Korrelation mellan jämnhetsmätare : Jämförelse mellan tre metoder att mäta en vägs tjänlighet

Korrelation mellan jämnhetsmätare

5

Jämförelse mellan tre metoder att mäta en vägs tjänlighet

av Lennart Djärt

Korrelation mellan jämnhetsmätare

Jämförelse mellan tre metoder att mäta en vägs tjänlighet

VTI .

ningsmodeller testats på nordiska provvägar. Modellerna

bygger på tjänligheten som nedbrytningskriterium. I de

olika nordiska länderna används olika typer av jämnhets-mätare varför en jämförande studie av dessa måste ut-föras för att kunna pröva ovannämnda modeller.

Inom STINA-projektet har i övrigt utgivits Internrapport nr 185, Andersson 0 & Hansen E.

Reserapport från USA och Canada, 1975.

Internrapport nr 246, Simonsen P. Analys av olika

problem rörande bärighetens trafikberoende nedbrytning, 1976.

Internrapport nr 247, Simonsen P. Kollationering av under-grundskriterier vid normenligt byggda vägar, 1976.

Internrapport nr 254, Simonsen P. Elasticitetsegenskaper hos jord - en jämförelse mellan material- och fältmoduler, 1976.

Internrapport nr 255, Simonsen P & Söderström T. Dynamiska belastningsförsök i E-modulburk, 1976.

av

Meddelande nr , Djärf L. Fordonsekvivalentfaktorer, 1976.

Meddelande nr , Djärf L. Test av nedbrytningsmodeller på nordiska provvägar, 1976.

Meddelande nr , Simonsen P & Söderström T.

Plattbelast-ningsförsök på svenska provlokaler,_l976.

I N N E H Å L L S F Ö R T B C K N I N G

Sid

SAMMANDRAG I

1. BAKGRUND l

2. JÄMNHETSMÄTNING 1

2.1 Kort beskrivning av metoderna 2

2 1.1 .

Eäâgêzmêäâäsa_ill

2

2-1-2

§2@2:@§2222_12l

4

2.1-3

êegêêäâé-§êsêäizâ_iZYLâszêäil_iål

5

3. MÄTNINGAR 7 4. RESULTAT 7 4.1 Uppskattning av trafikvärde ur

mät-ningar med rätskiva 7

4.2 Uppskattning_av trafikvärde ur Bm-mät-ningar 10 4.3 Uppskattning av trafikvärde ur "för-delningskurva för ojämnheter" 18 5. LITTERATURFÖRTECKNING 21 VTI. Meddelande Nr 5

VTI.

och å andra sidan Bumpmeter och bogserad rätskiva

("Viagraf") har utförts på olika sträckor vid Arlanda. Med CHLOE mätes lutningen i längdled, med Bump-metern den vertikala rörelsen och med rätskivan "längdprofilen". Med den senare kan även en "fördelningskurva för

ojämn-heter" erhållas.

God överensstämmelse mellan CHLOE och Bm har erhållits.

Emedan mätresultaten med den senare är hastighetsberoende,

vilket i sin tur är beroende av Bm-talets storlek har en korrektionsfaktor, vilken tar hänsyn till hastighet och Bm-tal, framtagits för omräkning av Bm-tal till

hastigheten 32 km/h.

Ur "längdprofilen" registrerad med rätskiva har medel-lutningsvariansen utvärderats manuellt. De härur

beräknade trafikvärdena blir generellt något högre

än de ur CHLOE-mätningar beräknade. En ansats att beräkna trafikvärden ur "fördelningskurvor för ojämnheter" ger ungefär samma överensstämmelse med CHLOE-mätningar som

andra metoder.

KORRELATION MELLAN JÄMNHETSMÄTARE.

Jämförelse mellan tre metoder att mäta en vägs tjänlighet.

l. BAKGRUND

I samband med AASHO-försöken 1958-60 försökte man sig bl a

på ett nytt grepp nämligen att föra in avnämaren -

väg-konsumenten - i sitt sammanhang. Konsumenten klassi-ficerar en väg efter dess geometri, jämnhet m m vilket kan sammanfattas som "åkkomfort". Den del som kunde angripas inom AASHO-försökens ram var jämnheten. En

panel fick bedöma åkkomforten på olika sträckor efter

en 5-gradig skala. Denna subjektiva bedömning måste

därefter kunna kvanbifieras med ett mätbart fysikaliskt

mått. Slutligen kom man fram till att lutningen i

längs-led, mätt och behandlad statistiskt på ett visst sätt, i kombination med tvärprofil och sprickbildning +

lapp-ning bäst motsvarade den kvalitativa bedömlapp-ningen. Av de

'tre parametrarna är dock den förstnämnda helt

domineran-de. \

Den bedömningsskala som härvid erhölls används i stor omfattning för att ur jämnhetsmätningar bedöma en vägs nedbrytningsförlopp. Även ett nedbrytningskriterium (när utjänlighetsvärdet underskrider ett visst lägsta

accep-tabelt värde) emanerar från denna panelbedömning.

