport-forskningsinstitutet

I

Innehå"

1 Bakgrund

2 Mätsträckor

Beräkningsmetod

Resultat h a ) Slutsatser 01 6 Referenser

14

15

1

Bakgrund

VTI har på uppdrag av Vägverket under ett antal år utvecklat en rullande bärighetsmätare, Laser Road Deñection Tester (Laser RDT). Den första prototypen byggdes på en Volvo Titan, årsmodell 1964 (Figur 1.1 (a)). Mätningar med denna första prototyp visadeatt det är möjligt att med hjälp av avståndsmätande lasrar mäta nedböjningen bakom bakhjulen på en tung lastbil i rörelse. Mot bakgrund av de kunskaper man erhållit med detta mätfordon byggdes en andra prototyp baserad på en special-byggd lastbil av märket Scania, typ R143ML (Figur 1.1 (b)).

Föreliggande notat utvärderar det så kallade brustest som genomfördes påhösten 1997. Syftet med detta test var att studera eventuella systematiska fel och det slumpmässiga felet i mätningarna. Tanken bakom brustestet var att placera mätbalkarna så nära varandra som möjligt på en plats med så liten påverkan från hjullasterna som möjligt. Rimligtvis borde de båda mätbalkarna då ge samma resultat, så när som på det brus som uppkommer på grund av lasrarnas tolerans, skakningar i lasrar och balkar, och dylikt.

Efter brustestets genomförande visade det sig att det fanns en förhållandevis stor störning i alla test. På grund av denna störning försvårades utvärderingen av-brusnivån i systemet då det var svårt att veta om kalibreringen var korrektgenomförd, balken korrekt monterad, etc. Eftersom det var angeläget att komma igång med deflektionsmätningarna monterades balken tillbaka till sin ordinarie position innan utvärderingen hade på påbörjats, så det var inte möjligt att göra uppfölj ningstest, eller en ny kalibrering. Detta notat innehåller förutom redovisningen av brusnivån även en redovisning av den förekommande störningen.

Detta notat ingår i en serie notat rörande tester och utvecklingen RDTzn. De andra notaten är: Passbitskalibrering och kalibrering mot vätskeyta av Peter Andrén och Hans Velin [2], Beskrivning av metod för deflektionsberäkning av Peter Andrén [1] och Dynamisk bakaxelmätning. Analys av mätningar i vägsimulator av Roland Östergren och Georg Magnusson [3].

/

(a) Den första prototypen (b) Den andra prototypen

Figur 1.1: De två RDT-prototyperna 2

2

Mätsträckor

Brustestmätningarna genomfördes i slutet av oktober och början av november 1997. Eftersom väg-banan måste vara helt torr och mätningarna genomfördes så pass sent på året blev mätpassen rela-tivt korta och därmed delades mätningarna upp på flera mätdagar för ett par mätsträckor. För varje mätsträcka och hastighet (50, 70 och 90 km/h) genomfördes fem mätningar. Följande mätsträckor mättes.

Flygrakan riksväg 34, från 852A119 + 2113 till 852A119 + 857 m, mätning i båda riktningarna. Mätning i hastigheterna 50 och 70 km/h genomfördes 1997-10-30 och i hastigheten 90 km/h 1997-11-02. Mätningar i 90 km/h genomfördes även 1997-10-31 men det blåste mycket kraftigt den dagen och det var svårt att hålla rak kurs med mätfordonet, därför beslutades det att göra om den mätningen.

Nykil riksväg 34, från 852A011 + 1139 m till 852A011 + 2139 m, mätning i båda riktningarna. Mätning i hastigheterna 50 och 70 km/h genomfördes 1997-10-30 och i hastigheten 90 km/h 1997-11-02. Mätningar i 90 km/h genomfördes även 1997-10-31 men det blåste mycket kraftigt den dagen och det var svårt att hålla rak kurs med mätfordonet, därför beslutades det att göra om mätningen.

Arlanda väg 465 den delen som är betongväg, från 1181A15009 + 408 m till 1181A15009 + 2322 m riktning mot 1181A14013. Mätningarna genomfördes 1997-11-04.

Vikingstad länsväg 636, från 851A028 + 946 m till 851A028 + 2259 m 1998-06-17 där betong-beläggning finns under nuvarande asfaltsbetong-beläggning, mätning i båda riktningarna. Mätningar genom-fördes 1997-11-02 och endast i 70 km/h samt en mätning i hastigheten 50 km/h.

3

Beräkningsmetod

En tvärproñl skapas för både den främre och den bakre mätbalken, se Figur 3.1. Mätdata förskjuts i tiden så att tvärprofilerna avser samma mätsträcka. Därefter bildas differensen mellan främre och bakre mätbalken och vi erhåller en så kallad differensproñl. Medelvärde för differensprofilerna och tvärprofilerna från fram- och bakbalk bildas Över en tillräckligt lång sträcka, så att de svängningar som finns i mätbalkarna och mätfordonet har svängt minst en period. Illustrationen i Figur 3.1 stämmer inte riktigt för brustestet, eftersom de båda balkarna var placerade så nära varandra som möjligt (en tredimensionell bild av detta ges i Figur 3.2) och de båda proñlerna borde se i princip likadana ut.

