CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
COST354: PARAMETRY STAVU VOZOVEK POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ PERFORMANCE INDICATORS FOR ROAD PAVEMENTS
Ing. Josef Stryk Doc. Ing. Karel Pospisil, Ph.D., MBA
http://cost354.zag.si
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
Projekt byl iniciován FEHRLem a Rakouskem Trvání: 4 roky(+půlroční prodloužení) Začátek řešení: březen 2004 24 zemí se účastnilo řešení: 23 evropských plus USA (FHWA)
CERTAIN workshop
Členové COST354
USA
Brno 25. 11. 2008
Rakousko Belgie Bulharsko Chorvatsko Česká republika Dánsko Finsko Francie Německo Řecko Maďarsko Itálie Nizozemsko Norsko Polsko Portugalsko Rumunsko Srbsko Slovinsko Španělsko Švédsko Švýcarsko Velká Británie USA
Celkem: 24 zemí
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
CÍLE Definování jednotných evropských indexů vozovek jako nástroje pro podporu rozhodování správců pozemních komunikací na úrovni celé sítě Zohlednění rozdílných konstrukcí vozovek a různé třídy dopravního zatížení Klasifikace a určení hraničních hodnot pro jednoduché indexy vozovek (pro plánované a existující vozovky) Začlenění jednoduchých indexů do kombinovaných indexů z hlediska funkce z konstrukčního hlediska z hlediska dopadu na životního prostředí
Definování souhrnného indexu vozovek (pro popis celkového stavu) -> základ pro optimalizační procedury
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
PŘÍNOSY Srovnání stavu jednotlivých silničních sítí a hodnocení investičních požadavků Základ pro přípravu mezinárodních standardů v oblasti sledování stavu vozovek Využití při auditech na národní a mezinárodní úrovni Rozšíření trhu zavedením jednotných pravidel Možnost využití indexů v analýze celkových nákladů LCA na národní a mezinárodní úrovni Využití při hodnocení různých strategií výstavby a údržby vozovek Využití indexů jako objektivních hodnotících kritérií v souvislosti s privatizací PK (PPP a jiné modely)
CERTAIN workshop
NÁPLŇ ŘEŠENÍ
WP1: Sběr údajů a vytvoření databáze indexů vozovek (ZAG, Slovinsko)
WP2: Výběr a hodnocení jednoduchých indexů vozovek (Univerzita Florencie)
WP3: Kombinace jednoduchých indexů vozovek (PMS Consult, Rakousko)
WP4: Návrh souhrnného indexu vozovky (LNEC, Portugalsko)
WP5: Závěrečná zpráva (TU Vídeň – prof. Litzka)
Brno 25. 11. 2008
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
SBĚR ÚDAJŮ A VYTVOŘENÍ DATABÁZE INDEXŮ VOZOVEK Vytvoření dotazníku Seznam používaných indexů vozovek v Evropě a USA Zahrnutí výsledků průzkumu do databáze COST354 Základ pro práci ostatních WPs
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
ZÁKLADNÍ POJMY Technický parametr
Parametr stavu vozovky převodní vztah
Jednoduchý index vozovky Kombinovaný index vozovky Souhrnný index vozovky
proměnný parametr popisující stav vozovky (např. příčná nerovnost, protismykové vlastnosti apod.) je vyjádřen ve formě technického parametru (např. hloubka vyjeté koleje udávaná v milimetrech) a/nebo ve formě bezrozměrného indexu (udává se v intervalu 0 až 5, kde 0 znamená velmi dobrý stav a 5 velmi špatný stav).
CERTAIN workshop COST354 Databáze
Jednoduché indexy informace o 209 jednoduchých indexech vozovek
USA
Brno 25. 11. 2008
CERTAIN workshop COST354 Databáze
Kombinované indexy informace o 46 kombinovaných indexech vozovek
USA
Brno 25. 11. 2008
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
VÝBĚR JEDNODUCHÝCH INDEXŮ VOZOVEK Podélná nerovnost PI-E: IRI (international roughness index) Příčná nerovnost PI-R: vyjeté koleje Protismykové vlastnosti PI-F: SFC (součinitel bočního tření) and LFC (součinitel podélného tření) Makrotextura PI-T: MPD (měření střední hloubky profilu) Únosnost PI-B: R/D (zbytková životnost / návrhová životnost) and SCI (surface curvature index) Hlučnost PI-N: v současné době bez indexu Znečištění ovzduší PI-AP: v současné době bez indexu
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
KATALOGOVÝ LIST: název indexu popis možné TP navržený TP navržené transformační funkce klasifikace a hraniční hodnoty
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
Jednoduchý index vozovky
TRANSFORMACE TP na INDEX (1) 5 hraniční hodnota
5
havarijní
4
nevyhovující
3
vyhovující
2
dobrý
1
výborný
Index
4 3 2 1 0
Technický Parameter (TP)
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
Jednoduchý index vozovky
TRANSFORMACE TP na INDEX (2) Start
4 varianty
- použít:
navržený TP a navrženou transformační funkci navržený TP a vlastní transformační funkci vlastní TP a vlastní transformační funkci stanovení indexu přímo (např. při lokálních měřeních)
Create index values for technical parameter values (at least two)
Plot these points on a graph (TP on x and PI on Y) Determine new and/or modified boundary values Determine the line/curve of best fit n
Calculate the range and sensitivity for the line/curve
Is the range and sensitivity suitable?
