ÚTÜGYI MŐSZAKI ELİÍRÁS ÚT

ÚTÜGYI MŐSZAKI ELİÍRÁS

ÚT 2-2.124

GAZDASÁGI ÉS KÖZLEKEDÉSI MINISZTÉRIUM KÖZÚTI KÖZLEKEDÉSI FİOSZTÁLYA

Dinamikus tömörségés teherbírásmérés kistárcsás könnyő ejtısúlyos berendezéssel

Terjedelem: 24

ÚT 2-2.124:2005

ÚT 2-2.124

DINAMIKUS TÖMÖRSÉG- ÉS TEHERBÍRÁSMÉRÉS KISTÁRCSÁS KÖNNYŐ EJTİSÚLYOS BERENDEZÉSSEL

Átdolgozta a Magyar Útügyi Társaság az ÚT 2-2.124:2003 útügyi mőszaki elıírás alapján Szakbizottság: Subert István vezetésével Baksay János, Pszota Ferenc, Tárczy László, Vértes Mária Közútkezelıi és igazgatási tagozat Stoll Gábor tagozatvezetı Útépítési tagozat: dr. Törıcsik Frigyes tagozatvezetı Úttervezési tagozat: Keresztes László tagozatvezetı Koordináló bizottság: dr. Csorja Zsuzsanna Minıségügyi bizottság Publikációs bizottság

A kiadványt gondozta: PMS 2000 Mérnöki Társaság, dr. Petıcz Mária ügyvezetı

Készült az Állami Közúti Mőszaki és Információs Közhasznú Társaság megbízásából Szakmai konzulens: dr. Boromisza Tibor Mőszaki szabályozási fıosztályvezetı: Vályi Zoltán Megrendelıi témafelelıs: Tóth János

Terjeszti a Magyar Útügyi Társaság A kiadással és mindennemő másolással kapcsolatban minden jog fenntartva

2

BIZOTTSÁGNAK MUNKAPÉLDÁNY 2007.02.09.

MAGYAR ÚTÜGYI TÁRSASÁG

ÚT 2-2.124

A Gazdasági és Közlekedési Minisztérium Közúti Közlekedési Fıosztálya kiadja a Dinamikus tömörség- és teherbírásmérés kistárcsás könnyő ejtısúlyos berendezéssel megnevezéső, ÚT 2-2.124:2005 számú útügyi mőszaki elıírást. Az elıírás tárgya: földmővek, szemcsés talajjavító és védırétegek, kötıanyag nélküli alaprétegek dinamikus tömörségének és teherbírásának helyszíni meghatározása könnyő ejtısúlyos kézi berendezéssel. A vizsgálati eljárás legfeljebb 63 mm legnagyobb szemnagyságú, legfeljebb a tárcsaátmérı mintegy kétszeresének megfelelı vastagságú, kötıanyag nélküli, hidraulikus kötıanyagú, friss anyagréteg, vagy földmőréteg vizsgálatára alkalmas. A vizsgálati eljárás nem alkalmazható kötıanyaggal kevert megkötött (hidraulikus vagy melegbitumenes) rétegek, illetve fagyott rétegek vizsgálatára. Az útügyi mőszaki elıírás alkalmazása az országos közutak kezelıi számára – a közhasznú tevékenység ellátására kötött szerzıdés szerint – mind megrendelıként, mind saját tevékenységükre nézve kötelezı. Az ennek alapján végzett építési, fenntartási és üzemeltetési feladataik ellátása során az útügyi mőszaki elıírásban foglaltakat meg kell tartani. Jelen útügyi mőszaki elıírást az országos közutak kezelıi – a tevékenységükre vonatkozó éves szerzıdés szerint – 2005. május 1-jétıl alkalmazzák. Az útügyi mőszaki elıírás alkalmazása a helyi közutak, továbbá a közforgalom elıl el nem zárt magánutak tekintetében ajánlott és indokolt. Az útügyi mőszaki elıírásban foglaltaktól az országos közutak esetében csak az elıírások alóli felmentés alapján szabad eltérni. A felmentést a mőszaki elıírás alkalmazása elıtt a Gazdasági és Közlekedési Minisztérium Közúti Közlekedési Fıosztályától kell kérni. A kérelmet az Állami Közúti Mőszaki és Információs Közhasznú Társasághoz kell benyújtani. Ezen útügyi mőszaki elıírás a Dinamikus tömörség- és teherbírásmérés könnyő ejtısúlyos berendezéssel megnevezéső, ÚT 2-2.124:2003 számú útügyi mőszaki elıírást hatálytalanítja.

Budapest, 2005. március 15.

Gazdasági és Közlekedési Minisztérium Közúti Közlekedési Fıosztály



3

ÚT 2-2.124


TARTALOM 1. AZ ALKALMAZÁS FELTÉTELEI.................................................................................................................5 2. FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK................................................................................................................5 2.1. Dinamikus teherbírás (teherbíró képesség) .....................................................................................5 2.2. Dinamikus modulus ..........................................................................................................................5 2.3. Behajlás (süllyedési amplitúdó) ........................................................................................................5 2.4. Teherbírásmérés ..............................................................................................................................6 2.5. Statikus teherbírásmérés..................................................................................................................6 2.6. Statikus teherbírási modulus ............................................................................................................6 2.7. Dinamikus teherbírás- és tömörségmérés .......................................................................................6 2.8. Könnyő ejtısúlyos mérıberendezés ................................................................................................6 2.9. Mérıeszköz alkalmassági vizsgálat (saját ellenırzés).....................................................................6 2.10. Mérési adatok ...................................................................................................................................6 2.11. Mérési eredmény..............................................................................................................................6 2.12. Mérıhely ...........................................................................................................................................6 2.13. Dinamikus tömörségmérés...............................................................................................................6 2.14. Relatív tömörség ..............................................................................................................................7 2.15. Nedvességkorrekciós tényezı..........................................................................................................7 2.16. Dinamikus tömörségi fok ..................................................................................................................7 2.17. Ejtés..................................................................................................................................................7 2.18. Sorozat .............................................................................................................................................7 3. A VIZSGÁLATI MÓDSZER ..........................................................................................................................7 4. A VIZSGÁLAT ESZKÖZEI ...........................................................................................................................8 4.1. Mérıkészülék....................................................................................................................................8 4.2. Tartozékok ......................................................................................................................................10 4.3. Mintavételi eszközök ......................................................................................................................10 4.4. Anyagok..........................................................................................................................................10 5. VIZSGÁLATOK...........................................................................................................................................12 5.1. A mérés helyének elıkészítése......................................................................................................12 5.2. A mérıeszköz elıkészítése méréshez...........................................................................................12 5.3. A dinamikus teherbírásmérés végrehajtása ...................................................................................13 5.4. A dinamikus tömörség- és teherbírásmérés végrehajtása.............................................................14 6. MÉRÉSI EREDMÉNYEK ............................................................................................................................14 6.1. Behajlás, süllyedési amplitúdó .......................................................................................................14 6.2. Dinamikus teherbírási modulus ......................................................................................................15 6.3. A dinamikus tömörségi fok .............................................................................................................16 7. VIZSGÁLATI JEGYZİKÖNYV ..................................................................................................................17 7.1. Tartalmi követelmények..................................................................................................................17 MELLÉKLET ....................................................................................................................................................19 M.1. A könnyő ejtısúlyos mérıberendezés kalibrációja ........................................................................19 FÜGGELÉK ......................................................................................................................................................20 F.1. A számításokban alkalmazott kifejezések ......................................................................................20 F.2. Mőszaki követelmények .................................................................................................................20 F.3. A nedvességkorrekciós tényezı számítása és alkalmazása .........................................................20 A szövegben említett magyar nemzeti szabványok és útügyi mőszaki elıírások...................................24

4



ÚT 2-2.124

1.

AZ ALKALMAZÁS FELTÉTELEI

Az ejtısúlyos teherbírásmérı berendezések üzembe állításával a hazai közúthálózaton a statikus mérések mellett megkezdıdtek a dinamikus teherbírásmérések is (ÚT 2-2.117 Dinamikus teherbírásmérés, ÚT 2-2.119 Teherbírásmérés könnyő ejtısúlyos berendezéssel). A KUAB típusú vontatott ejtısúlyos teherbírásmérı berendezés nem, vagy csak költséges elıkészítı munka után alkalmas a földmővek és alaprétegek teherbírásának meghatározására. A KUAB berendezés nem alkalmas a kis területő javítások, talaj-, illetve alaprétegcserék, vagy vonalas létesítmények bontásánál a közmő feletti visszatöltés, alapréteg stb. teherbírásának gyors, roncsolásmentes helyszíni vizsgálatára. Erre a célra a kézi könnyő ejtısúlyos berendezés alkalmas, amelynél a vizsgálati körülményekre és a berendezésre vonatkozó követelményeket az elvárásokhoz illesztve szabályozni szükséges. A már jelentısnek mondható külföldi és hazai mérési tapasztalatok, valamint összehasonlító vizsgálatok azt mutatták, hogy a könnyő ejtısúlyos teherbírásmérés dinamikus teherbírási modulusa az MSZ 2509-3 szerinti statikus tárcsás mérés E2 modulusánál érzékenyebb és jól használható az építési gyakorlatban. A dinamikus mérések modulusa a statikus mérés teherbírási modulusával közvetlen összefüggésbe a talajoknál sem hozható, így általános összefüggés egységesen nem adható. Minden talajfajtára, szemcsés pályaszerkezeti rétegre, minden esetben külön-külön lehet az anyag típusára, körülményekre jellemzı határértéket meghatározni, párhuzamos E2 mérésekkel. A talaj-, illetve anyagfajta meghatározásának elsı lépése a reprezentatív helyszíni mintavétel. Az anyag laboratóriumi vizsgálata a tömörségméréshez feltétel, a teherbírásméréshez minden olyan esetben ajánlott, amikor annak fajtája a helyszínen egyértelmően nem határozható meg. A dinamikus tömörségmérés vibrációs vagy ejtısúlyos tömörítési módszerrel mérhetı. Jelen mőszaki elıírás szerint 163 mm átmérıjő mérıtárcsával kialakított dinamikus mérıberendezés alkalmas a réteg Proctormunkával megegyezı helyszíni tömörítésére, ilymódon egy mérıberendezéssel mind a dinamikus tömörségi fok, mind a dinamikus teherbírás meghatározható. Ezzel a módszerrel a két legfontosabb minıségi paraméter egyidejő mérési lehetısége biztosított, nagy segítséget jelentve a gyártásközi minıség-ellenırzésben. A dinamikus tömörség- és teherbírásvizsgálatnál feltétel a vizsgált réteg homogenitása, az eredményének értékelésekor pedig fontos információt jelent a vizsgált réteg vastagságának, valamint az alatta fekvı réteg(ek) anyagának (anyagainak) ismerete.