För att mäta brusnivån har standardavvikelsen för differensen mellan två lasrar beräknats. Detta ger dock inte hela bilden av bruset, men det ger en god första indikation.

#7 #

Fram Bak

Figur 3.1: Lasrarnas placering och numrering

99

6-19

AT 7

NOT

vTI

,, ,,11,1 ,,,11, , ,M 11

11 1,31 / ,,1, ,1111, ,1 ,, ,111,1 11,1 1, 1111 111, 1111 111 ,1,,11 1 ,111,, 1111. 11,1,M,, 1,1v,,111 /.,1,11, 11,.11Mu, 1 ,,w,11, ,.1,,1,11 1w11n,1,m 1,,1,,1 , ,1111 4% , 1, ,,,,11,y,1 ,,1,111,, 1,v/, m,1.1. JH11 AMM111 411141 c ,,.,,1 ,,,,,1 1,11%1 ,111,1 %,,,nm wäüm, ,,1.,1,1 .,111111 ,,,,,,,, , ., 1111 1111 111,11 1,,11. ,11, ,11,,. ,11,,, 1,11, .172 ,111 111 511,11 1111, 1/ ,111 1111 , 111 1111 11 1,,11, ,1111, ,111,1 ,,1,1 1 ,,,,1,.11 11,.1, 11,11, 1111,, 1,1,

,1111/ 1L,1 11 1 111111 ,, 11111, ,

,111/1 1, ,11111 , 1111 1111 1111, 1111 11 ,., ,111,, 11111 1111 1111 1411 111 .. 111, 0 1,11 11,,,111, ,,111, ,, 1/1 11.11//1/1 ,111 1111 1711 1111 11/1 11,1 ,111,1 11 .1111, 1,111, ,1111, 1,1,11 11111 ,1a111 111,11 ,,, ,111 1111 1,1, /111 1111 1,.11 111114 ,,1,1 11M111 1,1,,1,11 1.1,v,1,, ,,,, ,114,1 111,,M1,, 1,,1v1,,1 11,m,, ,,,, ,,HM WZAM aa ,,111. . ,,111, .1,01 1,31 1... ,111 1,11 1,,1 1.

1111 110111 .,1,

,111 ,111

.1 1,

1111 11

11.

111111 1111 ,111 111111 11 11, ,1,,1, 114

1111 ,,11 1111 ,,1111 ,,111, ,,1111 1,11 ,, 1111 1111 111,1 11, .11 11, ,11111 1111,. ,,wm1,1 1%w ,,1 ,,111, ..,wm,11 111, 111,11,11 .1,1,,1,H ,M,1,,111 ,u11111 .111,1 11 ,

,111 ,111 /1 1 ,1,,,1 1/,,1.

1112 111 1111 /11

,11,,/ 111,, 111, 1,, ,1,,11 ,, 111,,1 ,,, , 111 111

.11111 11111 .111 1111 111 71/ 1111 1 .1,,,11,,.

1,,11 1 ,111,5 11 1111,, 111,, 1111/1 11.,1 1111 1, 1711 1711 1111 1, 1111. ,11 , f1* 1111 1

,,111/ 1111 11.,,. ,11 . 1,1,, 1,,1.

1111,,

71/1 ,11/ 1. ,,1,.,1, ,,1,11.

111 1,,,11 /111

14,111 ., .111 1111 1111 11 .11111 , 1 491111 11271 5,

,1,1 1 11

1, 1/1, ,,, 11,1 /111 11/1 .1 1111 ,, ,111 1 .11 1111 1 , ,1/1 111 1.72.1 111 1 1111 1111 1111 1 1,111, .1,,11 11,111 ,,1111 1 ,121,1 1

1111 1 11,, 11111 ,11 1111 1,

1 1/1/ .,,.,,,1,,1, ,,,,1,1,1,,, m,,11, 1.1.1,H,,,,1 ,u,,1,1.1,m, , ?Sun ny/bum , 111 111M1, 1,711, ,1,111 111,,1 4,.,,, ,, I ,.1, 1111 111m øyZMM MMMV Zozc n .u,4,11ø. 1,11,,1, w,1 11 1*11,11 11,11 1, 1111 1 1111 1 1./1 1, 1111 1111 ,, 1111.1 , ,11,,/ 11.,,1 111111 1/ 11111" ,,,11 11 u,1151 1,11 2/11 1111 1/,1 1111 1111 11,

,111,w, 1/1 ,,11 1,,111, ,1,, ,112,1 ,,

. ,11 1511 1111 111 .11 1111 ,,111, 111.11 11 a11,,, ,.11111 1 1111 141111 11,,/1 1,111, 111111 ,, ,,,111 /,01 ,111 11,

,71,11 11 1.1.,,1,,111,,

,111 ,715 , ,11,11 1,1111 1.,111 /,,1,, 1111 1 11,,, 1111 111, 1111 1,11 ,11

111711 1111, .,

1111 11,111 111,.,

1,11 1.,, 1111 ,,11 1711 1111 1111 1111 111111 1111,n 1111 11111111 1111 11 1111 1114 1 1111 1101 11? .11141 11111 11,1 1111 1,,1 1A11 1111 1 ,11 1111 11.111, ,,1,1, 1111 .1 ,/ 1