2. JÄMNHETSMÄTNING

För att mäta jämnheten i längdled förekommer olika

metoder Såsom lutningsmätning och mätning av den

;vertikala rörelsen. Metoden för lutningsmätning ger

möjlighet att direkt beräkna tjänlighetsvärdet. Vid

VTI.

ning av en annan storhet måste en jämförande studie utföras. En sådan har inom ramen för STINA-projektet

utförts mellan å' ena sidan CHLOE-mätaren

(lutningsmät-ning) och å' andra sidan Bump-metern (vertikalrörelse-mätning) respektive Kullbergsmätaren ("längdprofil" och

ufördelningskurva för ojämnheter").

2.1 Kort beskrivning av metoderna

2 1.1

§§L9§ZE§E§E§Q-LLÄ

Mätaren består av en 7 m lång tredimensionell fackverks-konstruktion ("chassi") k0pplad till ett dragfordon och i bakänden uppburet av två bärhjul. Chassiet kan i detta

sammanhang betraktas som vrid- och böjstyvt. Framför

bärhjulen finns två mäthjul med ett inbördes avstånd av

225 mm, symmetriskt monterade till en arm vilken är lagrad i chassiet.

Den storhet som mätes är vinkeln mellan chassiets

längd-riktning och en linje genom de två mäthjulens

tangerings'

punkter med vägytan. En registrering erhålles för var

150:e mm. Mäthastigheten är begränsad till 5 km/h p 9 a

risken för vibrationer i mätsystemet.

Den uppmätta vinkeln erhålles som en spänning proportionell mot vinkelns storlek. Uppmätt vinkel i radianer används för att representera lutningen vilken egentligen är

tangenten för vinkeln. Den största lutning som kan mätas är 0.04075 radianer. Tangenten för denna vinkel är

0.04072 varför felet vid approximationen är g 3 ' 10"5

radianer.

Den parameter som används vid beräkningen av

tjänlighets-värdet, medellutningsvariansen, erhålles ur

2 2

2 _ Z .

gv = -X§*-'- (-åi-) där

yi = uppmätt vinkel i radianer N = antal registreringar

VTI.

För att förenkla behandlingen multipliceras

lutnings-variansen med 106.

Den lutningsvarians som låg till grund för jämförelsen med AASHO-panelen erhölls ur mätningar med "AASHO-profilo-metern". Omfattande jämförande studier mellan denna och CHLOE visade att variansen mätt med CHLOE blev ungefär

3 ° 10"6 högre. Härav orsaken till att lutningsvariansen

minskas med 3 enheter vid beräkning av tjänlighetsvärdet

med den ursprungliga AASHO-formeln (PSIAASHO).

Exempel på några specialfall vid mätning med CHLOE:

_...-... Cirkelperiferi _Registrering l' a f = : ' ,.w* c _0054 . Konstant ' ' 'l ' ' a < 150 mm

Följande fall kan in-träffa . . . .. a) inget hjul b) dragfordonets bak-hjul c) endera av mäthjulen d) bägge mäthjulen e) bärhjulet (-n) ... står på ojämnm

heten vid registrering. Ytterlighetsfall är att

"a" eller "b+d+e"

in-

träffa??-a > 150 mm

Ojämnheten "registreras"

minst 4 gånger.

VTI.

, /l e /M /F.- ///=." [tå/"- _{I princip föreligger}

här samma möjligheter som ovan. Därtill kommer att lutnings-vinkeln är beroende av de olika hjulens

diameter.

2 1.2

§9E9:@§E§E§_iêl

Bump-metern består i princip av en stålram och ett mät-hjul vilket är upphängt på ramen med två fjädrar. Hjul-axelns nedåtgående lodräta rörelse i förhållande till

ramen summeras och registreras på ett talverk. Vägens

jämnhet definieras som förhållandet mellan summan av den

lodräta rörelsen och mätsträckans längd (Ojämnhetstalet

= cm/km). Ojämnhetstalet är beroende av mäthastigheten.

Efter omfattande försöksstudier {4] befanns hastigheten 32 km/h vara den lämpligaste och infördes som

"standard-hastighet". Lämpligheten idag av denna ca 35 år gamla

regel är tvivelaktig emedan trafikanternas medelhastig-het numera är betydligt högre. Ojämnmedelhastig-hetstalet minskar med ökande hastighet varför en bedömning av tjänlighets-värdet blir strängare ju lägre mäthastigheten är. Där-till blir mätkapaciteten mindre förutom att mätningen uppfattas som ett störande inslag i trafiken.

Faktorer som i mer eller mindre grad påverkar mätresul-taten är (förutom hastigheten) lufttrycket i mäthjulet, variation i lufttemperatur m m.

?01-3

§99§e52§_§ê2§5222-liYiêasêâll_iêl

Mätaren består 1 princ1p av en 5 m lång rätskiva som drages på vägen. Avståndet från rätskivan till vägytan mätes mitt på rätskivan med en 1 höjdled rörlig släpa.