2.

FOGALOMMEGHATÁROZÁSOK

2.1.

Dinamikus teherbírás (teherbíró képesség)

Jelen elıírás szempontjából legfeljebb 30 cm vastag szemcsés réteg vagy földmő azon tulajdonságát jelenti, amellyel képes a rövid ideig tartó dinamikus terheléssel szembeni ellenállásra, adott talajfizikai paraméterek (víztartalom, szemeloszlás, belsı súrlódás) mellett.

2.2.

Dinamikus (teherbírási) modulus

Dinamikus terhelés hatására, meghatározott ütésszámnál létrejövı süllyedési amplitúdóból, a Poissontényezı és a terhelıtárcsa-átmérı figyelembevételével, a Boussinesq-képlettel számított, teherbírást jellem2 2 zı paraméter. Jele: Ed, illetve Edvég, mértékegysége MPa, N/mm , vagy MN/m .

2.3.

Behajlás (süllyedési amplitúdó)

Egy adott pontban, meghatározott terhelési körülmények (terhelés, terhelési idı) között mért függıleges elmozdulás, amely a dinamikus mérés során jellemzi a vizsgált anyagréteg függıleges irányú alakváltozását. Jele: s, 0,01 mm



5

ÚT 2-2.124

2.4.


Teherbírásmérés

A teherbíró képesség mérésének elméleti megfontolások alapján kialakított eljárási módszere, mely a réteg felszínén alkalmazott terhelés hatására bekövetkezı behajlás (alakváltozás) mérésével történik.

2.5.

Statikus teherbírásmérés

A földmő, altalaj, vagy pályaszerkezeti rétegek MSZ 2509-3 szerinti statikus teherbírási modulus meghatározására szolgáló helyszíni vizsgálati eljárás fokozatos és lassú terheléssel, mely alatt a konszolidáció jelentıs része lezajlik.

2.6.

Statikus teherbírási modulus

Az MSZ 2509-3 szerinti helyszíni vizsgálattal, merev tárcsamodell szorzóval, a Boussinesq-képlettel megha2 tározott modulus a második nyomás-alakváltozás görbe adataiból számítva. Jele: E2, MPa, vagy N/mm .

2.7.

Dinamikus teherbírás- és tömörségmérés

A dinamikus teherbírási modulus és a dinamikus tömörségi fok meghatározására elméleti megfontolások alapján kialakított helyszíni vizsgálati eljárás ütésekkel, gyors terheléssel, jelen elıírás szerinti mérıberendezéssel.

2.8.

Könnyő ejtısúlyos mérıberendezés 2

2

A dinamikus tömörségi fok (Trd, %) és a dinamikus teherbírási modulus (Ed, MPa, N/mm vagy MN/m ) meghatározására alkalmas jelen elıírás szerinti kézi berendezés, amelynél terhelést közvetítı acéltárcsára adott magasságból, adott tömegő ejtısúlyt a megfelelı számban leejtenek.

2.9.

Mérıeszköz alkalmassági vizsgálat (saját ellenırzés)

Eljárás annak megállapítására, hogy a mérıeszköz alkalmas-e a jelen vizsgálati elıírás szerinti hibahatáron belüli mérésre.

2.10. Mérési adatok A helyszíni mérés során a gyorsulásmérésbıl meghatározott alakváltozási értékek, adott mérési körülmények között, egy mérési sorozat végrehajtása során.

2.11. Mérési eredmény Azonosított feltételek mellett a mérési adatokból képzett, megbízhatósági tartománnyal vagy a mérési hibával megadott tőréső érték, mértékegységgel.

2.12. Mérıhely A vizsgálati követelmények szerint elıkészített, mérésre kijelölt hely, ahol a mérés elvégzésre kerül.

2.13. Dinamikus tömörségmérés A süllyedési amplitúdóval jellemzett, térfogatváltozás mérésén alapuló vizsgálati módszer, melynél a Proctortömörítési munkának megfelelı 18 ütéses sorozattal hajtják végre a helyszíni tömörítést.

6



ÚT 2-2.124

2.14. Relatív tömörség Adott mérési helyen, adott víztartalom mellett, rögzített tömörítési munkával elérhetı legnagyobb tömörség viszonya az eredeti tömörségi állapothoz képest, melyet az ütések miatt elszenvedett tömörödés alakváltozási görbéjébıl határozunk meg. A relatív tömörség mindig a tömörségi fok és a nedvességkorrekciós tényezı hányadosa. Jele: TrE, %

2.15. Nedvességkorrekciós tényezı 1,00-nél kisebb vagy egyenlı dimenzió nélküli szám, a módosított Proctor-vizsgálattal meghatározott sőrőséggörbén a mérés helyén mért természetes víztartalomra (wt) leolvasott testsőrőség (ρdi) és a Proctorvizsgálat során meghatározott legnagyobb száraz testsőrőség (ρdmax) hányadosa. Anyagtípusra jellemzı érték, mely a víztartalom változása függvényében, a laboratóriumban elvégzett alkalmassági vizsgálatból elıre meghatározható és táblázatosan, vagy grafikusan megadható. Jele: Trw

2.16. Dinamikus tömörségi fok A relatív tömörség (TrE) és a nedvességkorrekciós tényezı (Trw) szorzata, ekkor az adott nedvességtartalmú réteg relatív tömörségi fokát az optimális víztartalom mellett létrehozható legnagyobb tömörségre számítják. Az ÚT 2-3.103 szerinti izotópos tömörségmérésnél meghatározott tömörségi fokkal (Trp) számszakilag egyezı érték. Jele: Trd, %

2.17. Ejtés A könnyő ejtısúlyos mérıberendezés ejtısúlyának szabályozott módon történı egyszeri leejtése. Az ekkor mért süllyedési amplitúdókat (sij) és tárcsasebességet (vij) az i = sorozat melletti j = 1–3 indexszel azonosítjuk. Az elsı ejtés süllyedési amplitúdója: s01, mm.

2.18. Sorozat A könnyő ejtısúlyos mérıberendezés ejtısúlyának három egymást követı ejtése, melyet a mérımőszer átlagolva is kijelez. A mért süllyedési amplitúdókat (sij) és tárcsasebességet (vij) i = 0–5 sorozatindexszel azonosítjuk. Az eredmények számítása során átlagoljuk, melyet a sorozat indexe melletti á betővel jelölünk. A második sorozat süllyedési amplitúdóinak átlaga: s1á, mm.

3.

A VIZSGÁLATI MÓDSZER

A vizsgálat során adott magasságból, ismert tömegő testet csillapítórugó közvetítésével egy adott átmérıjő merev tárcsára ejtenek. A terhelıtárcsa középpontja alatt mérik a dinamikus terhelés hatására keletkezı függıleges irányú elmozdulást, a süllyedési amplitúdót. 10 kilogrammos ejtıtömeg és 72 cm ejtésmagasság esetén 7065 N dinamikus terhelı erı adódik át a tárcsára, amely megfelelı rugóállandó, 163 mm tárcsaátmérı esetén 0,3 MPa dinamikus nyomásnak (pdin) felel meg. Az ejtési tömeget és magasságot berendezésenként, az adott rugóállandó és ejtısúly tömegének tőréshatárok közötti megválasztásával, a dinamikus terhelési nyomás elıírt értékéhez kell megválasztani. Az alakváltozást jellemzı süllyedési amplitúdók második mérési sorozatából meghatározható a dinamikus 2 teherbírási modulus: Ed, illetve a hatodik mérési sorozatból a végmodulus Edvég, mértékegysége MPa, N/mm 2 vagy MN/m . A számítás feltételezi, hogy a terhelıtárcsa terhelése a rugalmas, homogén, izotrop féltérre adódik át. A számítást az anyagra jellemzı Poisson-féle tényezı és a Boussinesq-féle merev vagy hajlékony tárcsaszorzó jellemzı értelemszerő megválasztásával kell végezni. Az alakváltozást jellemzı süllyedési amplitúdók hat mérési sorozatából meghatározható a dinamikus tömörségi fok (Trd). A számítás feltételezi, hogy a nem összenyomható szilárd anyagból álló szemcsés réteg háromfázisú (levegı + szilárd rész + víz), nem telített és a vizsgálat során végzett tömörítés során is az marad.