.11 1111 1411 151, ,111111, 1111 11 , 1111 1,., ,.1111,,. ,,1,.1,,1 1,11., ,,,.1,11,

,111 1111 111,1

1111 1,,111 111 ,111,1 1,11 111 10 .11,, ,111 111 1 1111 1111 4,

11,1,1 1111/1 171: , 1111 11, ,1, ,111 1111 4111 15 ,, 1171 1111 4111 1?? ,.11 1111 114117 1» 11111, ,11111 111. ,,1,11 111 1.1.1. 11111 11.,11 11 . ..1 ,.1 ,1,1 ,111 1111 1171 14 ,1,1 11,, 1111 1727 1111 12?? ??1/ ø ,, ,1 ,1,,,11 1,,,11, ,,,,.1, ,,,11,, ,11,,,, ,1 ,,,,, ,,111/ 111111 1111 111,,/ 111",1 111117 1111 1101 ,11 11.0 7%11 1111 111w, .1,, 1\\ 111, 1, I, 1,,,,, 1, ,.,,, 1,,,11, ,,,,,, 1 ,1,,,,1 o., .,Z 1111 1111 11,, 111, 112, 1111 4151 2711 1 _ ,,111, 111 .. 1111 11/ I.. 1,,1 11,1 1111 1,.1 11,1 1111 1 . 11111, ,11.,1 ,11111 ,11,11 111, 11,,., ,1111 . ,,,1 ,, 1 ,. 1 111111 ,,111. ,111 11,111 7111 171, ,,11/1 171141 11 äI 111111 215111 2,1, ,11111 ,,11 111145 1111 111111 111i 11,1 ,. ,1 1,,1 1/,1 1111 1171 7111 1172 7511 11,, , 1,111, 111,,1 ,1111, ,11, ,,1 1111 ,,11 111, , 1,111, .11, /11

/1 1 119 1 116

1.1.11 1111 111111 111 ,1/., 11

1111 111

111 ,, 1111 1,/ ,, ,111 1,,111 111 .111 111, 111, 1.,1 111, ,1 ,11 /1, , 1111 1111 1115 1111 15, 111 1,, .1111

,11,;1 1111 2114 4 .111

/1 1 ,1 1 11 1 1111 111 11/ 11,11., 111 1,

111.11, ,11,. 11,1,. 1111.1 1,n,1, 1,11 ;111 1111 1171 ,1111, 11,..1 11,,11 , 111 11,1 11117,

1 1/11 111 11.1 1

11/1

/111,,,

111. 1, 1111 ,,111, 11, ..1 1/1 \ 4 1111 1101 11111 1111 11, 1 1111 11,

,111 ,1, ,,11 ,,,11 1111 11 1/11 /

1111 , //A /11/ 011,., 11,11 11,011 ,,1111 11.,11 1n,111 11,,/1 1,.. 11 ,,,

1,,11 111111 11111 111,

11,1,1 1111,, ,11 111. 1,1, ,,11, ,.1,1, ,11111 ,,1111 1 1111. 1111 1,,111 .

111111 ,,,1,, ,11111 , , 1111 1111 11, 1,1111 1 ,111 11,,71 /111 11, .,1,1,,., 1111,1 11,,11,11 1, ,11111 115164 141111 1111, 111 ,,111111, ,,1.,, ,,1 111,

,,,,,,.1111 p,,,11111, ,1,,.,1 ,,1111. .1,u111,, 1,,1,1111 1,?hmm mH1,,áuwm ,d1,á, ,,,,,, ,.,111, 1,,,,,,, ,1,.,1,, 1,7,z11, 11.,,. ,,1114 Mw1111 11 ,,1, 11,1 ,,,11? znuwøzuM uzhmw ,1,.1w.1 111,,m,1 ,,1,..,. ,1,.111 ,m,1,.1, H,.,,,,, 11,n,,,, 1,,1m,11 ,11, ,111 ,1. 111, 1,,1 11 ,11// 1,1// 11, .1// 1 .111,, 111111 .,,111 1,, ,, ,,111/ 1.1 ,111 1111,1 1,11 11,1 1 111 ,1 11,, /11, 111 111 ,11, 11 11,1 1111 111 11,1,. 1111,, 111. .11,1, 111,, ,11,

01₁₁₁111111 1

,,1,,, .,1.,, 111121 111111 111/11 1,1111 .1111 1. 1,,111 11 ,111 ,, ,1711111 1,,111 /111,

,1111, ,111 111 1111,, ,11,/1 111111 11 , 1,1 11111, 11,, 1 1 1 11 .1111111 1111 1 1111 171121 111, 1111,, 1111 1 ,0,1 11, 1141 1111 1111 1. ,11, u11111 1111 111, 111 /111,1 11 ,,14 1111 11 111111 1111 ., 1, .1/ 1,,,,111 11

,11 .1111, ,, . 1111 .11

5111 1111 1111 11,, ,1,11 4111 1111 ,,11 1,, ,111,. ,,1111 ,111,,

111, , 1111 11 1111 111 1111 1;11 1,,1111 11 1111 11111, ,11111 1 ,111 111/ 1,1, u ,1,/1 1111 1114 11? ,1111

11 1,,111 1111 1,1, / 1 , 111 111,11 11 111, 1,1/ 1,

,1111, .11111 11 11/1 1 1 11 ,111, ,/111, ., ,111 4111 1111 15 1111 117111 ., 1111 1,,1.n ,1,111.11 . ,,11,1 11, .MV/11 21.1,H 117111 1a1., 11.1 1.15 11, 111,,1,,, ,.,, ,11 1111 ,1111 1, ,11,,1 ,11111 ,/11,, 1,1111 1

1 ,111,,11, ,11,,

1.111,11, 1/// 1/1/ 11 1111 1 ,111u ,11.