Ojämnheterna, indelade 1 intervall, registreras auto-matiskt 1 ett räkneverk varigenom en fördelningskurva

erhålles. Samtidigt registreras "längdprofilen" på en

pappersremsa, figur 1. P O-linje I M -M.§7W_'"r./ 73

-

,wF-WñanwwMMÅammo

wwwswwvw.v

lv' Warm/ ft ,ar/Vw*

Figur 1. Jämnhetsmätning med bogserad rätskiva. Längdskala 1:100

Höjdskala 1:1

Rätskivan består av två medar vilka är monterade på en gitterkonstruktion. Medarna kan justeras med

ställ-skruvar så att de är parallella och ligger i samma plan. Vid mätning glider medarna på vägytan vilka alltså i varje ögonblick går på topparna av de två största

ojämn-heterna inom en sträcka på 5 m. Detta medför vissa egen-heter vid registeringen av längsprofilen exempelvis

O-linje . Registrering

{ _{w, w_ o-UNJE}

TG

_REGlSTRERING

M ....-paj W W REGISTRERING

le

O-LlNJE

W REGISTRERING VTI. Meddelande Nr 5

3. MÄTNINGAR

Samtidig jämnhetsmätning utfördes med CHLOE och bogserad

rätskiva på 7 st sträckor vid Arlanda 1975-05-27.

En liknande jämförande mätning mellan CHLOE och Bump-metern utfördes på 13 sträckor däribland de 7 ovannämnda senhösten 1975. CHLOE-mätningen genomfördes 1975-11-12 och Bump-metermätningen 1975-12-16 respektive 1975-12-18. Mätsträckorna var 300 m. CHLOE-mätningarna utfördes med

1 upprepning på 150 m långa delsträckor medan Bump-mät-ningarna gjordes med 2 upprepningar på hela sträckans längd. Med rätskivan mättes med 1 upprepning ävenledes

på hela sträckans längd.

4. RESULTAT

4.1 Uppskattning_av trafikvärde ur mätningar med rätskiva

Vid den jämförande mätningen registrerades med rätskivan

endast "längdprofilen". Ett exempel på en sådan har

visats i figur 1. Längdskalan är 1:100 och höjdskalan 1:1. Vid bearbetningen har lutningen mätts var 3:e meter var-vid basen 250 mm (2,5 mm i aktuell skala) använts. Basen

"motsvarar" avståndet mellan mäthjulen hos CHLOE och O-linjen CHLOE-chassit's längdriktning.

Härur erhålles

tan p = Tåö tan pl där pl mätt lutningsvinkel

verklig lutningsvinkel

Vinkeln "p" 1 radianer har därvid approximerats med tangenten för vinkeln.

Medellutningsvariansen §7 har därefter beräknats enligt

*- Z 12 Z i

N N

Mätning var 3:e meter på en 300 m lång sträcka ger 100 st mätvärden. Med CHLOE erhålles på motsvarande sträcka

2000 mätvärden. Statistiskt kan dock visas att man

mycket snabbt närmar sig det sökta värdet - i detta fall medellutningsvariansen - varför 100 värden bedömts som fullt tillräckligt i detta fall.

Vid beräkningen av tjänlighetsvärdet har den inom

STINA-projektet erhållna formeln {8]

NIT = 4,93 - 1,81 log (1 + §V)

använts.

De oeräknade tjänlighetsvärdena har redovisats i tabell 1

uppdelade på delsträckor á 150 m (CHLOEzs mätlängd).

HärJr framgår att Viagrafvärdena genomgående är högre. Att utreda orsaken härtill ligger ej inom ramen för

denna studie men exempel på källor framgår bl a av sid 3-6

För att undersöka om det beräknade tjänlighetsvärdet ökar vid användning av en större bas har 3 sträckor, se tabell 1, behandlats med basen 500 mm. I enlighet

med vad som kan förväntas erhålles högre NIT-värden.

I figur 2 har NIT-värdena uppritats. I samma figur har PSI-värden beräknade enligt AASHO-formeln

PSI = 5,03 - 1,91 log (1 + §V)

redovisats varvid för PSICHLOE -3 använts. (Att överens-stämmelsen är bättre i det senare fallet säger

ingen-ting kvalitativt om NIT contra PSI vilket påpekas för

undvikande av missförstånd).

//1 l* ___ _/00

'

x NIT

/f :6% *Kgá _, .94.2% x

3 --

_{xx 7*}

/ X

2..-/45°

1..._

0'

₀

1'

₁

'r

4

₂

%

å

₃

ä

'3

_1.

*

1*

₅

_;kVIAGRAF

FlG 2. SAMBAND MELLAN TJÄNLIGHETSVÄRDEN ERHÅLLNA UR CHLOE* OCH VIAGRAF»MÄTNINGAR

I FlG 2A HAR PSI OCH NIT SOM FUNKTION AV LUTNINGSVARIANSEN UPPRI-TATS. HÄRUR FRAMGÃR ATT SKlLLNADEN OKAR JU MINDRE VARlANS VILKET

FÖLJER AV ATT SVcHLOE MiNSKAS MED 3 Vi:) ANVÄNDNING AV

PSI-FORMELN.