7

ÚT 2-2.124


A számítás figyelembe veszi, hogy az optimális víztartalomnál a legjobb a tömöríthetıség, attól eltérı esetben a nedvességkorrekciós tényezıvel (Trw ≤ 1,00) számítható módon csökken. A helyszíni dinamikus tömörségmérés a Proctor-munkavégzésnek megfelelı helyszíni tömörítés során létrejött tömörödési görbe meghatározásán alapul, melybıl a relatív tömörség és a tényleges víztartalom ismeretében a dinamikus tömörségi fok számítható. A tömörödési görbe jellege a réteg elızetes gépi tömörítésének hatékonyságától függı, a tömörítetlen állapot és a teljesen tömörített állapot közötti. A relatív tömörség megmutatja továbbá azt is, hogy az adott nedvességtartalom mellett további tömörítés még végezhetı-e, emiatt ideális eszköz mind a kivitelezık, mind a mőszaki ellenırök kezében, a gyártásközi minıségellenırzésben.

4.

A VIZSGÁLAT ESZKÖZEI

4.1.

Mérıkészülék

Mechanikus kézi terhelıberendezésbıl, terhelıtárcsából, annak középpontjában elhelyezett mérıegységbıl és a mérést vezérlı-adattároló egységbıl áll (1. ábra).

1. ábra – Könnyő ejtısúlyos mérıberendezés elvi rajza

4.1.1. Mechanikus terhelıberendezés A mechanikus terhelıberendezés ejtısúlyból és vezetırúdból áll. A berendezés ≥ 0,3 MPa nagyságú dinamikus terhelés (pdin) elıállítására szolgál, ezért úgy kell kialakítani, hogy méréskor az ejtısúly a kalibrálás során meghatározott magasságból leejtve szabadon essen, és a tányérrugón keresztül adott terhelési idıtartam alatt, a megfelelı dinamikus terheléshez szükséges terhelıerıt biztosítson. Az ejtıtest esésének központosságát a vezetırúd biztosítja. A kalibrált ejtési magasságot az ejtısúly felett kialakított felsı ütközın

8



ÚT 2-2.124

elhelyezett rögzítı/kioldó szerkezetet a rögzítıbilincs helyzetével kell biztosítani. Az ejtısúly kézi emeléséhez annak átmérıjét meghaladó körfogantyúval, a szállítás során történı rögzítéséhez pedig szállításvédelemmel kell ellátni. Ejtı test tömege:

m = 11 ±1 kg

Ejtési magasság:

h = kalibrálás szerint (72 ±5 cm)

Terhelési idıtartam:

t = 18 ±2 ms legyen.

4.1.2. Terhelıtárcsa A terhelıtárcsa középpontjában kell elhelyezni a mérı- és központosító egységet. A dinamikus terhelés átadása beépített központosító golyón keresztül történjen. A terhelıtárcsán a kézi szállításra alkalmas fogantyú, a központosító tömbben a jeladó részére mérıüreg legyen kialakítva.

4.1.3. Az elmozdulás meghatározása A tárcsa süllyedési amplitúdóját arra alkalmas módszerrel, legalább 0,01 mm pontossággal kell meghatározni a terhelés idıtartama alatt. Ennek meghatározására alkalmas módszer egyike lehet a terhelıtárcsa mérıüregébe telepített gyorsulásérzékelı. A függıleges irányú alakváltozást ez esetben az idı és a gyorsulás mérésével kell meghatározni. Az elmozdulás mért adatait a vezérlı-adattároló egységhez kell továbbítani.

4.1.4. Vezérlı-adattároló egység A vezérlı-adattároló egységet úgy kell kialakítani, hogy a mérés adatait folyamatosan, automatikusan regisztrálja, rendelkezzen a méréshez szükséges kezelıgombokkal, üzemmódkapcsolókkal, kijelzıvel és adattárolóval, nyomtató- és a kiolvasáshoz szükséges számítógépes csatlakozással. A mőszer kijelzıjén méréskor jelenjenek meg a mérési utasítások, a mért adatok egy sorozatra, a hibajelek, a tápfeszültség töltési szintje és egyéb, az üzemeltetésre szolgáló tájékoztató adatok. A berendezés rendelkezzen belsı órával és a mőködéshez szükséges saját tápfeszültséggel, akkumulátorral. A mérı-vezérlı egység mőködését és mőködtetését gépkönyvben, vagy üzemeltetési útmutatóban a gyártónak (forgalmazónak) kell megadni, mely legalább a következıket kell tartalmazza: • berendezés beüzemelése • vezérlıegység kezelése, funkciók, csatlakozások • üzemmódok: • ellenırzı üzemmód • mérı üzemmód • kalibráló üzemmód • nyomtató üzemmód • adatátviteli üzemmód • üzemmódok mőködése, lefolyása • berendezés tárolása, karbantartása • a mőszer kalibrációja és mérési pontossága. A vezérlıegységnek a mért adatokból az eredmény és grafikonok számítását és tárolását is el kell végezni. Biztosítani kell a lehetıséget a tárolt vizsgálati adatok helyszínen történı kinyomtatására, illetve az adattárolóból PC-re történı felküldésére.

4.1.5. Nyomtató Az adatok helyszíni kinyomtatására szolgáló egység, mellyel a vezérlı-adattároló egységrıl lehet a helyszínen adatokat kinyomtatni. A nyomtatás tartalmi követelményei: • azonosító adatok • mérımőszer száma • mérés száma • dátum. Dinamikus teherbírásmérésnél fentieken túlmenıen:



9

ÚT 2-2.124


• • • • • • • •

a választott terhelési szint: p, MPa választott tárcsamodell (merev, hajlékony tárcsa a Boussinesq-modell szerint) út–idı grafikonok az s11, s12 és s13 méréseknél Poisson-féle tényezı (MSZ 2509-3 szerinti értelmezésben) µ = 0,3–0,4–0,5, ha választható egyedi mért értékek számszerően az alakváltozások: s11, s12, s13 maximális terhelıtárcsa-sebesség: v11, v12, v13, mm/s átlagértékek: s1á és v1á, 0,01 mm s • eredmény: 1á hányados v1á 2 2 • eredmény: Ed dinamikus modulus, MPa, N/mm vagy MN/m .

Dinamikus tömörségmérésnél az azonosító és teherbírási adatokon túlmenıen: • nedvességkorrekciós tényezı: Trw • egyedi értékek: s01, s53 • átlagértékek: s0á, s1á, s2á, s3á, s4á, s5á • süllyedési amplitúdók az ütések számának arányában (tömörödési görbe) • eredmény: relatív tömörségi fok, TrE, % • eredmény: dinamikus tömörségi fok, Trd, %. A nyomtatványon helyet kell biztosítani a helyszíni kézi feljegyzések számára, mint: • a projekt neve • mérési hely azonosítása (km-szelvény, oldal, méter) • a vizsgált réteg • mérıszemélyzet neve, vagy kódja • idıjárás • egyéb megjegyzés részére.

4.2.

Tartozékok

A mérıüzem biztosításához, nagyobb tömegő mérések elvégzéséhez, az adatok átviteléhez legalább a következı tartozékok biztosítása szükséges: • tartalék akkumulátor • hálózati töltıberendezés és csatlakozó • tápfeszültség-csatlakozó, 12 V-os • adatátviteli csatlakozókábel (ha kell) • nyomtatókábel (ha kell) • nyomtató és papír.

4.3.

Mintavételi eszközök

A mérési hely elıkészítéséhez, kialakításához, és a vizsgált réteg anyagtípusának, vastagságának meghatározásához szükséges helyszíni mintavétel eszközei a következık: • lapát • ásó • mőanyag zsák (talajminta vételéhez) • légmentesen zárható edény (víztartalom meghatározásához) • lehúzóléc (az egyenletes felület biztosításához) • mérıszalag.

4.4.

Anyagok

A vizsgálathoz szükséges anyagok a következık: • kiegyenlítı homok, kb.10 kg • tartalék papírtekercs a nyomtatóhoz.

10



ÚT 2-2.124

4.5.

A mérıkészülék üzemmódjai

A mérıkészülék üzemmódjait és leírását a gyártó (forgalmazó) által készített üzemeltetési útmutatónak kell tartalmaznia. Minimálisan az alábbi üzemmódok üzemelésének biztosítása szükséges.

4.5.1. Mérı üzemmód 4.5.1.1. Teherbírás-mérési üzemmód A teherbírásmérések rutinszerő végrehajtására szolgál a mérési helyen. A mérés során háromejtéses elıterhelés után, háromejtéses dinamikus terhelésbıl, átlagképzéssel kerüljön meghatározásra a dinamikus modulus értéke, legalább az alábbi mért értékek kijelzésével a vezérlı-adattároló egységen: • egyedi értékek: s11, s12, s13 alakváltozások 0,01 mm pontossággal • süllyedési amplitúdók átlagértéke: s1á, mm, 0,01 mm pontossággal 2 2 • dinamikus modulus: Ed, MPa, N/mm vagy MN/m , 0,1 mm pontossággal. A vizsgálathoz elıírt három dinamikus terhelésnél a mérıkészülék a terhelıtárcsa út–idı süllyedési görbéjét folyamatosan rögzítse.