1

1,111, ,11,,1 ,1111 111711 1111 11,1,,11 ,,1 1111 11,11 111 ,111,1,111 1,.

1111 11.

11 ,. 1, ,1 1 _ ,,.1 ./// //1 1

,111 11,, 1111 1, 11 11.11, 11 .111 A

1111 11 ///I 11. ,,11 ,1 111. 1

,111 .111 1114 1111 11, ,1 1, 1111 1 , 1111 11,,/1 1111

,111,, .1 11,,, . 1111 1,,, /11, ,111 111 ,,11, 111111 11 151111 11,

,11.11 ,1/111 11

,11 111 ,11,,1 11,.11 1,,,11 1 11, 1,11 ,1,,,, .1,,1, 11,,11 541117 11111, ,.,11 1,111 1,,., 111. 11,, 114w1 ,,11 1111 , 1111 1.11.1. .,,,1,111 ,,

/111 1,,,11 111 1.111,,1 1111 11 1111 11 ,,111, ,11/,. 11111, ,11 11,

11 .",11,, 1111 111111 ,,111 1111 1,, ,11,

,,111, .1114. 111111 ,,.,11 ,,1111 111, 12111 111 0.1. 01 1,11 1,11, /111 ,. ,,11 1/11 1, ,11,,, 111111 11,,, ,,1 ,1 11 1, 1111 1111 , 111 111.. ,111 111 . 111 111111 1.,1. ,11,

111111 11, 11 111 ..11 111111 /,,11.

11111, ,1111, 1111 1111 16 ,.11 10 .11,1 111, .11111 11114 111. 1 .111 1111 1111 11 7111 1111 11/ ,1,1, ,1 1,, ,1 111 ,,/1,1 11, 11 .1 .1 1,171ñ, 11,1,. ,11u. 11,111 111. ,,11 11 ,,,,,1/,,1111 11,..,1 1,,,, 1/1 1,17 ///11 /11 .1111 1

,111 11, ,1/1 1,1 1112 ,11, 1,,1 11,,

, 1111 1112 7111 1, .111,. 111,,. 111,1 1,111, 111111 ,,111, ,11,,1 111,1 111, ,,1,1, 1,,,, 11,111 111111 ,111, 1, 1111 1 ,11114 1, 1 1,11 1.n111 1 ,1. 1114 1111 1511 1. ,,111 1,1,11 1u1111 1111y1 1/,111 111 111, 11 .11, .111 1 1.111 11 .111 ,1 ,111 1111 ,,,,1,1,1 ,,,.,,.1, 111,,1,, .,., _ ,,, 1,4111,.,1,w. 11,1.1 11,1,,1,,1 111m,, ,,1,w1, ,.,u1 1/,, m11. mWw/ meiJ .,17111111 11 ,,/,,,111.,, .. 111111 1111 .,,w. ,,11,. 1114,2 0

11,, 1111 11

11111, ,111.% ,.1\1 .111, 11,,,, ,1111, 11 ,111 111. .111,, 11 ,,,,1,,1,11,1 11,,11111 1 1, 111, ,. 11111 1111 1 111

,111 ,,11 1111 111 ,111 111 11, 1111 1, 1,, ,11,,11 1.,,,, ,2.1.1 111 ,111 111, 1,,, 1111 ,,1111 1111 , ,11A ,111 1111 11 H,1113 111111 111 , ,1.11 111,

111, 11 1111 1 ,1114 1111 1111 1711 1, ,111,, 111111 ,,111 1111 1, //1/ / 11 ,111,11 1111 1

1.1,,, ,,.1, .711,1 11 ,11111 1111 ,1/11, ,1/1 1111,, 11 1111,11 1,1111 1,,11 1,,1,1 111, . ,1 11,,11,.

1,,, 11? 111, /// 1111 1121 /1111 ,111, 111, , 1 11,, 1111,. 11 11 1111 111 ,1.,11 , . 1.111 ,1111. .11. ,111 1111 1111 11 ,, ,,/1 /111111 , ,1111 1 15/1 1 ,111 1111 1411 11 ,11115 5111 1114 ,,11 1, 11 1111 . ,111 111, 1111 11 1111 111, 11,/,,1,, 1.11111,1 ,,,.1ñ1 1 111n 1111 1, 11,,11 1,,111 , 1,1 111 111, ,1 11, ;111,, /111,1 , 1141,, ,111 11 ,1111,1111 1117 2.11 1111 111 , ,111 1111 1111 14

,11111 1, ,11 1111 7111 , ,,1111 11 111. ,11114 1111 1./11/ u1111, ,,,111 ,n,111 1, 1, ,,11 ,11 1 1111 1110 11 ,, .7111, 1111 1,.11 11,1