TJÄNLlGHETSVÄRDE

0

0 10 50 - 100

FlG 2A. SAMBAND TJÃNLlGHETSVÄRDE/ LUTNlNGSVARlANS

Tabell 1. Beräknade NIT-värden ur CHLOE- respektive Viagraf-mätningar.

"

1=0/0-0/150

_MIT

StraCka 2=0/150-0/300

CHLOE

Viagraf, b=250 mm

Viagraf,

b=500 mm

I

I

1

3,15 |

3,73 |

8

2

3,34 I5,25 3,86 I3,80

1

3,48 |

4,13 |

1

3,14 |

3,67 |

10

2

3,03 |3,09 3,59 |3,63

1

3 37 |

4,02 |

11

2

3:23 |3,30 3,49 |3,76

4,24

1

3 17

3 70

12

2

3:39 :3,28 4:22 :3,96

4,02

1

3,00 |

3,4) |

13

2

2,99 I3,00 3,3, l3,36

1

2 49

2 7'

14

2

3;26 :2,88 4:23 13,49

5,77

VTI.

För att ur Viagrafmätningar behandlade på sätt som ovan beskrivits erhålla NIT-värden jämförbara med NITCHLOE

bör de förra korrigeras med faktorn 0,85. Denna

faktors giltighet begränsas därvid till de

jämnhets-(NIT

intervall som studerats i denna jämförelse _CHLOE 45 :52,50 - 3,50) och till den aktuella "ojämnhetsstrukturen"

på mätsträckorna.

4.2 Uppskattning av trafikvärde ur Bm-mätningar Den jämförande mätningen utfördes med CHLOE 1975-11-12 och med Bm 1975-12-16 (sträcka l-7) respektive 1975-12-18

(sträcka 8-13). Jämförelsen grundas alltså på 13 st

sträckor.

m MZ wvcm awvvm z . . a a i LM ».. ML tf Ä Älv; L Q_

, 4. 1. eA 4l x54 låa id .4 9% .0 .. a 1 A n .. . \ . 94 ...14 .4 , 4 , | 7» 40 % n . . .. . . A . . Ju . . . 4

AHu.. v*. la.J..75.920.0,1 Yvr 4 15.4 91 4. 0.; ä o;t t lo rt 'b .4. å§1 rt Ll vAY t

....: . 55 90 1. 6. 44

M A 0. 4? 1r 5 . 1. ;4 4A .. P. l. 4y. |l. .l t. <l åÅ.u. n& . ;a si nl vd. ;. ?4 .. o. lu. 4 nuP ;A < 4 , W . i n i

,

_.

H_

, UL l. ii -t .. I 11 .11 .49 ?01 a4 i : 16. .fl _V$ ,i .vf ... .§. 7.; .f. ê 4.. .-1 1 i. 4 . v :.. ..L 001 4 ;5 .4 - -7-+ - -v-qwa -g ur -vm vm . 1 v0 4 '40 'w-A nå: .. +! 6; 00 j. 4 14 .i .. .A xveøb åli »io 11 .. Å.. .. .. sv; ,. vs? »$a .» ,. VÅ. '. 30 ., < .4 li sf PI dt .o .. rz 1. Y1 il ls . .A .A .L . . .9; :0 .i .1 p.. : .. .1. 1.7 5. :Ar tår l'zvön rs Ey Ia ... iI|\ | .Z .U .. u lk 'O | x n. \ 4. en . , dx. vn 0. t: o. A . 4; 4v. \. . : .. . é. (. .O éki xiQ LQ Å.3 .51 | . . . ån li on .t k .i .. .. .. io 4|O A. .4 1 . lxy. aq *. szn .. I. A A A

W vç-. . . H . x = . . i k . i T. . 4 { «

. 7.4. 5 .. r . " 1 . 7 . " . , 7 ww v 4 l 2 1 :v ä. ?U te A4 1 LLo .A 4 I ?v 4 7 o : W v 1' -n «c w. . \ . w, <7 . A .

.U ÅL, ..? 0:. ; .4. i1 0,39 .5 '5 ?1 3 ,2.v*r.A.|\a 5. v . . A n _ I _ 1 | 4 4 . 0 1 4 4 . 4 -4 . 4 »4 .. ,. _. .. .. .. . D . i 4 . . . v .h 1

å . ., . .$ t, .o ;. v.. .vt .. v.0 \A |.. (a Ä 4( .4 ä .. OA V. .1 .. |!! .7. 0.1 ? i? ;l iir .f ., k.|. I 5. .i...1 00. »M H

. x 0 . « Å . 0 . n i 0 r r . . I ! A 4' O 40 11 i i 1 .. .. .L A 1 4 L A n A T . Q '. 4' . 4 0 k 0 s 4 a 4 L A 0 A 4 ; L 0 4 r r L . 4 . a ; A r a + 64 .. . ; a k 4 . 4 » g.-L. 14 ... .. .n . . . F y v w ... . _. n 5 A 47. '3. A 0 s ,. 4 1 + » . . 1 l . A 1 4 r 4 . l> . L V L .. .. L. .. 4 . . . , . . 4 M P 7 . 4 . 4 . . v »4 4 \ A 0 .s s 0 .| n A A 184 130 10 :.i .li ?Q l.|. ... \+ .. 7... .vi al:.. .. . . . . A 1 ? 0 9 '1 , . .,? .. vi? .. .... v.711. ! .4? 41 .. .-.. .:.; at ..fe R._ r.Ä.? ...1.4 .1. ,. .. . 4 17 »?4 1- ,i . ; , ..m. L . , a \ v A . . . -G o -va o øç .-.. .J ,-.. >. .

