Az ejtősúlyos behajlásmérésben rejlő lehetőségek korszerű pályaszerkezet diagnosztika

MAÚT AKADÉMIA

Az ejtősúlyos behajlásmérésben rejlő lehetőségek

Az ejtősúlyos behajlásmérésben rejlő lehetőségek – korszerű pályaszerkezet diagnosztika

Sik Csaba

okleveles építőmérnök, laboratóriumvezető H-TPA Innovációs és Minőségvizsgáló Kft. Pályaszerkezet-vizsgáló Laboratórium 2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

Előadó: Sik Csaba

1


Előadás tartalma • Nehézejtősúlyos berendezés által mért adatok alkalmazhatósága méretezéshez – szabályozás • FWD berendezés jellemzői (röviden) • Behajlás – teherbírás – felületi modulus – pályaszerkezet állapot (kötött – nem kötött rétegek állapota, jellemzése) • Állapotvizsgálat FWD-vel (pályaszerkezeti hibák feltárása FWD-vel) • Összefoglalás 2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

2

MAÚT AKADÉMIA


TERVEZTETÉSI ÚTMUTATÓ ÚT 2-1.202:2005 Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek Az országos közúthálózat szolgáltatási színvonalának méretezése és megerősítése

megfeleltetése az EU 96/53/EK számú irányelvének a 2007-2015 közötti időszakban – 2005, UKIG VI.: Technológia meghatározása és kapcsolódó felmérések fejezet: „a behajlás-értékek meghatározását (…) vagy kézi behajlásmérővel, vagy Lacroix deflektográffal kell elvégezni.” !!!

Előadó: Sik Csaba

2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

3


ÚT 2-2.122 Útügyi Műszaki Előírás, illetve az ÚT 21.202:2005 Útügyi Műszaki Előírás 1. számú pótlapja Összefüggés a dinamikus és a statikus behajlás között 1,60 y = 1,1985x - 0,0826 2 R = 0,9759

1,40

behajlás mm

1,20 1,00 0,80 0,60

s = 1,2* d’0-0,08 ahol: d’0 a korrigált tárcsaközépbehajlás [mm]

0,40 0,20 0,00 0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

KUAB d mm

2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

4


MAÚT AKADÉMIA

Átszámítás képletek idősora Dinamikus behajlásértékek átszámítása 6

5

átszámított statikus érték

4

3

1997 ("Boromissza: Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek. Méretezési praktikum" szerint)

2

2000 (ÚT 2-2.122 szerint) 1

2005 (ÚT 2-1.202 szerint)

0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

-1 dinamikus behajlásérték

Előadó: Sik Csaba

2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

5


Dinamikus-statikus eredmények félmerev szerkezeten 44 - es út Mért szakasz: 10+000-10+180 kmsz Billenőkar

KUAB

DYNATEST

0,25

Félmerev szerkezeten a 120 kN terhelőerő adta lehetőségek kihasználhatóak!

0,20 0,15 0,10 0,05

Előadó: Sik Csaba

37 .

35 .

33 .

31 .

29 .

27 .

25 .

23 .

21 .

19 .

17 .

13 . 15 .

9.

11 .

7.

5.

1. 2007. 06 .12.

3.

0,00

6

MAÚT AKADÉMIA


Félmerev ap. szerkezet, FWD mérés… Hisztogram(jobb (jobb pálya, sáv)sáv) Hisztogram pálya,haladó haladó statikus dinamikus