1111 1111 111 11, .111 111 ,111,1 1111 ,1711, ,11 11,

,1 1,.11,1, 11,,,1 111111 ,,1111 1. ,1111. ,1111, ,11111 1 1,111 11,, /1// /1 11 ,,,111 1111 ,11111 1111 .171 ,,11 1111 1 ,11, /1,2 ,111 1711 1111 /111 11. .111 ,111 1111 1,. 1111 11 ,.111, ,.MH1, ,,1.111 .w71/1,1M .,,,M1 .,11n, 111,,1,w, w111/1 11nmn. , 11,, .,11M,1 ,,111,1, ,,H.1,H, 1,,1.,11 1,,1,,,. ,.,, ,1 1 1,,111 1111 .111 1111 111, ,11 11M1 1111 111, w91/ 111 ,,11,111 ,111, ,,,,11 111 11,,11 111111 . ,111 1111 1 ,,11 11 ,,1. 011171 1111 151, 1111 1111 11,4 ,1,,11,, 111111 1 , 111., , ,, ,111 111 . 1111 11, ,111 1111 1 1111,,,, , ,,111/ ,,111, 11,,11 1,,111 ,1 1111 .n,111 111 , 111, , ,111 11,111 , 4111 1111 1111 1 ,111 ,111 1, 1111 1111 11, 111,,1 11,,1, 1,11,, ,, ,, ,111 11 1 ,,1,1 11,,,, 11.,,111,,11 111 1111 1111 111 , 1 1111 ,111,, , , ,111 111 ,1,1 1111 11 1/11 1111 , 1,11 ,,/1 1,15 , i 11 1 1111 11 1,,1 1111 111 1111 1111 11,,, , ,,,111 111111 111.,1 11111, ,,1,,. , 111,11 1,,111 ,,1 //11 ,,,.,1 11111% ,U,11, ,,,.,, ,, ,1,,M1,, 1,M1,,1, ,111,,1, 11.H,w.1 ,1 ,,,.,,.,11,1 ..,1.,,,,q,11; 1,111, 11%.11 11Mwç ,1,,1,,111,,1,, 1,H,,1,,1, , 111111 ,,111, 111111 1111, 1,11 ,1%, ?1 11 111,,1 1,,, 1111 11 11 1,11 , 111111 1n,111 111,,1 11, ,111,,1 1111 11 , ,,1,11 1,, 111111 111, ,,, 111 1111 11,, 11 111, ,,1 ,1 11,,11 ,,11 1,, 1A, 1111 ,,111 1, ,,11 111, 1111 11, 1111 11111, 1,12. 11.,, 1111 7141 1111 1 11.,, ,111, ,,,1 111, .1/1 ,0,1, ,1111, 1. 11, 1,11 1111 ,, ,,11 1111 1 ,11 1111 1

1111 11 , ,,1., ,1., 111, ,,111, ,11 11 1,,, 111, ,1 11., 11, ,1.,.1/1,1,, ,, ,11,/1 1mm, .11111 ,1 1.1111 11, ,,1, ,. ,.1/, 1111 1111 11/ 1.11 1111 11, 1, 11,,/1 111111 1 111111 ,,11.1 ,,1111 111 ,, 1111 1111 1 , 1111 1 11,,., ,,111, /1 1, 111 1 ,11 1,1 ,114 11,. 111/ 1 1171 11, 1111 111111 1 1%11 1, 1,11 , 7111 1,,1 11/1 7111 1111 451? 1,111, 1,,111 ,11111 1,,1 ,1,,11 11,11 1,",11 111 1111111 11,111 , 11 6 ,111,1 111, //l/ .t// l.11 .111 111 1 ,1// // 11,111. ,,,,,1 111111 11 ,, ,,,111 /11111 1 1/11 111 1711 ,, , 1111 11, 11111,, 1111 111 1111 11 , 1,, ,,1 .11 1111 1 ,1, ,111 1111 ,1,v., 1/,,11 111111 111.11 111,, 1114 1111 1111 1101, 1111 111111 11/1 1/1141 1111 111,. , 1111 11,/ 11,, 1111 11 111, 11 ,,11, 1711 1711 11111 111411 1111 ,111,11, ,,,,1,1, 1,,,,,,, 11, ,, ,111 111, 1,111, ,1,.11 1, 1111 1111 11, ,,111 ,,11 1111 111111 /111 1 1111 11/1 ,,,. 4.1. 7111, ,1,/ 1/1 .1 171/ 11 11 ,, ,111 1, 11 11.1 , 1,1110 111.11 1,,1,, 1,11,. 1. 11,, , ,,,,1,,11 1,,1,,,11 ,11111 , 1111., .111,, 1111, 11.,, ,1111, 1 1 1 1 1 111111 , ,111 111 1411 1111 9141 1111 1 ,11111 1111 ,1 ,1

111111 1111 1,11.: ,,,1 1111 1101 1711 1511 1111 1,, ,111 11nw1 1111 111ø1 1111 1, ,,11 ,. 11., 11, H

0

%

.,0 3m . <5 . mmEm noüb m _ s .häm ma

.

wm

.