VTI.

I figur 3 har beräknade NITCHLOE uppritats mot matta

Bm-tal vid mäthastigheterna 32, 40 respektive 60 km/h.

Olika ansatser har prövats. Ett linjart samband ger dock den bästa passningen inom aktuellt område. I figur 4 har NIT

enligt formeln NIT

CHLOE respektive NITBm beräknade Bm=4,49-0,Ol ' Bm och V = 32 km/h

uppritats. Den angivna korrelationskoefficienten 0,87

bör ses mot bakgrund av det smala intervall inom vilket de beräknade NIT-värdena ligger vilket gör korrelationsberäkningar mindre lämpliga.

I 5 fall av 7 är NIT_Bm > NIT_CHLOE

december medan vid mätningarna 18 december detta in-vid mätningarna 16 träffar i endast 1 fall av 6. Orsaken kan vara

slump-mässig men kan också bero på ändrade mätbetingelser. Luft-temperaturen varierade mellan +6OC och +1OC den 16

decem-ber. Temperaturen den 18 december var -100C.

4..: ., . . .indriwbaA i I . . i .. ' .-. - m..., _.--_._-... ...-. 7.7.. ,ml M E"-_ -.- 3 'r ' 'r '3 ,4L TY47113"Y*L*';3 ' 'EÃY'Yllå'L 1:? T 'Y- 'YT TL';A'LÃÃ ÄçiLjÅITT "3- 'f"'< *'Fä-w-'L

. i . Å _. 4 . v , . . 1 V V w _

-.. . .,,.q.. - »..v_-+,_^. _ vaçWwwv,,r..».._L-.._4".;r--.; 474.,..oi ».d.. ,.-... ...- ..-1.ryagL§?4-,u;;..- ..---+ -.- { ..- <.-A-l; ._-. ...-.4-2 .'.-.-A. --.... .. I,. .i , i.«,...,..i,..-r,_r.-;.... 144%,-.. . i-i +-..- »drama-w» w-rhlpiw i-. :...- i,7...§...c.-.,..-.:,n...4. ..-A A L Li;..k .r- bra4 . r ,_. .7....4, -..v-hwnw.. i., .. _v..-,. ...71...7. . ,7,.r..r. .t- ....§;\.., ».4..L. .\..{A..r..r§...«vaw--.... v. -».$+.;,7-. .pçf.+r -- ..- 1 ...4 * '.;;- ..,....;,...-.v..1..-A.H. .,.4...V ....WÅ - .\ .- vv wz. ...N . .,., ..v . .-'.s. - -. .b,- . u,7...- .-. ....-..,.. -7..,.-;.i,.- .i..v...4rr.v,.-. ..-', . -..-_-4.. ...-,...,.... ., .v.;.'..-ir, \.\...,Vr_, w..-. , ' A .1,11A ,_. AL ys i ,;.Y'...-.,,A hv,ri . .,r..'.-t.w,47_vt...,rw+ _L....-. .7....-?.. .Y_ .. v...v .fl _...Å.r.'.r..r.,._.._'. .... vit., -. Å. ...4 A,...4'|vr-.'r k .L.r....r,.w..r_...,.. ._.1L ... .... i. Vi -.-... ,. . . . z. . ; .4 var rt. _,4,..vz. ,.., ... 5-, ,.,7L-V?_.\..,.4 -_ .,r.-.i. _ .V ,' . , , .-: -i - . Vi,... .... ..,. i . ... . .w tr-- _- 1... -ük._,.§....-.- ..._ ,i .i , .---.... 4.. ,|.. L 1-.. V. .i .. ._ a, 7 v..4..- .. . _ i .i .. -..1. .,...- , a \ _ v. ... 4. i.-. ,. 4 . ...,-_..,...V, . v , . , . i i A . V. ; - .V .. A o .. _..-.VP . . .. , , .i . -..4. . . _, .-7..7.i. .,i.. -. ,. y . . r i .i g 1.... .7, »7- .. . i , i .. . i-. ..- .. . .i .. i, .. 0' \ 17...-.. _ . t. i ; . .., . T i, - . W V- -4. . .ti .'.. . .\ ml. .. ... i....i . V. .,. 17.14.." 1....u .. . , '.. v . i-i v, ._, .,. _.-4 1 i . 1., 4.. ._ ,...,.. . i , . . . ,. ^. 4 .. ... t. .. u., Ä' . . . .. 0 . - v a i »-r 1 1_ '. +1 3-., " .-.77-... .s-..-\. v- 7* 44W-. . _ v. -| .. ... 7-.. v0 .. 4 o wv. .r.. x. D F., .. ..,.. *z .7. . . h .. V.- ., . . '-4»--.. .-< .N 6' L .. ... . '» 9 .5- '.-. A .7... .... .., *41.7 Av.. 7.., . .. 'i - ..v , ..,. . .Vi -. ,V-.V, -.»r -. . n.. . .. ., ».r'- _- > .. ,--.--r , .-. h- v -v-- < 1 4,-Är ç- ----v ... 4-4- vr-v .- -. .p .1, ,.-V -. ., ._ ':(. itu; . .vr » i,-.- i 7 , .. . . . p.. : .v . ._ .vv i u. v. . '-4 . 4-, . . ..., . _r 1,.. .-- .. . .-.. . .0.: . _ > .4 H .. v , -. ,..Hg ... , . . L. ,..,..-_;. -_ . ...i ..-... . v .,.. .. ..L . .4. ,. v. ...,... _. . .. »-. s » . .7. .7.i.,._- ,i . _ .... . . h.. ... ,v . . . .i . ,..v i.- ' ... . . M..