350

160

300

120,00%

1,20

100,00%

1,00

120 250 gyakoriság gyakoriság

80,00%

0,80

200

s = 1,2 * d’0-0,08

80 150

60,00% 0,60 40,00% 0,40

100

40 20,00% 0,20

50

2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

0,1523 0,1125 0,1621 0,1219 0,1718

0,1426 0,1031

0,1329 0,0938

0,1232 0,0844

0,1134 0,0750

0,1037 0,0656

0,0940 0,0563

0,0469 0,0843

0,0375 0,0745

0,0281 0,0648

0,0188 0,0551

0,0094 0,0454

0,00% 0,00 0,0000 0,0356

00

Előadó: Sik Csaba

7



Előadó: Sik Csaba

8

MAÚT AKADÉMIA


Ejtősúlyos behajlásmérő berendezés (FWD) jellemzői

2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

Előadó: Sik Csaba

9


Dynatest FWD jellemzői Mérőberendezés alapparaméterei - Terhelési erő: 7-120 kN - Érzékelők: 9-15 darab – behajlásmérő (geofon) 1 darab – tárcsa alatti erőmérő cella 1 darab – infravörös felületi hőmérsékletmérő - Terhelési idő: 25-30 ms - Tárcsa átmérője: 300 mm (szegmenses), 450 mm (merev) - Eredmény: behajlási (fél)teknő Kiegészítő berendezések - infravörös hőmérsékletmérő - automatikus levegőhőmérséklet mérő - távolságmérő egység DMI (Distance Measuring Unit) - mérési pontot megjelölő berendezés - GPS 2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

10

MAÚT AKADÉMIA


Helyszíni mérőprogram adattartalma

2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

Előadó: Sik Csaba

11



Előadó: Sik Csaba

12


MAÚT AKADÉMIA

Jellemző szenzorkiosztás – pályaszerkezet függvényében változhat Terhelés: akár 120 kN ! L akár 2,4 m (félmerev...)

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

D11

D12

D13

X=0 Y=0 tárcsaközép

X=200 Y=0

X=300 Y=0

X=450 Y=0

X=600 Y=0

X=900 Y=0

X=1200 Y=0

X=1500 Y=0

X=1800 Y=0

X=-200 Y=0

X=-300 Y=0

X=0 Y=300

X=0 Y=-300

Előadó: Sik Csaba

2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

13


FWD által rögzített behajlási (fél)teknő Geofonok távolsága változtatható, oldalra is elhelyezhetőek – ellenőrzés!

2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

14

MAÚT AKADÉMIA


„ a behajlás gyenge helyettesítője a teherbíróképességnek…” σz =

3P 2πz 2

εz =

(1 + v )(3 − 2v )P 2πz 2 E

dz =

(1 + v )(3 − 2v )P 2πzE

„a Boussinesq’ – féle egyenlet alapján is látható, hogy a behajlás fordítottan arányos a mélységgel, a feszültség és az általa létrehozott alakváltozás fordítottan arányos a mélység négyzetével”

2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

Előadó: Sik Csaba

15


FWD mérés, a behajlási teknő paraméterei • • • •

D0 tárcsaközép behajlás E0 felületi modulus Eföldmű földmű modulus Görbületi index SCI = d0–d300 (Felületi Görbületi Index, Surface Curvatore Index) BDI = d300–d600 (Alap Romlási Index, Base Damage Index) BCI = d600–d900 (Alap Görbületi Index, Base Curvatore Index) • Területindexek • Alaktényezők F1 = (d0-d1)/d1 F2 = (d1-d3)/d2 • CBF = (d0-d1)/d0 2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

16

MAÚT AKADÉMIA


Felületi görbületi index - SCI

Behajlási görbe alakja, alaktényezői meghatározzák a pályaszerkezet jellemzőket (kötött – nem kötött réteg jellemzőket) 2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

Előadó: Sik Csaba

17


Egyenértékű felületi modulus – E0

(

)

f 1 − v2 σ 0a E= d0

E( 0 ) =

35 ⋅ F c ⋅ d0

Dr. Adorjányi

2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

18

MAÚT AKADÉMIA


Felületi modulusok A felületi modulusok a terhelő lemez tengelyében, „z” mélységben:

(1 − v )σ E= 2

0

a2

r × d 0 (r )

2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

Előadó: Sik Csaba

19


Földmű modulus Minél jobban távolodunk a terhelés tengelyétől annál mélyebben fekvő rétegek E-modulusáról kapunk információkat!