?m

an

4

Resultat

Grundidén bakom brustestet var att de båda balkarna skulle mäta i stort sett samma sak. Figur 4.1 visar hur signalerna från lasrarna F2 och BZ ser ut vid mätningen Flygrakan mot Kisa 50 km/h. Den övre bilden visar hela mätningen, där det syns att den främre lasern hela tiden ligger cirka fyra millimeter över den bakre, vilket beror på att lasrarna har kalibrerats mot olika referensnivåer. I Övrigt följs de båda signalerna åt väldigt bra. Den undre bilden visar en tremeterssektion av den totalt 1095 meter långa mätningen. Här ser man att de båda signalerna är ganska samstämmiga även på sampelnivå.

Nästa steg var att undersöka om differenserna mellan laserparen (två lasrar med samma position på fram- respektive bakbalken) var konstanta, eller hur de varierade. Figur 4.2 visar differensen för laserpar fyra längs med hela mätningen Flygrakan mot Kisa 50 km/h. Differensen ligger ganska stabilt kring ett medelvärde på cirka 4,2 millimeter. Denna differens beror som sagt på att kalibreringen har

utförts på olika nivåer för de två balkarna, och påverkar inte slutresultatet.

Jämförelse mellan bak- och frambalk

O . . . i . . . i . i . . . l . . . ..

_ O 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Längd [m]

Jämförelse mellan bak- och frambalk, detalj

. . . , . . . i . . . , . . . .. g _ F7 14 _ . . . , . . . .i __ B7

. . . .

. . . .. . . ..

å :

.2

:

-:CL_) 10 _ . . . , . . . .. 8_ . . . , . . . . .. fi . . . V . . . , . . . V . . . .. 6 I I I I I 290 290.5 291 291.5 292 292.5 293 Längd [m]

Figur 4.1: Jämförelse mellan mätsignalen från laser F2 och B2

Däremot finns det anledning att tro att den relativt stora variation i differensen som förekommer kan ge upphov till lägre precision av slutresultatet. Standardavvikelsen för differensen i Figur 4.2 är 0,714 millimeter, vilket är väl mycket då nedböjningen som ska mätas knappast är störreän 0,3 millimeter. Det är med all säkerhet dock inte så illa som det skulle kunna vara eftersom alla laserpar uppvisar

Di ff er en s [mm] 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Längd [rn]

Figur 4.2: Differens för laserpar fyra

samma variationer i differensen. Figur 4.3 visar en del av Figur 4.2 med motsvarande differens från laserpar tre. Som synes varierar de på ett i det närmaste identisk sätt.

8 . . . , . . . i . . . .l . . . ., i _ i i _ , ' _ Laserpar tre i 7 . . , . . . .. Laserparfyra : §6 . x.. . x I ... .. 'å -1 till I "" . m 1* t' 'l i g a . §5 I ' :I Fl", Ill' 5 l l l * *WWW 3 m ' V i ' Öl' 'lg ' \ w »ull lll * * 1 i . . . .. . . .. 'i ,l vw i', '13 J 19. , . l

a

_{3 ...}

i .i m i .tv w

_...

_'v

._ _

' ... ._

2 i i i i i i i i i i 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 Längd [m]

Figur 4.3: Detalj av differensen för laserpar tre och sexton

Märkligare blir det dock när man jämför laserpar på olika sidor av mätbilen. Figur 4.4 visar hur differenserna, mycket tydligt, varierar i motfas. Detta beror antagligen på svängningar i balkarna som lasrarna är monterade på, svängningar i bilen, eller bilens rörelser. Det bör ges hög prioritet att ñnna anledningen till dessa variationer.

_ Laserpar tre _ Laserpar sexton

1 I i I

385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 Längd [m]

Figur 4.4: Detalj av differensen för laserpar tre och fyra

Hur standardavvikelsen varierar beroende av väg red0visas i Tabeller 4.1-4.3. Tabellhuvudet ska läsas som riktning och hastighet, alltså betyder Link. 90 i Tabell 4.2 Nykil mot Linköping i 90 km/h. Resultaten till tabellerna kommer från den första mätningen i varje serie. Det är inte lätt att dra några slutsatser utan vidare analyser av materialet, men vissa iakttagelser kan göras, (1) standardavvikelsen minskar generellt med Ökande hastighet - gäller dock inte Nykil mot Kisa, och (2) standardavvikelsen ökar med Ökat avstånd från bilens centrumlinje, vilket antagligen beror på att balkarna skakar mer i

ändarna än i mitten.

Tabell 4.1: Standardavvikelser för mätningarna på Flygrakan

Kisa 50 Kisa 70 Kisa 90 Link. 50 Link. 70 Link. 90

Laserpar 2 08559 08343 07559 07163 06754 07194 Laserpar 3 08590 08285 07671 07045 06509 08360 Laserpar4 08699 08234 07780 07120 06542 07165 ' Laserpar 5 07996 07296 07477 06860 06082 06248 Laserpar 6 07327 06614 06586 06391 05686 05612 Laserpar 7 07348 06655 06623 06027 ' 0.5468 ' 0.5226 Laserpar 8 07391 06692 06676 05857 05313 04960 Laserpar 9 07377 06325 06418 06199 05382 05128 Laserpar 10 07120 06223 06254 06261 05420 05151 Laserpar 11 07261 06572 06288 06476 05688 05376 Laserpar 12 07420 06898 06572 06620 05766 05541 Laserpar 13 07582 07037 06977 6 06605 05834 05649 Laserpar 14 08062 07444 07517 06891 06124 06037 Laserpar 15 08306 08179 07897 08075 07159 07206 Laserpar 16 08952 08838 08031 V 08540 07698 07694 Laserpar 17 09268 09276 08775 08982 08205 08296 Medel 0.7954 0.7432 0.7194 0.6944 0.6227 0.6303

