Silniční textura - Road texture

Textury povrchu vozovky jsou odchylky od rovného a hladkého povrchu, které ovlivňují interakci vozidlo / pneumatika. Textura chodníku je rozdělena na: mikrotexturu s vlnovými délkami od 0 mm do 0,5 milimetrů (0,020 palce), makrotexturu s vlnovými délkami od 0,5 milimetru (0,020 palce) do 50 milimetrů (2,0 palce) a megatexturu s vlnovými délkami od 50 mm (2,0 palce) do 500 milimetry (20 palců).

Mikrotextura

Mikrotextura (MiTx) je termín spolupráce pro krystalografické parametry materiálu a další aspekty mikrostruktury: jako je morfologie , včetně distribuce velikosti a tvaru; chemické složení; a orientace a vztahy krystalů

Zatímco výchylka zavěšení vozidla a dynamické zatížení pneumatik jsou ovlivněny delší vlnovou délkou ( drsností ), struktura silnice ovlivňuje interakci mezi povrchem silnice a stopou pneumatiky. Mikrotextura má vlnové délky menší než 0,5 mm. Týká se to povrchu pojiva, kameniva a nečistot, jako jsou gumové usazeniny z pneumatik.

Směs silničního materiálu přispívá k tření povrchu suché vozovky. Silniční agentury obvykle nemonitorují mix přímo, ale nepřímo zkouškami tření brzd . Tření však také závisí na dalších vlastnostech povrchu, například na makrostruktuře.

Makrotextura

Macrotexture (MaTx) je částečně požadovaná vlastnost a částečně nežádoucí vlastnost. Krátké vlny MaTx, asi 5 mm, působí jako akustické póry a snižují hluk pneumatiky / vozovky. Na druhou stranu dlouhé vlny MaTx zvyšují hluk. MaTx zajišťuje tření na mokré vozovce, zejména při vysokých rychlostech. Nadměrný MaTx zvyšuje valivý odpor a tím přispívá ke spotřebě paliva a emisím CO 2 ke globálnímu oteplování . Správné silnice mají průměrnou hloubku profilu MaTx asi 1 mm.

Makrotextura je rodina charakteristik povrchu vozovky ve tvaru vlny. Zatímco výchylka odpružení vozidla a dynamické zatížení pneumatik jsou ovlivňovány delšími vlnami (drsností), struktura silnice ovlivňuje interakci mezi povrchem silnice a stopou pneumatiky. Makrotextura má vlnové délky od 0,5 mm do 50 mm.

Silniční agentury monitorují makrotexturu pomocí měření prováděných pomocí dálničního rychlostního laseru nebo inerciálních profilometrů.

Megatexture

Megatexture (MeTx) je výsledkem opotřebení a strachu z chodníku, což způsobuje hluk a vibrace. Megatexture má vlnové délky od 50 mm do 500 mm. Příkladem poškození silnic s velkým množstvím MeTx jsou výmoly, umyvadla (běžná na polních cestách) a nerovnoměrné mrazy. MeTx pod 0,2 mm Root-Mean-Square je považován za normální na správných silnicích.

Měření

MaTx a MeTx se měří pomocí laserových / inerciálních profilografů . Vzhledem k tomu, že MiTx má tak krátké vlny, je s výhodou měřeno spíše zkouškami brzd na suchém tření než profilováním. Profilografy, které zaznamenávají texturu v levém i pravém kole, lze použít k identifikaci úseků silnic s nebezpečným děleným třením .

Profilograf

Profilograph je zařízení sloužící k měření drsnosti povrchu vozovky. Na počátku 20. století byly profilografy nízkorýchlostní válcovací zařízení. Dnes je mnoho profilografů pokročilými vysokorychlostními systémy s laserovým výškovým senzorem v kombinaci s inerciálním systémem, který vytváří referenční rovinu ve velkém měřítku. Používají jej stavební čety nebo certifikovaní konzultanti k měření drsnosti provozních silničních sítí, stejně jako před a po odfrézování hřebenů a dlažby . Moderní profilografy jsou plně počítačové nástroje.

Data shromážděná profilografem se používají k výpočtu mezinárodního indexu drsnosti (IRI), který je vyjádřen v jednotkách palců / míle nebo mm / m. Hodnoty IRI se pohybují od 0 (ekvivalent jízdy na skleněné desce) až po několik set in / mile (velmi drsná silnice). Hodnota IRI se používá pro správu silnic k monitorování problémů s bezpečností a kvalitou silničního provozu.