4.5.1.2. Tömörség- és teherbírás-mérési üzemmód A mérés során mind a 18 ejtésnél meg kell határozni a süllyedési amplitúdókat. Mivel az elsı hat ejtés a teherbírásméréshez is szükséges, ezért a 4.5.1.1. ponttal egyezıen az elsı három ejtés elıterhelésnek, a következı három ejtés dinamikus terhelésnek minısül, majd további 12 ütés szükséges a dinamikus tömörségi fok meghatározásához. A mért értékekbıl matematikai átlagképzéssel kerüljön meghatározásra sorozatonként az átlagos süllyedési amplitúdó, ebbıl a dinamikus modulus értéke, a relatív tömörségi fok és a dinamikus tömörségi fok, legalább az alábbi mért értékek kijelzésével a 4.5.1.1. ponttal egyezıen, továbbá: • egyedi értékek: s01, alakváltozás 0,01 mm pontossággal • süllyedési amplitúdók átlagértékei: s0á, s1á, s2á, s3á, s4á, s5á mm, 0,01 mm pontossággal • relatív tömörségi fok: TrE, %, 0,1 pontossággal • nedvességkorrekciós tényezı: Trwi, 0,01 pontossággal (választott érték) • dinamikus tömörségi fok: Trd, %, 0,1 pontossággal A vizsgálat alatt az s11, s12, s13 három dinamikus terhelésénél a terhelıtárcsa út–idı süllyedési görbéjét a vezérlı-tároló egység folyamatosan rögzítse.

4.5.2. Kalibrációs üzemmód Saját ellenırzésre és a kalibrálásra alkalmazott üzemmód. Ebben az üzemmódban csak egy ejtés süllyedési amplitúdó mérése történik (nem készül átlagérték). A kalibrációs üzemmódban a kijelzın kiegészítésként jelenjen meg a terhelıtárcsa maximális süllyedési sebessége (v, mm/s), valamint a gyártó által elıírt ellenırizendı adatok, mint például a kalibrációs faktor és a gravitációtól közvetlenül függı mérési érték.

4.5.3. Nyomtató üzemmód A nyomtató üzemmódban kell biztosítani a mérési adatok helyszíni, közvetlen kinyomtatását. Ebben az üzemmódban a berendezés úgy mőködjön, mint a mérı üzemmódban.

4.5.4. Adatátviteli üzemmód Biztosítani kell, hogy a vezérlı-tároló egységbıl a mért adatok felvitele PC-re lehetséges legyen. Az adatátviteli üzemmód választásával a berendezéshez kapcsolható adatkábelen keresztül a mérés adatai további tárolásra, illetve feldolgozásra, PC-re átvihetık legyenek. A fenti általános elvek szerint kialakított vezérlı-tároló egység részletes kezelését és ismertetését a gyártónak (forgalmazónak) a mérıberendezéshez mellékelt használati utasításban, vagy üzemeltetési útmutatóban kell részleteznie, legalább az itt megadott szempontok szerint.



11

ÚT 2-2.124

5.


VIZSGÁLATOK

A teherbírásméréseknél is törekedni kell a vizsgálati hely anyagának elızetes vizsgálatára (Proctor, szemeloszlás, víztartalom). A mérés kézi technikáját a mérıszemélyzetnek el kell sajátítani, különös tekintettel a visszapattanó ejtısúly körfogantyújának balesetmentes és biztonságos megfogására és a súly rögzítésére. Alacsony dinamikus modulusoknál számítani kell arra, hogy az ejtısúly alig pattan vissza.

5.1.

A mérés helyének elıkészítése

A méréshez a vizsgálat helyét gondosan elı kell készíteni. Az elıkészített felületnek síknak, és az anyagrétegre jellemzınek és egyenletes textúrájúnak kell lennie. A felületre a terhelı tárcsának billenésmentesen kell felfeküdnie. Az elıkészített felület átmérıje a terhelıtárcsa átmérıjénél legalább 10 centiméterrel nagyobb és közel vízszintes legyen. Egyenetlen felületet lehúzóléccel, lemetszéssel kell síkra alakítani. Ha a földmő, illetve a vizsgálandó anyagréteg felülete laza, kiszáradt, repedezett vagy egyenetlen, akkor szükséges mértékig ezt az anyagot el kell távolítani és a mérés helyét az elıírt nagyságú területen így kell kialakítani. Fagyott, vagy inhomogén rétegen a mérés végrehajtása tiltott. Amennyiben a jó felfekvés más módon nem biztosítható, a felületen lévı egyenetlenségeket légszáraz MSZ 18 293 szerinti H 0/1 finom homokkal kell kitölteni. Az elıkészítés során törekedni kell arra, hogy a kiegyenlítı homok vastagsága ne haladja meg a hézagok kitöltéséhez feltétlenül szükséges mértéket. Csak a felület hézagait, egyenetlenségét töltse ki és biztosítsa a teljes felülető felfekvést. A felület elıkészítésének módját – amennyiben annak anyaga jelentısen eltér a vizsgált szerkezet anyagától – a mérési jegyzıkönyvben fel kell tüntetni.

5.2.

A mérıeszköz elıkészítése méréshez

5.2.1. A mőszer felkészítése A mérıberendezés alkalmasságának ellenırzését, és a mérésre való felkészítését a napi mérési feladatok elıtt az alábbi szempontok betartásával kell elvégezni: • a mechanikus terhelıberendezés mőködésének ellenırzése (kioldószerkezet, vezetıcsı, szállításvédelem, tisztítás és szilikonos kenés) • az ejtısúly szabad esésének ellenırzése • az elektronikus csatlakozók sértetlenségének vizsgálata • a csatlakozó kábelek épségének ellenırzése • a mérı-vezérlı egység akkumulátorának töltöttségi szintje. A mérıkészüléken ekkor kell elvégezni a saját ellenırzést, az 5.2.2. pont szerint. Abban az esetben, ha az ellenırzés során mechanikai sérülés, szorulás, vezetékszakadás, szennyezettség, korrózió jelei tapasztalhatók a hibát el kell hárítani. Amennyiben az akkumulátor töltöttségi állapot kijelzése kisebb 50 százaléknál, az akkumulátort fel kell tölteni, vagy ki kell cserélni. Nagyobb feladatok elıtt teljesen töltsük fel az akkumulátorokat.

5.2.2. Ellenırzı mérés (Teszt) A vizsgálati területen, jellemzı mérési helyen az elıkészített berendezést mérıüzembe kell helyezni. Három elıterhelı ejtés után, három mérıterhelést kell végezni. Ha a mérıterhelések során a kijelzın mérési hiba üzenet jelenik meg, mérési hiba állhat fenn. Amennyiben az ismételt mérés során újból megjelenik ez a kijelzés, akkor tisztázni kell, hogy az ok a készülék, vagy a vizsgált szerkezet hibája (igen alacsony teherbírású réteg). A készülék esetleges hibáját a helyszínen az alkalmassági vizsgálattal (M1.2. melléklet) lehet eldönteni. Amennyiben készülékhiba áll fenn, a mérést nem lehet megkezdeni. Hibátlan mérıberendezés esetén meg kell vizsgálni az egyedi értékek eltérését. Abban az esetben, ha ezek különbsége nem haladja meg az elıírt értéket, illetve a három ejtés grafikus rajzolata egymáshoz közeli, a mérés megkezdhetı.

12



ÚT 2-2.124

5.2.3. Dátumbeállítás A helyszíni nyomtatásokon a vizsgálat dátuma és ideje is kinyomtatásra kerül, ezért a mérés elıtt meg kell gyızıdni ezen adatok helyességérıl. Errıl az 5.2.2. pont szerinti ellenırzı mérés során célszerő megbizonyosodni. Amennyiben a dátum és idı adatok nem pontosak, azok beállítását is el kell végezni, a berendezés kezelési, vagy üzemeltetési útmutatója szerint.

5.3.

A dinamikus teherbírásmérés végrehajtása

5.3.1. Mérés általános esetben A mérıhely elıkészítése után a mérıberendezést az alábbiak szerint kell elhelyezni: • a terhelıtárcsa elhelyezése az elıkészített felületre, határozott mozdulattal, nem leejtve, jobbra–balra 90°-os elforgatással, billenésmentes felfekvést biz tosítva • a terhelıtárcsa jeladójának összekapcsolása a vezérlıvel a mérıkábelen keresztül • a terhelıtárcsa központosító golyóra állítjuk a még rögzített ejtısúlyt • az ejtısúly szállításvédelmet biztosító csapjának kioldása • a terhelısúlyt felhúzása és rögzítése • a mérı-vezérlı egység mérıállásba kapcsolása.