Tabell 4.2: Standardavvikelser för mätningarna vid Nykil

Kisa 50 Kisa 70 Kisa 90 Link. 50 Link. 70 Link. 90

Laserpar 2 07015 07311 07112 06920 06546 06644 Laserpar 3 06392 06861 06773 06411 06030 06150 Laserpar 4 06186 06393 06386 06026 05592 05699 Laserpar 5 05446 05459 05407 0.5 387 04925 04866 Laserpar 6 04795 04716 04607 05258 04760 04346 Laserpar 7 04584 04580 04433 05044 04610 04133 Laserpar 8 04541 04484 04336 05032 04571 04008 Laserpar 9 05657 05477 04658 06885 06183 04841 Laserpar 10 05962 05968 05231 06553 05976 05153 Laserpar 11 05048 05214 05319 05245 04837 04617 Laserpar 12 04899 05014 05179 05132 04703 04570 Laserpar 13 04974 05051 05225 05252 04837 04787 Laserpar 14 05608 05766 05994 05537 05302 05433 Laserpar 15 06543 06748 06899 06150 05997 06282 Laserpar 16 06883 07242 07476 06709 06546 06829 Laserpar 17 07321 07698 07864 07200 07037 07326 Medel 0.5741 0.5874 05806 05921 05528 05355

VTI NOTAT 76-1999

Tabell 4.3: Standardavvikelser för mätningarna vid Arlanda och Vikingstad Arlanda 50 Arlanda 70 Arlanda 90 Link. 70 Mjölby 70

Laserpar 2 07972 07508 07125 15528 13894 Laserpar 3 07928 07358 06771 73042 15636 Laserpar 4 08176 07334 06723 12373 1.1297 Laserpar 5 08195 06940 06406 08937 08615 Laserpar 6 07975 06493 05975 07541 07184 Laserpar 7 07985 06338 05839 07596 07064 Laserpar 8 07946 06153 05892 07993 07085 Laserpar 9 07867 05971 05575 10126 07756 Laserpar 10 07827 06208 05861 09543 08140 Laserpar 11 08217 06569 06044 07929 07211 Laserpar 12 08333 06744 06282 07643 07059 Laserpar 13 08388 06934 06331 07568 07271 Laserpar 14 08435 07371 06850 ' 0.8647 ' 0.9086 Laserpar 15 08751 07851 07839 10722 12594 Laserpar 16 08680 07949 07966 1.3491 3.6190 Laserpar 17 08654 08052 08050 15215 16581 Medel 0.8208 0.6986 .0.6596 1.3993 1.1416

Tabell 4.4 visar de medelvärden som standardavvikelserna i Tabell 4.3 varierar kring. Varför dessa medelvärden varierar från väg till våg är svårt att förklara på något tillfredställande sätt utan vidare analys, men bilens position på vägen, och vägens jämnhet kan tänkas vara bidragande faktorer.

Tabell 4.4: Differensmedelvården för mätningarna vid Arlanda och Vikingstad Arlanda 50 Arlanda 70 Arlanda 90 Link. 70 Mjölby 70

Laserpar 2 42810 42719 42469 4.4954 4.1712 Laserpar 3 36714 36839 35647 54730 36046 Laserpar 4 42284 41733 41340 43967 40371 Laserpar 5 37803 3.7208 36436 39639 3.6102 Laserpar 6 43834 43403 42844 45352 41663 Laserpar 7 41673 39924 40665 43665 40161 Laserpar 8 39855 39557 38764 4.1879 3.8242 Laserpar 9 39288 39215 3.8228 4.1018 3.7447 Laserpar 10 36420 37059 35445 39446 35967 Laserpar 11 46776 46013 45854 47727 44272 Laserpar 12 43228 43033 42084 44885 41419 Laserpar 13 45008 44583 44053 46707 4.3122 Laserpar 14 42387 41861 41292 44159 40656 Laserpar 15 40492 40336 39343 42857 39582 Laserpar 16 42836 42586 41786 45876 42441 Laserpar 17 44879 44750 44613 46898 4.3458 Medel 4.1643 4.1301 4.0679 4.4610 4.0166

Dessa medelvärden lämpar sig bättre att presentera i grafer, vilket också görs på de kommande sidorna. För varje analyserad våg visas differensproñlerna för de olika hastigheterna, och ett exempel

på tvårprofllerna frånbak- och frambalken. Arlandadata från tabellen ovan visas på sidan 12. Den enda

skillnaden är att data i graferna år nollat med avseende på laserpar två och sjutton.

Flygrakan mot Kisa

. . . ..: . . . ..:. . . ..: . . . ..: . . . .. E' 0_ . . . .

E.

.1 i

2 _ 7:. ' E_O_5_...ç... . . , . . ..._ . . . .; . . . _ .. . . ..:. . . .:...-9-50km/h

5

S

5

5

i

5

-A- 70 km/h

' ' : ' ' -E- 90 km/h _1 I I I I I | I 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

"E"

E..