i.. . -r- - i,... v .. »m 4 4_ vi. www

.H -v.wp- .. . .. ... I .. .7, www. ...i -"ø ,uni ..i... ...,V . f ... . .... H.-- __1 . .l 4..b . .-.v ...-. . 4.7 . .--.» Nu.. .. ,. ..-..L... *,. ... 4 , .,... ...W ....w. -i . , .i ... . - .i . - -Y -V -.- 4- r v-r _ l v -4 A 7 . . . .., V .. <. , . . s .. .. . . ..V . _ . E- . , a . . ..

.§v

WBUMPMETER

_. h . . ' , V .. , , i- ,, . , . .. . . . . '. .. L-. _.,._ . ... ..,,. . , .- ..A. ,..I_ .. ,.,V... i. « -- - -. - ....i...-..-.-.;...( -...r,, 14...74å.... .-., . . . .' --- --«-v - o- : ' _ y . V 1 r _ ._.^._...-v....1 x... .. . . V i .v 4 .7. r . .. i. .Q. . .i .. . .-....4. , . .. .: . . . v . . . c . .. i...a..;». ,.7....*,..., . . . v . .. .. . i . i . ,M . - de . -.-., -vv , . _-. J.,.,B J..r .kr .9. ...., . . .- . .-Waveman-r_arom-mr-n...-_. i...v' ..t 7;: : Å... .V_.:.;,..r._lj..l!. .L7,.ti--7.I-.7f.,EJ .. ....,Vi ..7..<;..v.,' . ...

i- 4. ^...,.. .-....".-.10115 ,viga in..., tm, W,,., ---... -int . .. V;-.4.. ...1-.. iL..._... .\ i.L .4-A7LA..., ÃV..1--. .. ..._

VTI.

Den i figur 3 angivna formlerna för beräkning av NIT-värden ur Bm-mätningar kan naturligtvis ej utsträckas till

om-råden utanför det här behandlade (70 : Bm-tal : 170).

Ej heller kan formeln okritiskt tillämpas vid mätningar

på avsnitt med annan ojämnhetsstruktur.

Vid CHLOE-mätningarna delades de 300 m långa sträckorna i 2 delsträckor á 150 m. En upprepning gjordes. Med Bm mättes hela sträckan med 2 upprepningar. I figur 5 har

variationsområdet för de enskilda mätningarna uppritats.

För CHLOE:s del redovisas medelvärdet för de 2 del-sträckorna ä 150 m. Variationen synes vara beroende av jämnheten (större ju ojämnare väg) och något större för CHLOE trots en mätning mindre. Längst till höger i

figuren har variationen inom några delsträckor uppritats (CHLOE).

Som tidigare nämnts är Bm-mätningarna hastighetsberoende. Skall mätningarna användas för bedömning av åkkomforten bör följaktligen dessa utföras vid för trafikanten normal trafikrytm.

Undersökningar pekar på att människan är mest känslig för vibrationer inom frekvensintervallet 2-20 Hz.

Motsvarande våglängder är beroende av den hastighet hon färdas i sålunda Våglängd (20-2 Hz) ca 0,4 - 4,4 m ca 0,8 - 8,3 m 32 km/h 60 km/h

Beträffande Bmzs förmåga att återge intressanta våglängder

vid olika hastigheter hänvisas ex.vis till {51.

I figur 6 har Bm-talets hastighetsberoende uppritats.

Härav framgår att beroendet är -1injärt och avhängigt

vägbanans jämnhet. Vid NIT : 3,75 har mäthastigheten ingen praktisk betydelse.

Under antagande om att Bm-talet avtar linjärt med ökad

hastighet inom området 32-60 km/h har för beräkning av

_ . 4 .1.0 ... . . 74 %. .7 51 7. 1 .v4 v1 .A..+4 .L .1. 4 .i . . . . .4 . A .. .