5.3.2. A dinamikus teherbírásmérés mőveletei a) A mérési ponton három ejtéssel elıterhelést kell végezni (b–d). b) Az ejtısúlyt (ha nincs felemelve) ütközésig fel kell emelni és a rögzítıkarral rögzíteni. Ügyelni kell arra, hogy emelés közben a tárcsáról a központosító golyó fészkét ne emeljük fel és a tárcsát se mozdítsuk el. Az ejtısúly kioldószerkezethez való hozzákapcsoláskor mindkét kezünket egyszerre használjuk úgy, hogy a rögzítıelem bilincsére felülrıl feltámasztjuk két hüvelykujjunkat. Az ejtısúlyt közvetlenül az ütközıig kell felemelni addig, hogy az a rögzítıt érintse. Az ejtısúlyt lassan feljebb húzva, a rögzítı/kioldószerkezet a súlyt megfogja. A túl gyors, hirtelen megemelés hibás méréshez vezethet. c) A vezetıcsı közel függıleges beállítása mellett az ejtısúlyt ki kell oldani, visszapattanása után a körfogantyút elkapva és megemelve ismételten a rögzítı berendezésbe fogni. d) A harmadik elıterhelés után második sorozatként három mérıejtés következik (f–j). e) Az elıterhelések adatait nem szükséges tárolni. Ha a vezérlıberendezés még nem lett volna bekapcsolva, ilyenkor be kell kapcsolni. f) A vezetıcsövet függıleges helyzetben a terhelıtárcsára finoman rá kell nyomni és az ejtısúlyt ki kell oldani, visszapattanás után felemelve ismét befogni. Elınyös, ha a vezérlıkészülék hangjelzéssel is jelzi, ha felkészült a következı ejtésre. Ejtés után meg kell gyızıdni arról, hogy a vezérlıegység a mérést elfogadtae, nem kell-e azt megismételni. A kijelzın a mért süllyedési amplitúdó jelenjen meg: s11 g) Újabb ejtés után az ejtısúlyt elkapva és felemelve rögzítjük. A kijelzın jelenjen meg a mért újabb süllyedési amplitúdó: s12 h) Utolsó ejtés után az ejtısúlyt elkapva, finoman helyezzük alsó állásba. A kijelzın most mindhárom süllyedési amplitúdó és ezek átlaga is leolvasható kell legyen: s11, s12, s13 és s1á Amennyiben az egyes süllyedési amplitúdóértékek jelentısen eltérnek az átlagtól, a mérést meg kell ismételni. Ha elfogadjuk, akkor a dinamikus teherbírásmérés befejezıdött. i) A kijelzın a süllyedési amplitúdók átlagértéke mellett ekkor a dinamikus modulus értéke is kerüljön kijelzésre, a mérés számával. A mérés sorszáma a mérés jelölésére szolgál, mérésenként automatikusan eggyel növekedjen. j) A mérési adatok szükség esetén legyenek kinyomtathatók. A mérés befejezése után a mérı-vezérlı egységet ki kell kapcsolni, az ejtısúlyt a szállításhoz biztosítani kell. Ilyenkor kell a kiegészítı és azonosító adatokat is feljegyezni, célszerően a nyomtatott eredmények mellé. k) A mérıberendezést a következı mérıhelyre kell vinni, a súlypontban elhelyezett fogantyúkkal, két kézben szállítva. Ügyeljünk arra, hogy a központosító rúd szára ne ütıdjön semmihez, ne sérüljön a szállításkor.



13

ÚT 2-2.124


l) Amennyiben egy ejtés végrehajtása után a kijelzın hibaüzenet jelenik meg, az ejtést újra el kell végezni. A behajlási amplitúdó jelentıs eltérése esetén a mérést nem lehet folytatni. A hibát okozhatja a terhelıtárcsa, vagy az ejtısúly központosításának bemozdulása is. Amennyiben az ejtések ismétlése után a hibajelzés folyamatosan jelentkezik, akkor az a mért anyag miatt van, a jeladó, a csatlakozó, esetleg a kábel hibája állhat fenn. A készülékhiba okának felderítéséhez célszerő az alkalmassági vizsgálatot (M1.2. melléklet) elvégezni.

5.3.3. Helyszíni mérés különleges körülmények között Különleges körülményt jelent a munkaárokban, részleges visszatöltések felületén, lejtıs felületen végzett mérés. Ezekben az esetekben a mérés során kiemelt figyelmet kell fordítani a balesetvédelmi óvó rendszabályokra (omlásveszély, közlekedés). Mérni csak ott lehet, ahol a biztonságos mérési feltételek biztosítottak. Lejtıs területen a vizsgálat végzésénél gondolni kell a terhelıtárcsa elcsúszására, elmozdulására, mérni csak a mérıhely közel vízszintes kialakításával lehet.

5.4.

A dinamikus tömörség- és teherbírásmérés végrehajtása

5.4.1. A dinamikus tömörség- és teherbírásmérés általános esete A berendezés elıkészítése az 5.3.1. ponttal azonos. A dinamikus tömörségmérés a teherbírásméréssel egy idıben történik, ezért az elıterhelésként leadott ejtések süllyedési amplitúdóját is mérni kell. A dinamikus teherbírásméréséhez szükséges második sorozat után további négy sorozat szükséges 3-3 ejtéssel. Ily módon összesen 18 ejtést kell végezni, valamennyinél meghatározva a süllyedési amplitúdót.

5.4.2. A mérés mőveletei Az elsı két sorozat (hat ejtés) mindegyikénél meg kell határozni a süllyedési amplitúdót. Ez a hat mérési adat egyben a dinamikus teherbírásméréshez is és a dinamikus tömörségvizsgálathoz is szükséges. A mérés végrehajtása az 5.3.2. pontban leírtakkal egyezı. A második sorozat után azonban további négy sorozatban három-három ejtést kell végezni a terhelıtárcsa elmozdítása nélkül. Az ily módon összesen 18 ejtéssel tömörített rétegre jutó munkavégzés ekkor a Proctor-vizsgálatnál alkalmazott tömörítı munka mennyiségével közel egyezı. A mérések közötti kijelzés és hibajelzés az 5.3.2. fejezettel egyezı azzal a különbséggel, hogy ejtési hiba esetén sohasem ismételhetı az ejtés, új mérıhelyen új felállás szükséges. Az ejtéseket folytatva, a vezérlı-mérı egység ugyanúgy sorozatonként jelezze ki a süllyedési amplitúdókat. Végül az összesen rendelkezésre álló mérések sorozata: sij, ahol i = 0–5 a mérési sorozatot, j = 1–3 az ejtések számát jelöli. Ezzel a 18 ütés során egyenként bekövetkezett süllyedési amplitúdók ismertté válnak. A mérési módszer feltételezi, hogy a mért süllyedési amplitúdók és a teljes alakváltozás közötti arány, mint anyagjellemzı egy mérési helyen állandó.

6.

MÉRÉSI EREDMÉNYEK

6.1.

Behajlás, süllyedési amplitúdó

A süllyedési amplitúdó a tárcsa süllyedésének mértéke, jele: sij, mm, ahol i = 0–5, azaz hat sorozatot, és sorozatonként j = 1–3 ejtést jelöl. Ejtésenként az egyedi értékeket is rögzíteni kell, vagy a vezérlıegységben tárolni kell. Az egyedi értékekbıl sorozatonként matematikai átlagot kell képezni. Az átlagok jele: siá, valamennyi három-három ejtés átlaga. A süllyedési amplitúdók és azok átlagos értékeit legalább 0,1 mm pontosan kell megadni.

14



ÚT 2-2.124

6.2.

Dinamikus teherbírási modulus 2

2

A dinamikus modulus (Ed, MPa, N/mm vagy MN/m ) értékét az alábbi képlettel kell számítani, az s11, s12 és s13 süllyedési amplitúdók számított s1á átlagértékébıl:

Ed =

c ⋅ (1 − µ 2 ) ⋅ pdin ⋅ r s1á

ahol: c

– Boussinesq-féle tárcsaszorzó (c = π/2 merev, c = 2 hajlékony)

s1á – tárcsa közepének átlagos függıleges elmozdulása, 0,01 mm

µ

– Poisson-tényezı (MSZ 2509-3 szerinti értelmezésben)

r

– terhelıtárcsa sugara, mm

pdin =

Fdin 2 2 – tárcsa alatti dinamikus terhelés nagysága, MPa, N/mm vagy MN/m A ahol: A – terhelıtárcsa felülete, mm

2

Fdin = 2 ⋅ m ⋅ g ⋅ h ⋅ K ahol: m – az ejtıtest tömege, kg g – nehézségi gyorsulás, m/s

2

h – ejtési magasság, m K – rugóállandó, N/m. Különleges dinamikus teherbírási modulus a végmodulus, mely a dinamikus tömörségvizsgálat végzése során teljesen betömörített réteg teherbírását jellemzi és értéke az Ed számítási képlettel, az s51, s52, s53, süllyedési amplitúdókból képzett s5á átlagértékébıl számítható. A dinamikus teherbírási modulus értékét egy tizedesre kerekítve kell megadni. A dinamikus modulus teljes értelmezhetısége érdekében az eredmény mellett meg kell adni, vagy fel kell tüntetni a képletben alkalmazott, választott c szorzót, illetve fel kell tüntetni az alkalmazott Poisson-tényezıt is.

6.2.1. Egyenértékő dinamikus modulus A mért eredményekbıl a valós c és µ tényezıkkel számított egyenértékő dinamikus modulust kell képezni, a valós µ és a valós tárcsaszorzó alkalmazásával. (Megjegyzés: Ha a berendezésnél a c = 2 és

µ = 0,4 tényezı rögzített, ezek eredményei is átszámíthatók) Egyenértékő dinamikus modulus csak egyforma tárcsamérető és dinamikus terheléső mérési eredményekbıl képezhetı:

EdE ,D, p = Ed ⋅ k µ ⋅ k c ahol:

kµ

– Poisson-tényezı miatti átszámítási szorzó, ha az a méréskor nem állítható be

kc

– tárcsamodell szorzó átszámítási szorzója, ha az a méréskor nem állítható be. Megjegyzés: Ha c = 2 és µ = 0,4 tényezı rögzített, akkor:

k µ = 0,923, µ = 0,3 szemcsés anyag esetén és k µ = 1,120,  µ = 0,5 kötött anyag esetén, k c = 0,785 Ha a mérés merev tárcsaszorzóval és valós µ mellett történt, akkor EdM,D,p = Ed



15

ÚT 2-2.124


Az egyenértékő dinamikus modulus értékét egy tizedesre kerekítve kell megadni. Teljes értelmezhetıség érdekében az eredmény mellett meg kell adni, vagy fel kell tüntetni a tárcsaátmérıt (pl. 163) és az alkalmazott dinamikus terhelést: pl. pdin = 0,35 MPa.