E_:0 I Bredd [m]

Figur 4.5: Flygrakan mot Kisa

Flygrakan mot Linköping

05_ . . . .._. . . ..:. . . .. .g 0 _ _{f _ 1,}

å

;

,

;v

2 j \ A. E_O_5_ . . . . ..Z. . . ._ . . . .. _9_ E -A- 70 km/h : -E- 90 km/h _1 | I I I I I 1 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Bredd [m]

Flygrakan mot Linköping, 70 km/h '*

10W . . . , . . . . , . . . ,._. . . ..: . . . .. A "\ =\ : -A- Bak _, ' \ f -9- Fram E . . å : ' i E 5 _ i : . . . .i . . . ..

3?

E

E

A

E

0 I.. .,. 0 5 1 1 5 2 2.5 3 3 5 Bredd [rn]

Figur 4.6: Flygrakan mot Linköping

Nykil mot Kisa

0.5 r

"g

0 _

. . . _ . . . .

å

-79.

9 9'

E -0-5 -

'

-e- 50 km/h

_{-A- 70 km/h} : -E- 90 km/h _1 I I I i i I I 0

E -2

E

?9.

;E -4

-6 Bredd [rn]

Figur 4.7: Nykil mot Kisa

Nykil mot Linköping

0_5F . . . H.. . . ..: . . . .. E' 0 _ . . . :g . . . . .

å

.E _ a . §_O_5_...;... . . ' - : ' -e-50km/h

E

E

E

E

5

E

-A- 70 km/h

. . - ' j ' -E- 90 km/h _1 I I I i I I i 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Bredd [m]

Nykil mot Linköping, 70 km/h

ZF . . . .'. . . ..: . . . ..

Höj

d

[mm]

Bredd [m]

Figur 4.8: Nykil mot Linköping

Arlanda F . . . .5 . . . .E . . . . 'g' - . . . .

å

\.

.

T2 ' E ' -9- 50 km/h -A- 70 km/h -E- 90 km/h l 3.5 Bredd [m] Arlanda, 70 km/h 5,..., . . . .._. . . .. Bredd [rn] Figur 4.9: Arlanda

Vikingstad mot Linköping, 70 km/h

10-... . . . ._. . . ..

- Differens

M_{E 5 _. . . , . . . . . . . . . . . . . .} -A- Bak_{_e_}

E

'

E 0_ . . . ._ . . . .

_5 I l l l l 1 l

0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5

Bredd [rn]

Figur 4.10: Vikingstad mot Linköping .

Vikingstad mot Mjölby, 70 km/h

10_...._ . . . ._. . . .. -- Differens

E 5

-.ä

2.

§3 0

-_5 l l l l l l l 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 Bredd [rn]

Figur 4.11: Vikingstad mot Mjölby

-I Figur 4.12 återges alla differensproñler från körningar i 70 km/h. Som synes uppvisar alla mätningar ett liknande fel, så när som på en skalfaktor. Förklaringen till dessa skillnader är inte känd i dagsläget, men dessa orsaker kan tänkas

o skakningar i balkarna

o nollningen inför oönskade faktorer

0 makrotextur ger upphov till en bias i lasersignalen 0 Vägens tvärprofil påverkar.

Dessa faktorer borde dock inte påverka resultatet, och det kan mycket Väl finnas en annan, ännu inte

känd, förklaring.

Aila differensprofiler

-e- Fiygrakan mot Kisa, 70 km/h _A- Flygrakan mot Linköping, 70 km/h -B- Nykil mot Kisa, 70 km/h

-ê- Nykil mot Linköping, 70 km/h

-á'- Arlanda, 70 km/h

+ Vikingstad mot Linköping, 70 km/h -i- Vikingstad mot Mjölby, 70 km/h

i i i

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Bredd [m]

Figur 4.12: Alla analyserade differensproñler Vid körning i 70 km/h

5

Slutsatser

Det forcerade sätt brustestet genomfördes på har tyvärr gjort det något svårt att dra några säkra slut-satser. Den relativt stora störning som hittats måste undersökas vidare; till exempel genom att försöka hitta samma fel i ordinarie mätningar. Det allra bästa skulle naturligtvis vara att göra om hela testet och utnyttja den kunskap som vi fått från detta test.

En viktig sak som måste göras vid ett nytt test år att undersöka hur balkarna rör sig med hjälp av accelerationsmätare, eftersom balkarna verkar skaka på ett ganska regelbundet sätt. Kunskap om detta kan leda till klart förbättrade utvärderingsalgoritmer.

6

Referenser

[1] Peter Andrén. Beskrivning av metod för deflektionsberäkning. VTI Notat 78-1999, Väg- och transportforskningsinstitutet, 2000.

[2] Peter Andrén och Hans Velin. Passbitskalibrering och kalibrering mot Vätskeyta. VTI Notat 77- 1999, Väg- och transportforskningsinstitutet, 2000. i'

[3] Roland Östergren och Georg Magnusson. Dynamisk bakaxelmätning. Analys av mätningar i vägsimulator. VTI Notat 69-1998, Väg- och transportforskningsinstitutet, 2000.