E(0) z =

2,62 ⋅ F ce ⋅ d z ⋅ z

Dr. Adorjányi

2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

20

MAÚT AKADÉMIA


„Hothan – Schaefer” – féle felosztás kötött – nem kötött (földmű) rétegek megfelelősége • Felületi modulus EOr = p*a2*(1-µ2)/r*dr • Curvature Basin Factor CBFr = (d0-dr)/d0 • EO1200 =0,707*1502*(1-0,42)/1200*d1200 = 11,13525/d1200 • CBF200 = (d0-d200)/d0 • EO1200,határ = 40-60 N/mm2 - változhat • CBF200,határ = 0,04*E012000,4

Előadó: Sik Csaba

2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

21


M5 autópálya felújítás – példa a kötött – nem kötött rétegek állapotváltozására 0,45

0,4

CBF(200)

0,35

0,3

0,25

0,2 meglevo hatar_meglevo

0,15

megerositett megerositett_hatar

0,1 100

150

200

250

300

350

400

EO(1200)

2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

22

MAÚT AKADÉMIA


Hátralévő élettartam számítása FWD mérések alapján A mechanikai méretezés konvenciói szerint a következő mértékadó igénybevételek határozhatóak meg: •

Aszfaltrétegek esetében az aszfaltréteg alsó szálában keletkező megnyúlás Hidraulikusan kötött rétegekben a réteg alsó szálában keletkező húzófeszültség Szemcsés rétegekben és a földműben a réteg tetején keletkező függőleges összenyomódás

• •

2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

Előadó: Sik Csaba

23


logεa = -1.06755 + 0.56178logh1 + 0.03233logd1800 + 0.47462logSCI300 + 1.15612logBDI – 0.68266logBCI Ahol: εa vízszintes megnyúlás az aszfaltréteg alján (μm/m) h1 aszfaltréteg vastagsága (mm) dx mért behajlás x mm távolságra a tárcsaközéptől (μm) SCI300 d0-d300 (μm) BDI d300-d600 (μm) BCI d600-d900 (μm) Hátralévő élettartam számítása: εszámított / εmegengedett = [N/106]m Molenaar, Van Gurp… összefüggés, modellkísérletek alapján

2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

24

MAÚT AKADÉMIA



MAÚT AKADÉMIA

Előadó: Sik Csaba

25


Esettanulmány Új építésű autópálya pályaszerkezet homogenitásának vizsgálata Műszaki specifikáció előírja - alaprétegen

2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

26


MAÚT AKADÉMIA

Homogenitás vizsgálat MSZ 2509-4-1989 – Lacroix mérőkocsival

Eszköz alkalmassága… Homogenitás kritérium megfelelősége…. Előadó: Sik Csaba

2007. 06 .12.

27


MAÚT AKADÉMIA

Homogenitás vizsgálat új építésű autópálya burkolaton Lacroix féle kvázistatikus behajlásmérés kumulatív szumma Lacroix-féle behajlásmérés

0,60

0,5 0,50

0,40

0,30

73 +0 4 73 0 +0 7 73 3 +1 0 73 6 +1 4 73 0 +1 7 73 4 +2 0 73 7 +2 4 73 1 +2 7 73 4 +3 0 73 8 +3 4 73 1 +3 7 73 5 +4 1 73 1 +4 4 73 5 +4 7 73 9 +5 1 73 3 +5 5 73 1 +5 8 73 5 +6 1 73 9 +6 5 73 2 +6 8 73 6 +7 2 73 8 +7 6 73 2 +8 0 73 7 +8 41

-0,5

-1

-1,5 szélesítés Lineáris (szélesítés)

-2

73 +0 73 40 +0 73 58 +0 73 77 +0 73 95 +1 73 14 +1 73 33 +1 73 51 +1 73 70 +1 73 88 +2 73 07 +2 73 26 +2 73 44 +2 73 63 +2 73 82 +3 73 00 +3 73 19 +3 73 38 +3 73 56 +3 73 75 +3 73 95 +4 73 15 +4 73 33 +4 73 52 +4 73 71 +4 73 90 +5 73 09 +5 73 28 +5 73 51 +5 73 70 +5 73 88 +6 73 07 +6 73 26 +6 73 45 +6 73 64 +6 73 83 +7 73 09 +7 73 28 +7 73 47 +7 73 66 +7 73 84 +8 73 15 +8 33

0,20

görgetett behajlás (mm)

Érték (mm)

0

-2,5

Km szelvény

szélesítés

km szelvény

Átlag: 0,38 mm, s:0,048, ν: 0,127 látszólag homogén, de… 2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