6.2.2. Mértékadó dinamikus modulus Joghatással járó mérések esetében egy méteren belül, egy idıben mért, legalább két egyenértékő dinamikus modulusból matematikai átlagot kell képezni, és a mértékadó dinamikus modulus értékét egész számra kerekítve kell megadni. Ha ezek eltérése az átlagtól nagyobb, mint az átlagérték 20 százaléka, akkor harmadik mérés bevonása is szükséges. A teljes értelmezhetıség érdekében az eredmény mellett meg kell adni, vagy fel kell tüntetni a tárcsaátmérıt és az alkalmazott pdin dinamikus terhelést is. Például: EdM,D,p = 24 MPa.

6.3.

A dinamikus tömörségi fok

A dinamikus tömörségi fokot a relatív tömörségbıl és a nedvességkorrekciós tényezıbıl számítjuk. A relatív tömörséget a 18 ütés során mért és a 6.1. pontban definiált süllyedési amplitúdók sij ≥ si , j +1 feltétel szerint

korrigált görbéjébıl kell meghatározni úgy, hogy a ∑ sij alakváltozást és az elsı süllyedési amplitúdót (s01 )

meg kell határozni. Az összes alakváltozás ∑ sij ahol i = 0 − 5 és j = 1 − 3 , egyedi süllyedési amplitúdók

összege, vagy ∑ sij = 3(s0á + s1á + s2á + s3á + s 4á + s5á )

Megjegyzés: Az elhelyezés bizonytalanságai miatt az elsı, mért s01 süllyedési amplitudót a szemilogaritmikus ábrázolású süllyedési görbe kezdeti linearitásával ellenırizni kell, illetve indokolt esetben az ennek megfelelı s01 értékkel kell helyettesíteni azt. Ha a harmadik sorozat utáni ejtések hármas mozgóátlagának és a mért süllyedési amplitúdó sorozat mozgóátlagának aránya > 0,98, akkor a tömörítés már a betömörített állapothoz igen közeli, ezért a többi, hátralévı érték az utolsó mérési pontok meredekségével, lineáris helyettesítéssel számítható. Ezeket a méréseket azonban azonosíthatóságuk érdekében külön jelöléssel kell ellátni és tárolni.

Az elsı süllyedési amplitúdóból és az összes alakváltozásból számítható a relatív tömörség (TrE), amely 18 ejtéssel közölt, Proctor-munkavégzésnek megfelelı tömörítési munka esetén:

s01 ∑ sij = 100 ⋅ s 1 − 53 18s53 1−

TrE

A relatív tömörséget egy tizedesre kerekítve kell megadni. A fajlagos alakváltozásból számított tömörségszámítási módszer igen érzékeny az elsı süllyedési amplitúdó (s01) mért értékére. A tömörségi fok minden tartományában kedvezı pontosságú másik, alternatív módszer a süllyedési amplitúdók különbségébıl számított relatív tömörség számítása:

TrE ,% = 100 − Φ ⋅ Dm ahol:

Φ –

a Proctor-vizsgálat Gd = constans modellbıl számított ∆Vmm − Trd ,% összefüggés lineáris együtthatója, mely általánosságban és jellemzıen 0,365 ± 0,025-nek vehetı,

Dm – deformációs mutató: Dm , mm =

[∑ Dk ⋅ (3 ⋅ i + j )]

i = 0 – 5 és j = 1 – 3 esetén, ahol Dk az egymást 18 követı korrigált süllyedési amplitúdók különbsége.

Megjegyzés: Gd = constans modell alatt az azonos száraztömegő mintákból különbözı víztartalmakkal készült, Proctor-próbatestek vizsgálatát értjük. A wopt-hoz tartozó legkisebb térfogat és a többi minta térfogata közötti különbség a ∆V, melynek alapterülettel osztott és a magasságkülönbséget jellemzı értéke a ∆Vmm.

16



ÚT 2-2.124

A dinamikus tömörségi fok (Trd, %) a relatív tömörség és a nedvességkorrekciós tényezı szorzata:

Trd = TrE ⋅ Trw = Trp

T − ∆  Pontosabb igény esetén Trd = TrE ⋅ Trwk , ahol Trwk =  rw   1− ∆ 

illetve

∆=

(s01 − s53 ) ∑ s ij

Az így kapott tömörségi fok az izotópos méréssel meghatározott tömörségi fokkal (Trp, %) egyezı. A nedvességkorrekciós tényezı számítása:

Trw =

ρ di

ρ dmax

A Trw nedvességkorrekciós tényezı a laboratóriumi Proctor-féle alkalmassági vizsgálatból meghatározott sőrőségarány. A ρdmax értékét az anyagminta legalább négypontos, MSZ 14 043-7 szerinti Proctoralkalmassági vizsgálatából; a ρdi értékét a Proctor-vizsgálati görbérıl kell leolvasni, a mérési hely anyagmintájának MSZ 14 043-6 szerinti víztartalmának (wt) ismeretében, melyet a helyszínen, vagy laboratóriumban kell meghatározni. Nagyobb munkánál, vagy nagy felületen alkalmazott anyagtípus (pl. védıréteg) esetén a Trw szorzó elıre, a víztartalomtól függıen táblázatosan elkészíthetı és a helyszínen azonnal alkalmazható. (F3. függelék)

6.3.1. Mértékadó tömörségi fok Joghatással járó mérések esetében egy méteren belül, egy idıben mért, legalább két dinamikus tömörségi fokból matematikai átlagot kell képezni és a mértékadó dinamikus tömörségi fok értékét egész számra kerekítve kell megadni. Példa: TrdM = 95% Ha a számításba bevont dinamikus tömörségi fok eltérése (∆Trd, %) az átlagtól nagyobb, mint 3,0%, akkor az átlag számításába újabb mérés bevonása is szükséges. Ha a dinamikus tömörség mérésekor a Dm deformációs mutató értéke > 3 és ugyanakkor a mért dinamikus modulus Ed < 10 MPa, akkor a mérési eredményt tájékoztató értéknek kell tekinteni, mert a helyi tömöríthetıség feltételei korlátozottan állnak fenn. Ekkor a vizsgált réteg tömörítıgépekkel sem tömöríthetı!

7.

VIZSGÁLATI JEGYZİKÖNYV

7.1.

Tartalmi követelmények

A vizsgálati jegyzıkönyvben fel kell tüntetni jelen mőszaki elıírás számát, a vizsgáló laboratórium azonosító adatait, mérési jogosultságát, továbbá: • a mérıberendezés típusát, gyári számát • az utolsó kalibrálás idıpontját • dátumot • a mérés helyét és azonosító adatait • a vizsgált szerkezet, földmő, réteg nevét • a mérés sorszámát • a kapcsolódó dokumentumok megnevezését (Proctor-sőrőségek, víztartalom) • a mérés egyedi adatait • a mérés átlag adatait • a vizsgálati részeredményt (dinamikus modulus, egyenértékő dinamikus modulus) • a mértékadó eredményt • a vizsgálat pontosságát, hibáját, vagy megbízhatóságát • a mérési bizonytalanságra való utalást • az eredményt befolyásoló idıjárási jellemzıket, és egyéb körülményeket • a vizsgálatot végzı személy nevét, aláírását és az aláírás dátumát • a vizsgálati jegyzıkönyv mőszaki tartalmáért felelıs személy nevét, aláírását és az aláírás dátumát.



17

ÚT 2-2.124


Tartalmazhatja továbbá: laboratórium munkamenetéhez szükségnek ítélt adatokat (munkaszám, mérıszemélyek kódja, lapszám, logó, cím, elérhetıség, telefon, fax, email). Megjegyzés: A vizsgálati jegyzıkönyvben fel kell tüntetni, hogy a vizsgálati eredmények csak a vizsgált mintákra vonatkoznak, a vizsgálati részadatokat a mérési lapok tartalmazzák, melyekbe a megrendelı bármikor betekinthet. A vizsgálati jegyzıkönyv csak teljes terjedelemben és csak a vizsgálólaboratórium írásbeli jóváhagyásával másolható. A vizsgálati jegyzıkönyv a vizsgálati eredménybıl eredı semmilyen tanácsot, minıségre való utalást vagy ajánlást nem tartalmazhat.

18



ÚT 2-2.124

MELLÉKLET M.1.