.m

m.

mä;

.. .4 .v. x __ .

zäzwewm

_

.åz_

._§züo

ä

m

mmm

Wüm

«. .4 4vält tt a. :4 a i L_. +. 0.L .c . .. 41-" w. . .. . . < . .

Bm

imo

ä.,

i.

.. 44 ., . . .1 .. .. .v. :. 4 .. |

.an

n

_

__w.

i

cå

êzomzo

.mo

m MZ mvc ma mvvm z .H 95

Såå,

...

m,

.0 4 y 6 A V ' v L k 4 . 4 ». 5 a 6 < . 4 A-. 4, .. c 1 l

. . . H, .-. (2.. »s . I I 1 i i . J . I 6 . . ._ . .as -4. ..._..

n . . l . 4 . .H 4 1 .L 1 B

.1 4. , gu. .. h a . . . A-åk . 4 . 1 \ .x 0 ... i .0 14 1. 21 .i 4. 6 4

< .ma ;lv ... +L. +L, rö t.. .4 L 1 *L in as -4 7 x x F. +-L 4? v r.. .. »

.4 0-10 00 * A 1 4 i 1 x .. .. .L 4. mk 04 . . ... L . . .ø. .i .1 oz_

a-. -xvi. .l ..w, :v4 1.. A+ . fs k. .. .H . .4 ..r .. e44. xs. ?! ti .n r. .. .4 .§. . -r 4-l' 5-k äm p a - w-x .n « -2 .. .-LT .\ . r. .T Lv . uk. .-. . 4 4 -. . + -D < . 4 |* *4 *l <1 '-3.. öc .1. 7 ?I i .\ .I .|l . .. 1. :. |.. |. 4|. Ö| 1 .. .-4', x x ( u : b-. -. . . 4 . 4 .i .t ... Al . v . .... .|. 04. 1.. ..t .. .1. 5. .1. 1. 0 .. .e tt .. .v i. |.. v|

v a

...

.10

.5,

2%

.r +. w

4 . . I »1 A-0 ., . A, .. ._ .. . _. .. -A' _

.4 .. V. .4 . . 4 -. . d . . .11.A.:!7\ r r-x » 1 . 1 .4| ,1.« 1 ll. ?vurfpxloniuli . ,.0 r iam . nu" . ,_ ., .. . .. A. V w. h" -i .-4 : -. . . * .L '9 .. ,. .M .4 ., M-N_ _,. H ,4 .. .

v rt ; vw I 5. 4. 4; H L V W Q ÅW *

' G I

.8

mhmwmhmmwwmc

: * a m g -M M , 00.5 -,

memmwmsmm ZH m SOr

4 .1 ,. .M . 14 nya .. r-av h a -y . . . . un -m ur . : . ut . .Mw 4 'L m 4 k v owe -n r yo ' w _,. . ova n-p_ th -d u «-7 H. .. :_ w .4 4. . pv-'wa A-ÅJ Å- Av-M . M ( a. h ävd a t .. ,. \ . a .; -. .v -0 +-, uN «-. .v. .va r .. .. ,. ., .. w» 0-; . ' 1 0 -. . . , .. ._ .A .. _ .a s, 1 V -. .. .4 i . .. .. .-4 a ø v i *n u-.. -a h _-7. -, -L . * » .. .4 _än nu-L* .

VTI.

NIT32 km/h ur mätningar vid andra hastigheter en

korri-geringsterm framtagits på "grafisk" väg. Ur figur 6 fram-går att lutningen på linjerna är ungefär lika stor för Bm-tal > 80 vid 60 km/h och att hastigheten vid Bm-tal

i 70 är utan praktisk betydelse. Man skulle dock väntat sig en solfjäderformig kurvskara. Med utgångsPunkt från

det faktiska förhållandet korrigeras i denna studie

BmöO-tal > 80 respektive Bm4O-tal > 90. I figur 7 har

en korrektionsfaktor K =f (Bm, v) uppritats. Att faktorn

ej blir linjär beror på att den relativa förändringen

i Bm-talet Ökar med minskande Bm-tal vid den gjorda förutu

sättningen om samma lutning för linjerna i figur 6.

Korrigering av NIT i hastighetsområdet 32-60 km/h till

v = 32 km/h blir alltså NIT32 = 4,49 - 0,01 ° (K ° Bm) (1) K

1,50 4

i. -0-125 ' 4'- _\ V: m 6 1 Vas-LO km/h 1,00 -å V=32 km/h áêx { 4 a a : i : å ; g { 3» W) 120 tm

FIG7 KORREKTiONSFAKTOR FOR OMRÄKNlNG AV Bm-TAL nu_ v=32km/h

I figur 8 har korrigerade och okorrigerade NIT-värden

beräknade ur mätningar vid 60 km/h uppritats mot NIT32.