28


MAÚT AKADÉMIA

Homogenitás vizsgálat új építésű autópálya burkolaton Dynatest FWD-vel végzett dinamikus behajlásmérés Kumulatív szumma Dinamikus tárcsközép-behajlás 0 0,60 73

73,1

73,2

73,3

73,4

73,5

73,6

73,7

73,8

73,9

0,40 -1000

behajlás [mm, 10 ]

görgetett behajlás [mikron] -3

0,50 -500

0,30

-1500

0,20

-2000

0,10

-2500

szélesítés

0,00

szélesítés

-3000 73

73,1

73,2

73,3

73,4

73,5

73,6

73,7

73,8

73,9

kmszelvény szelvény km

Előadó: Sik Csaba

2007. 06 .12.

29


MAÚT AKADÉMIA

Teknőparaméterek vizsgálata, mi okozza az inhomogenitást? BDI értékek változása Felületi görbületi változása BCI értékekindex változása 120 160 80

140 70 100 120 60

SCI BDI BCI

80 100 50 BDI_alapréteg SCI_alapréteg BCI_alapréteg BDI_kötőréteg SCI_kötőréteg BCI_kötőréteg

80 60 40

BDI_kopóréteg SCI_kopóréteg BCI_kopóréteg 60 30 40 40 20

20 20 10

7373 ,0,0 44 7373 ,0,0 77 7373 ,1,1 7373 ,1,1 3 3 7373 ,1,1 6 6 7373 ,1,1 9 9 7373 ,2,2 2 2 7373 ,2,2 5 5 7373 ,2,2 8 8 7373 ,3,3 1 1 7373 ,3,3 4 4 7373 ,3,3 7 7 7373 , ,4 4 7373 , ,4 4 3 3 7373 , ,4 4 6 6 7373 , ,4 4 9 9 7373 , ,5 5 2 2 7373 , ,5 5 5 7 73 3,5 ,5 5 8 8 7373 , ,6 6 1 1 7373 ,6 ,6 4 4 7373 ,6 ,6 7 77 73 3 ,7 7 ,7 73 3 ,7 , 3 7 73 73 3 ,7 , 6 7 76 73 3 ,7 ,7 9 9

00

km sz. km sz.

2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

30

MAÚT AKADÉMIA


Felületi modulusok értékelése

E0 felületi modulus és d300-as modulus E0 felületi modulus (d0), (d0) d300-as és d450-es modulus

2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

Előadó: Sik Csaba

31


„Hothan – Schaefer” – féle felosztás új építésű autópálya burkolaton Kötött - nem kötött rétegek értékelése aszfalt alaprétegen m érve 0,400 0,350 0,300 0,250 CBF

CBF200_I 0,200

CBF200_Határ_I.

0,150

CBF200_II. CBF200_Határ_II.

0,100 0,050 0,000 100 -0,050

73+550-73+810 120

140

160

180

73+000-73+550 200

220

240

260

E0_1200 2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

32

MAÚT AKADÉMIA


Összefoglalás • Statikus módszerekkel szemben a dinamikus teherbírásmérés során sokkal több információ áll rendelkezésünkre - teknőparaméterek • Pályaszerkezet diagnosztika – állapotváltozás nyomonkövetése (földmű és pályaszerkezeti rétegek is) • Felületi modulus alapja lehet egy méretezési rendszernek (nem behajlás alapú, anyagtulajdonságok a fáradási összefüggések alapján figyelembe vehetők, alternatív szerkezetek összehasonlíthatóak…) • Jól megválasztott teknőparatméter új építésű szerkezetek minősítő paramétere lehetne • FWD mérés gyors, ismételhető, összehasonlítható, megbízható, költséghatékony 2007. 06 .12.

MAÚT AKADÉMIA

Előadó: Sik Csaba

33


Köszönöm a figyelmet! E-mail: [email protected] Web: www.htpa.hu Tel.: 00 36 30 677 0220

2007. 06 .12.

Előadó: Sik Csaba

34

Az ejtősúlyos behajlásmérésben rejlő lehetőségek korszerű pályaszerkezet diagnosztika

Recommend Documents