y
End
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
INDEX TRHLINY A PORUCHY Trhliny PI-CR: cracking rate (pre-combined PI) Poruchy PI-SD: surface defect rate (pre-combined PI) TPcr = Min (100; TPcr,A + TPcr,L + TPcr,E) způsob výpočtu technického parametru liniové trhliny TPcr,L:
Aref Wn Iwith,l Scr,l,i Li
je celková sledovaná plocha vozovky (referenční), je váha příslušného typu trhliny (v intervalu 0 - 1), je aktivní šířka pro příslušný typ trhliny (např. 0,5 m), je závažnost vyskytujících se trhlin typu i, je délka vyskytujících se trhlin typu i.
podobným způsobem se postupuje při výpočtu TPcr,A (plošné trhliny) a TPcr,E (trhliny vztahující se k určitému prvku) pro dálnice: pro silnice první třídy:
PI-CR = Max (0; Min (5; 0,16 TPcr)) PI-CR = Max (0; Min (5; 0,1333 TPcr))
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
TVORBA KOMBINOVANÝCH INDEXŮ VOZOVEK Výběr vhodných jednoduchých indexů vozovek pro tvorbu kombinovaných indexů, tak aby byly pokryty oblasti Bezpečnost jízdy Pohodlí jízdy Stav konstrukce Dopad na životní prostředí Návrh „slučovací“ funkce při zohlednění vah jednotlivých jednoduchých indexů vozovek – 2 způsoby
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
Kombinované indexy vozovky
Vstupní parametry
PI-E: podélná nerovnost, PI-SD: poruchy, PI-CR: trhliny PI-N: hlučnost
PI-F: protismykové vlastnosti, PI-R: příčná nerovnost, PI-AP: znečištění ovzduší
PI-B: únosnost PI-T: textura
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
TVORBA KOMBINOVANÝCH INDEXŮ VOZOVEK Přístup 1: Přístup 2:
p I 2 + I3 + ... + I n ⎞ ⎛ CPI i = Min ⎜ 5; I1 + ⎟ 100 n 1 ⎠ ⎝
p ⎞ ⎛ I2 ⎟ CPI i = Min ⎜ 5; I1 + 100 ⎠ ⎝
kde: I1 = W1 PI1; I2 = W2 PI2; I3 = W3 PI3; … In = Wn PIn a p n W
I1 ≥ I2 ≥ I3 ≥ … ≥ In
je tzv. faktor ovlivnění, jehož hodnota se zpravidla volí 10 až 20 %, je počet indexů PI zahrnutých ve výpočtu kombinovaného indexu, je váha indexu zahrnutého do výpočtu kombinovaného indexu.
Každý správce si může vytvářet své vlastní kombinované indexy, dle potřeby a na základě dostupných informací.
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
Kombinovaný index vozovky
Kombinace dvou jednoduchých indexů W1=1.0, W2=0.6, p=0.2 5.00 4.00 3.00
CPI
2.00
5.00 4.00
1.00
3.00
0.00 5.00
2.00 4.00
1.00
3.00
PI2
2.00
PI1
0.00
1.00 0.00
0.00-1.00
1.00-2.00
2.00-3.00
3.00-4.00
4.00-5.00
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
TVORBA SOUHRNNÉHO INDEXU VOZOVEK Použití 4 (3) kombinovaných indexů vozovek Při výpočtu jsou použity váhy jednotlivých kombinovaných indexů, které se liší na základě cílové skupiny pro kterou se souhrnný index vytváří a kategorie PK: správce PK
dálnice
uživatel
silnice I. třídy
výzkumný pracovník
ostatní PK
2 přístupy
p I 2 + I 3 + ... + I n ⎞ ⎛ GPI i = Min ⎜ 5; I1 + ⎟ 100 n -1 ⎝ ⎠ p ⎛ ⎞ GPI i = Min ⎜ 5; I1 + I2 ⎟ 100 ⎠ ⎝
I1 = W1 CPI1; I2 = W2 CPI2; I3 = W3 CPI3; I4 = W4 CPI4 a
I1 ≥ I 2 ≥ I 3 ≥ I4
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
Souhrnný index vozovek
Váhy kombinovaných indexů dle cílové skupiny a kategorie PK Relative importance factors - Average values 0,50 0,40 0,30 0,20
Motorways
Road Administrator
Other Primary Roads
Road Operator
Secondary Roads
Road User
Other Roads
Researcher
Environment
Pavement Structure
Riding Comfort
Road Safety
Environment
Pavement Structure
Riding Comfort
Road Safety
Environment
Pavement Structure
Riding Comfort
Road Safety
Pavement Structure
Riding Comfort
Road Safety
0,00
Environment
0,10
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
Analýzy v Excelu
Analýza citlivosti – srovnání obou přístupů při různých váhách CPI - Rakousko
GPI
AT example - General PI - Comparing Alternatives 1 and 2 with different weights 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 WP4, A1 A+O median, A2 R mean, A1
WP4, A2 U mean, A1 R mean, A2
A+O mean, A1 U mean, A2 R median, A1
A+O mean, A2 U median, A1 R median, A2
A+O median, A1 U median, A2
Chainage
CERTAIN workshop Analýzy v Excelu
Podklad pro přímé uplatnění
Brno 25. 11. 2008
CERTAIN workshop
Brno 25. 11. 2008
COST354 Webová stránka
http://cost354.zag.si
CERTAIN workshop
DISEMINACE VÝSLEDKŮ
Brno 25. 11. 2008