De korrigerade värdena har därvid beräknats ur (1) ovan medan de okorrigerade värdena beräknats med formeln NIT60 = 4,55 - 0,01 ° Bm, se figur 3. överensstämmelsen mellan-NIT₃₂ och NIT₆₀korr

ej okritiskt med stöd härav utföra mätningar vid olika är mycket god. Dock kan man hastigheter och räkna om resultatet till en referens-hastighet emedan andra ojämnhetsstrukturer kan ge

avvikande resultat. NHáz

A

4 d_

Å

V 0 /KÅK

3 _

;44 *4:

3/2* x

*"

/

x NiTGO

2 'V' . korr O

1 __

1.5

l 1 L 1 I 1 ( T I I i I of 1 2 3 L

-FIG 8. SAMBANDET NIT32 OCH NITGO RESP NITäom

Ur figur 8 framgår att NITBZ-värdena på 4 sträckor är

större än NITöokorr. En närmare studie visar att

värdena motsvarar sträckorna 1, 2, 3 och 7. Detta är en intressant iakttagelse emedan dessa sträckor mättes

den 16 december och sträckorna 8-13 den 18 december.

(Sträckorna 4-6 har ej korrigerats emedan Bm-talet < 70). Fenomenet innebär att hastighetsberoendet var större

vid det andra mättillfället vilket dock kan vara slump'

mässigt.

4.3 Uppskattning av trafikvärde ur "fördelningsv kurva för ojämnheter"

I september 1963 och maj 1964 genomfördes samtidiga

mätningar med CHLOE och rätskiva på en bärlagerprovväg

vid Brista {9]. Därvid registrerades med rätskivan

antalet ojämnheter varigenom en fördelningskurva

er-hålles. Tyvärr är intervallen ej fler än 3 nämligen

1)>3mm,2)>4mmoch3)>7mm.

Därtill registrerades "maximal ojämnhet".

I figur 9 har fördelningskurvan för de olika sträckorna (10 st) uppritats för mätningarna i maj 1964 och mot-svarande tjänlighetsvärde angetts. Tjänlighetsvärdena har beräknats med den tidigare nämnda AASHO-formeln.

Som framgår av figuren är det endast 1 sträcka (sträcka 4 = CG) som avviker från mönstret.

10 #-. 'I 'l --T- h h F L I I 1 T 0 25 50 75

ANTAL OJÅMNHETER STORRE AN ETT VISST VARDE

Fig 9. Fördelningskurvor för sträckorna 1-10 och motsvarande

PSI-Värden, maj 1964. (Medelvärden av 4 mätlinjer).

A xB yC där

Ansatsen PSI

x antalet ojämnheter större än y ojämnhetens storlek, mm

Y

A, B, C konstanter har gjorts.

VTI.

Härur erhålles

-O,lO -O,49

x - y

PSI = 8,5 med

den multipla korrelationskoeff. = 0,71.

Insättning av antalet mätta ojämnheter > 4 mm ger det i figur lO redovisade sambandet med mätta värden.

Korrelationskoefficienten "r" F>S|MATT

A

5--4-*-

,

34_ 1 2" 45° 1-_

.L

:

§

1*

:>PSIBER

1 2 3 4

F19 10. Tjänlighetsvärden beräknade ur fördel-ningskurvor vs mätta.

erhålles till 0,85 dvs av samma storleksordning som erhållits mellan CHLOE och andra metoder (Bumpmeter, PCA). Här skall också påpekas att man vanligtvis

registrerar betydligt fler ojämnhetsintervall vid mät-ning med "Viagraf" än som gjorts vid denna jämförelse, varigenom bättre definierade fördelningskurvor erhålles

VTI.

{l].

{2].

{3].

{4].

{5].

{6].

{7].

{8].

{9].

LITTERATURFÖRTECKNING

W.N. Carey et al: "Slope Variance as a Measure of Roughness and the CHLOE Profilometer". HRB, Special Report 61 E.

W.G. Keir: "Bump-Integrator measurement in routine assessment of highway maintenance needs". Department of the Environment, TRRl Supplementary Report 26 UC,

Crowthorne 1974.

N.von Matern, G. Kullberg: "Jämnhetsmätningar på

väg-beläggningar". Statens Väginstitut, Meddelande 62, Stockholm 1941.

J.A. Buchanan, A.L. Catudal: "Standardizable Equipm. for Evaluating Road Surface Roughness". Public

Roads, Vol. 21, nr 12, 1941.

Tage Johansen: "Viagraf og Bumpmeter, sammenligning

av måleresultater". Statens Vejlaboratorium, Interne

notater 57, Roskilde 1976.

0. Andersson: "On the analysis of longitudinal sur-face profiles by means of slope measuring

profilo-meters". 1970.

Statens Väginstitut, Internrapport nr 2,

G. Magnusson och P. Arnberg: "Bedömning och mätning av vägojämnheter". Statens Väg- och Trafikinstitut, Rapport nr 83, 1976.

STINA: Nordisk utredningsserie, 1975:12, sid 165 ff.

B. Örbom: "Bärlagerprovväg vid Brista". Statens

Väginstitut, Specialrapport nr 31, Stockholm 1965.