A könnyő ejtısúlyos mérıberendezés kalibrációja

M.1.1. Gyári kalibrálás A mérésre használt készülék kalibrált állapotú legyen. Kalibráció után a mechanikus terhelıberendezés és az elektromos mérıberendezés összehangolt egységet képez. A kalibráció adatait (ejtési magasság, tömeg, kalibráció dátuma) az ejtısúlyon kell feltüntetni. A berendezés ellenırzéséhez szükséges adatokat (K1, K2 és tőrése, ∆ kalibrációs faktor), valamint a kalibráció adatait a kalibrációs jegyzıkönyvnek tartalmaznia kell. A mérıberendezés beüzemeléskor ellenırizni kell a kalibráció során beállított, az adattáblán közölt elıírt ejtési magasságot. Az elektronikus gyorsulásmérıre vonatkozó kalibrációt a terhelıtárcsán elhelyezett mérıegységen is fel kell tüntetni. A terhelı- és gyorsulás- (süllyedésmérı) berendezést tízezer mérés elérése után, de legalább kétévenként a gyártó által kijelölt szakmőhelyben felül kell vizsgáltatni és erre jogosult kalibráló szervezettel kalibráltatni. Ennek idıpontját és az alkalmasságra való utalást a készüléken fel kell tüntetni. Javítás, vagy alkatrészcsere esetén a berendezést erre jogosult kalibráló szervezettel újra kalibráltatni kell.

M.1.2. Alkalmassági vizsgálat, saját ellenırzés M.1.2.1. Ellenırzés A mérıberendezést az 5.3.1. pontban leírtak szerint összeállítva, kalibrációs üzemmódba helyezzük. Ejtés nélkül a kijelzınek nulla értékeket kell jeleznie. Kontrollérték (alapállás): K1 = gyártó által megadott érték, megadott tőréssel. A terhelıtárcsa 180°-os átfordítása után a kijelzés Kontroll érték fordított állásban: K2 = K1 + ∆ legyen, melyet a gyártónak a használati és üzemeltetési útmutatóban, a kalibrálónak pedig a kalibrációs jegyzıkönyvben ±tőréssel kell megadnia. Amennyiben ez nem teljesül, a berendezés nem mőködıképes. Kalibrációs faktor: A kalibráció során beállított szám, melyet a gyártó a használati és üzemeltetési útmutatóban, a kalibráló pedig a kalibrációs jegyzıkönyvben ±tőréssel ad meg. Amennyiben ennek az értéknek a változása meghaladja a megadott határértéket, a készüléket ismét kalibrálni kell, mérésre alkalmatlan.

M.1.2.2. Egyedi mérés A mérıberendezés egyedi mérést végrehajtására is legyen alkalmas, a kalibrálás vagy a hitelesítés elvégezhetısége miatt. Ez a menü a mérési állapotból ne legyen elérhetı. Az ejtısúly leejtése után az egyedi mérési értékek adatai jelenjenek meg.

M.1.2.3. A mérési módszer megbízhatósága, pontossága A megbízhatóság és pontosság megállapításához a vonatkozó szabványban definiált ismételhetıségi szórás (sr) és a reprodukálhatósági szórás (sR) értékeinek megadása, vagy nagy mintaszám mellett statisztikai módszerekkel meghatározott vizsgálati megbízhatóság számítása szükséges. A mérés pontosságát minden kalibráció után újra kell számítani.

M.1.2.4. A könnyő ejtısúlyos mérıberendezés az elıírás szerinti mérésre alkalmas, ha a süllyedési amplitúdók: • ismételhetıségi szórása sr ≤ 0,8 • reprodukálhatósági szórása sR ≤ 1,2 • számított mérési hiba: A süllyedési amplitúdók mérésének 0,01 mm-es pontossága, a dinamikus terhelıerı mérésének 5 százalékos pontossága esetén a mérési hiba a mért Ed dinamikus modulus 5,2 százaléka.

A süllyedési amplitúdók mérésének 0,01 mm-es pontossága, a dinamikus terhelıerı mérésének 5 százalékos pontossága esetén a mérési hiba a mért dinamikus tömörségi fok Trd ±2,0%. A dinamikus tömörségi fok 3 hibája a Proctor-vizsgálat során meghatározott jellemzık legfeljebb ±0,15 g/cm mérési hibáival terhelt, ennél nagyobb sőrőségingadozás esetén a pontosság nagymintából számítandó.



19

ÚT 2-2.124


FÜGGELÉK F.1.

A számításokban alkalmazott kifejezések

A dinamikus teherbírási modulust a 6.2. pontban megadott képletbıl kell számítani. Alakváltozás mérése gyorsulásmérı alkalmazása esetén

s=

a 2 ⋅t 2

ahol: a

– a mért gyorsulás

t

– a mért idı

A relatív tömörséget (TrE , %), a nedvességkorrekciós tényezıt (Trw ), a dinamikus tömörségi fokot, (Trd , %) a 6.3. pontban megadott képletbıl kell számítani.

F.2.

Mőszaki követelmények

A mechanikus terhelıberendezés kialakításának követelményei: • az ejtısúly tömege (fogantyúval együtt): • a vezetırúd teljes tömege (tányérrugókból álló rugóelemmel) az ejtısúly szállításvédelmével, kioldószerkezettel és billenésvédelemmel: • dinamikus terhelés legalább: • terhelési idıtartam: A terhelıtárcsa kialakítási követelményei: • a terhelıtárcsa átmérıje: • a terhelıtárcsa vastagsága: • a terhelıtárcsa teljes tömege (mérıalagúttal az érzékelı beépítéséhez, hordozófogantyúkkal):

F.3.

legfeljebb 5 ±0,5 kg 0,3 MPa 18 ±2 ms 163 mm legalább 20 mm 15 ±1,5 kg

Alakváltozás mérésére alkalmazott gyorsulásmérı kötött mőszaki adatai: • a beépített gyorsulásfelvevı mérési tartománya: Egyéb alakváltozás-mérı és a gyorsulásmérı alkalmazása esetén: • mérési idıtartam: • feldolgozott mérési jel: • alakváltozás leolvasási pontossága: • kvarcóra pontossága: • alakváltozás leolvasási pontossága:

11 ±1 kg

0–50 g 18 ±2 ms legalább 25 jel/18 ms legalább 0,01 mm legyen legfeljebb ±1,5 s naponként legalább 0,01 mm legyen

A nedvességkorrekciós tényezı számítása és alkalmazása

A helyszíni dinamikus tömörségmérés elsı eredménye a relatív tömörség (TrE, %), mely azt mutatja, hogy a réteg milyen tömörségő, a tényleges víztartalom mellett elérhetı legnagyobb tömörséghez képest. A relatív tömörség méréséhez nem kell a nedvességkorrekciós tényezı. Új vizsgálati paraméter, mely a tömörítıeszközök hatékonyságának megítélésében jelentıs. Ismeretében eldönthetı, hogy az adott nedvességtartalom mellett további tömörítés még végezhetı-e a rétegen egyáltalán. A dinamikus tömörségi fok számításához a mért relatív tömörséget korrigálni kell, attól függıen, hogy a helyszíni víztartalom az optimálistól milyen mértékben tért el. Azt az arányt, mely a Proctor-vizsgálattal meghatározott, tényleges víztartalomhoz tartozó száraz sőrőség és az optimális víztartalomhoz tartozó legnagyobb száraz testsőrőség hányadosa, nevezzük nedvességkorrekciós tényezınek:

Trwi =

20

ρdi ρ dmax



ÚT 2-2.124

Trw < 1, kivéve wopt-nál, ahol Trw = 1,00 A Proctor-vizsgálat elvégzése tehát a dinamikus tömörségvizsgálathoz is szükséges, a Trwi − w i nedvességkorrekciós görbe, vagy táblázat számításához. Adott anyagra elıre meghatározandó a Trwi, legalább a wopt ±5 százalékos környékére egy százalékonként, az optimális víztartalomtól felfelé és lefelé is (leolvasva a Proctor-vizsgálat görbéjébıl az ezekhez tartozó sőrőségeket, elosztjuk a ρdmax sőrőséggel). Az anyagtípusonként így kiszámított Trwi értékek elegendık ahhoz, hogy a helyszínen, a tényleges víztartalom mérésével a tömörségméréshez alkalmazzuk. A dinamikus tömörség mérésekor mindig kell mintát venni a víztartalom laboratóriumi megállapítására. Igen elınyös, ha megfelelı mőszerrel a helyszínen meg tudjuk határozni a természetes víztartalmat (wt).

ρ dmax = 1,85g / cm3

Dunaharaszti homok

és

w opt = 9,9%

Száraz ág

Nedves ág wopt

–5%

–4%

–3%

–2%

–1%

0,956

0,973

0,989

0,995

1,000

1,000

+1%

+2%

+3%

+4%

+5%

0,997

0,989

0,962

0,940

0,892

A Trw nedvességkorrekciós táblázat meghatározása az MSZ 14 043-7 szerinti alkalmassági vizsgálattal, öt különbözı víztartalommal és legalább két, de lehetıleg inkább három párhuzamos mintán történjen, az S = 0,9 telítési vonalig terjedıen egyenletesen elosztott ∆w víztartalom-lépcsıkkel. A Proctor-görbe meghatározása a mért 10-15 Proctor-pontból másodfokú közelítı görbével történjen, a regresszió szorosságának ellenırzésével, nem pedig a pontok egyszerő összekötésével. Az így meghatározott görbe egyenletébıl ∆w = 1% lépcsınként kell a ρdi értékeket meghatározni és a ρdmax-hoz viszonyítva a nedvességkorrekciós tényezı értékét táblázatosan megadni. Megjegyzés: Proctor-görbe másodfokú paramétereinek matematikai meghatározása az S = 0,9 telítési vonalon felvett, a mért sőrőségeknél kisebb sőrőségértékő segédpontokkal javítható.

A Trw értékei a TrE = 100%-nak mért relatív tömörségnél pontosan a dinamikus tömörségi fok/100 értéket jelentik, azaz maximális TrE = 100% tömörítéssel wopt + 5% helyszíni víztartalomnál jelen példa szerint legfeljebb 89,2% tömörségi fok (Trd) érhetı el. Ha a mért relatív tömörség például w opt − 5% helyszíni víztartalomnál nem TrE = 100 % , hanem például

TrE = 96,2% volt, akkor a dinamikus tömörségi fok Trd , % = 0,956 ⋅ 92,0 lesz. A gépi tömörítés az optimális víztartalom felett a nedves ágban lényegesen nehezebb, melyet a Trw -értékek jól jeleznek és ezek elıre számíthatók. A nedves ágban további probléma lehet a tömörítéshez szükséges kellı levegıtartalom, mely a levegıtartalom/optimális levegıtartalom arányból jelezhetı és a telítettség, mely az alkalmassági vizsgálatból ρs ismeretében számítható. A tömörségi fok elıírt határértékébıl a kivitelezés során feltétlenül elérendı relatív tömörségi fok is számítható. Ilyenkor a gépi tömörítéssel ennek elérésére elegendı törekedni. Ha például a w opt − 3% helyszíni víztartalmat mértünk és Trp = Trd ≥ 95,0% tömörségi fok a minısítési követelmény, akkor ennek kielégítésé-

Trd 95,0 = ≥ TrE = 96,1% teljesülése szükséges. Ha ezt a kivitelezés során Trw 0,989 biztosítjuk, a minısítı tömörségmérések is megfelelık lesznek! re fenti példánkból számítva

A tömörítési munka várható hatékonyságát is elıre becsülhetjük a Trw nedvességkorrekciós tényezı ismeretében. Ha a helyszíni víztartalom (w t ) a fenti példát alkalmazva w opt + 4% , akkor TrE = 100 % , azaz ma-

ximális relatív tömörségre történt gépi tömörítés mellett is legfeljebb 100 ⋅ 0,940 = 94,0% = Trd tömörségi fokot tudunk elérni, azaz 95 százalékot semmiképpen! Ilyenkor vagy új anyagtípust kell választani, vagy a víztartalmat csökkenteni. A dinamikus tömörségmérési módszer és a nedvességkorrekciós tényezı fentiekben bemutatott alkalmazása nagyban segíti a tömörítési mód helyes megválasztását a kivitelezéskor, az anyag alkalmazhatóságát már az elızetes laboratóriumi alkalmassági vizsgálatkor, ezért a minıségbiztosítás hatékony eszköze lehet. Ehhez az amúgy is szükséges laboratóriumi Proctor-vizsgálaton túlmenıen, csak a helyi anyag (a szállított anyag) víztartalmának ismerete szükséges, ebbıl már a nedvességkorrekciós tényezı görbéje egyszerően



21

ÚT 2-2.124


(

)

és elıre számítható. A dinamikus tömörségi fok Trd ,% egyenértékő az izotópos méréssel meghatározott tömörségi fokkal, így az erre vonatkozó hagyományos minısítési követelményeket kell határértéknek tekinteni. A mérési módszer és elmélete végül segít egy új kivitelezıi szemlélet kialakításában és elterjesztésében, mert rávilágít az alkalmazott szemcsés anyagok nedvességtartalmának nagy fontosságára és a hengerlési munkával elérhetı, könnyen ellenırizhetı tömöríthetıségre. A berendezés alkalmazhatóságát nagyban segíti kis mérete, könnyő kezelhetısége. Környezetvédelmi és egészségügyi vonatkozásai miatt kiemelendı, hogy a módszer izotópforrás nélkül, környezetbarát módon használható.

F.4.

Számítások bemutatása

Az ajánlott számítógépes feldolgozás mellett egy példán bemutatunk egy számításmintát a dinamikus tömörség- és teherbírás mérésére. A mérésbıl származó, letöltött adatok (lásd 2. ábra): • készülék gyártási száma (Device Nr) • mérés száma (Measure Nr) • mérés idıpontja • mérı személyzet azonosítója (ID) • mérés típusa (BC) • Boussinesq-féle tárcsaszorzó (Model) • alkalmazott Poisson-tényezı (µ ) • a helyszínen alkalmazott Trw nedvesség korrekciós tényezı beütött értéke • dinamikus terhelı erı, N • tárcsa sugara, cm • s01–s53 a mérésbıl származó süllyedési amplitúdók (100 ⋅ mm dimenzióban) • v01–v536 a mérésbıl származó tárcsasüllyedések sebessége 2. ábra – A mérésvezérlıben tárolt, PC-re letöltött adatok STX Device Measure 2005. 01. 19 User Type Model Poisson Trw Fdin Radius s01= s02= s03= s11= s12= s13= s21= s22= s23= s31= s32= s33= s41= s42= s43= s51= s52= s53= ETX

22

Nr = Nr = 13:56:24 ID = = = = = = = 257 75 68 54 47 40 38 38 35 33 31 38 32 32 35 34 31 29

4080408 140 1 BC 1,571 0,3 0,998 7200 81,5 V01= V02= V03= V11= V12= V13= V21= V22= V23= V31= V32= V33= V41= V42= V43= V51= V52= V53=

409 181 157 152 135 124 129 124 118 116 124 126 124 106 113 115 123 119



ÚT 2-2.124

Dinamikus modulusok számítása A 2. ábra adatai szerint: µ = 0,3 (Poisson) és c = π / 2 (Model), r = 81,5 mm (Radius) Ebbıl:

Ed =

(0,54 + 0,47 + 0,40 ) , azaz E = 40,2 = 85,5 MPa C⋅µ , ahol C ⋅ µ = 40,2 és s1á = d 0,47 s1á 3

Ugyanígy:

Edvég =

C ⋅ µ 40,2  0,34 + 0,31 + 0,29  = = 129,7 MPa , ahol s5á =   = 0,31 mm s5 á 0,31 3  

Nedvességkorrekciós tényezı (Trw) számítása A helyszínen mért víztartalom kalibrált Trident T-90 mőszerrel: wt = 4,0% A Proctor-görbébıl számított

ρd

ρ d max

=

1,862 = 0,980 , ahol, a ρd a w = 4,0% -hoz tartozó térfogatsőrőség. 1,90

Ha a Trw-görbét (táblázatot) elızetesen már elkészítettük, akkor csak a w = 4,0% -hoz tartozó Trw = 0,980 értékét kell kiolvasnunk.

Relatív tömörségi fok számítása A tárolt adatok a süllyedési amplitúdók százszorosai. A süllyedési amplitúdókat a dinamikus modulus kiszámítása után, a dinamikus tömörségi fok számításához korrigáljuk sij ≥ sij −1 formába rendezzük (esetünkben S32-ig változatlan, majd s 33 −s52 -ig 31 értékő lesz) Képezzük ezután sorban a süllyedési különbségeket a sij − sij +1 kifejezéssel: A 2. ábrából 182, 7, 14, 7, 7, 2, 0, 3, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2 lesz a rendezett adatsor. Mivel a Proctor-vizsgálat Gd = constans modelljébıl számított Φ lineáris együttható értéke megfelel a 0,365 ±0,25 általános feltételnek, ezért ezzel számolunk. A TrE = 100 − 0,365 ⋅ Dm értéket a számítás egyszerősítésére és a mm-adatok visszaszámítása miatt praktikusan a:

TrE ,% =

100 − 10 ⋅ 0,365 ⋅ Dm 100 − 3,65 ⋅ Dm képlettel számíthatjuk. = 10 ⋅ 100 1000

Dm – (deformációs mutató) Értéke az ejtésekkel súlyozott és ejtésnek megfelelı számú adatok összege, azaz: Dm= [1⋅(182)+2⋅(182+7)+3⋅(182+7+14)+4⋅(182+7+14+7)+5⋅(182+7+14+7+7)+6⋅(182+7+14+7+7+2)….. +18⋅ (182+7+14+7+7+2+03+2+2+0+0+0+0+0+0+2)]/18 000= 1,90 mm A relatív tömörség ebbıl

TrE = 100 − Φ ⋅ Dm = 100 − 3,65 ⋅ 1,90 = 93,1%

A számított dinamikus tömörségi fok:


Trd , % = Trw ⋅ TrE = 0,980 ⋅ 93,1% = 91,2%


23

ÚT 2-2.124


A szövegben említett magyar nemzeti szabványok és útügyi mőszaki elıírások MSZ 2509-3

Útpályaszerkezetek teherbíró képességének vizsgálata. Tárcsás vizsgálat

MSZ 14 043-6 Talajmechanikai vizsgálatok. A talajt alkotó fázisok térfogat- és tömegarányai MSZ 14 043-7 Talajmechanikai vizsgálatok. A talajok tömöríthetıségének és tömörségének vizsgálata. MSZ 18 293

Homok, homokoskavics és kavics

ÚT 2-2.117

Dinamikus teherbírásmérés

ÚT 2-2.119

Teherbírásmérés könnyő ejtısúlyos berendezéssel

ÚT 2-3.103

Radiometriás tömörségmérés. Földmővek, kötıanyag nélküli alaprétegek, hidraulikus kötıanyagú útalapok térfogatsőrőségének és víztartalmának meghatározása

24



ÚTÜGYI MŐSZAKI ELİÍRÁS ÚT

Recommend Documents