Mnoho silničních profilografů také měří příčný sklon vozovky , zakřivení , podélný sklon a vyjeté koleje . Některé profilografy pořizují digitální fotografie nebo videa při profilování silnice. Většina profilografů také zaznamenává polohu pomocí technologie GPS . Ještě další běžnou možností měření jsou praskliny . Některé profilografové systémy zahrnují radar procházející zemí , který se používá k záznamu tloušťky asfaltové vrstvy.

Dalším typem profilografického systému je měření povrchové textury silnice a to, jak souvisí s koeficientem tření, a tedy s odporem proti smyku . Textura vozovky je rozdělena do tří kategorií; megatextura, makrotextura a mikrotextura. Mikrotexturu nelze v současné době měřit přímo, s výjimkou laboratoře. Megatexture se měří podobnou metodou profilování jako při získávání hodnot IRI, zatímco makrotextura je měření jednotlivých variací silnice v malém intervalu několika centimetrů. Například silnice, která má nahoře rozsypaný štěrk následovaný asfaltovým těsněním, bude mít vysokou makrotexturu a silnice postavená z betonových desek bude mít nízkou makrotexturu. Z tohoto důvodu je beton často drážkovaný nebo zdrsněný bezprostředně po položení na vozovku, aby se zvýšilo tření mezi pneumatikou a vozovkou.

Zařízení pro měření makrotextury v současné době sestává z laseru pro měření vzdálenosti s extrémně malou velikostí bodu (<1 mm) a systémů pro sběr dat schopných zaznamenávat výšky vzdálené 1 mm nebo méně. Vzorkovací frekvence je obvykle nad 32 kHz. Údaje makrotextury lze použít k výpočtu části tření závislé na rychlosti mezi typickými pneumatikami automobilu a povrchem vozovky za sucha i za mokra. Mikrotextura také ovlivňuje tření.

Boční tření a příčný sklon jsou klíčové reakční síly působící k udržení vozidla v zatáčkách v ustálené boční poloze, zatímco je vystaveno působení sil vycházejících z rychlosti a zakřivení. Příčný sklon a zakřivení lze měřit pomocí silničního profilografu a v kombinaci s měřením souvisejícím s třením lze použít k identifikaci nesprávně převýšených křivek , což může zvýšit riziko dopravních nehod motorových vozidel.

Silniční profil

Dodávka táhnoucí silniční profilometr (nedatováno, před rokem 1969).

Profilometry vozovek (aka profilografy , jak se používají ve slavném silničním testu AASHO z let 1958-1960 ) používají laser pro měření vzdálenosti (zavěšený přibližně 30 cm od vozovky) v kombinaci s počítadlem kilometrů a setrvačnou jednotkou (obvykle akcelerometr k detekci pohybu vozidla) ve vertikální rovině), která stanoví pohyblivou referenční rovinu, do které jsou integrovány vzdálenosti laseru. Díky setrvačné kompenzaci jsou profilové údaje víceméně nezávislé na tom, jakou rychlost mělo vozidlo profilometru během měření, za předpokladu, že vozidlo nedělá velké změny rychlosti a rychlost je udržována nad 25 km / h nebo 15 mph. Systém profilometru sbírá data při normální rychlosti na dálnici, vzorkuje převýšení povrchu v intervalech 2–15 cm (1–6 in) a vyžaduje vysokorychlostní systém sběru dat schopný získávat měření v rozsahu kilohertů.

Data shromážděná profilometrem se používají k výpočtu mezinárodního indexu drsnosti (IRI), který je vyjádřen v jednotkách palců / míle nebo mm / m. Hodnoty IRI se pohybují od 0 (ekvivalent jízdy na skleněné desce) až po několik set in / mi (velmi drsná cesta). Hodnota IRI se používá pro správu silnic k monitorování problémů s bezpečností a kvalitou silničního provozu.

Mnoho silničních profilerů také měří příčný sklon vozovky , zakřivení , podélný sklon a vyjeté koleje . Někteří profilovači pořizují digitální fotografie nebo videa při profilování silnice. Většina profilovačů také zaznamenává polohu pomocí technologie GPS . Další zcela běžnou možností měření jsou praskliny . Některé systémy profilometrů zahrnují radar procházející zemí , který se používá k záznamu tloušťky asfaltové vrstvy.

Dalším typem profilometru je měření povrchové textury silnice a to, jak souvisí s koeficientem tření, a tedy s odporem proti smyku . Textura chodníku je rozdělena do tří kategorií: megatextura, makrotextura a mikrotextura. Mikrotexturu nelze v současné době měřit přímo, s výjimkou laboratoře. Megatexture se měří podobnou metodou profilování jako při získávání hodnot IRI, zatímco makrotextura je měření jednotlivých variací silnice v malém intervalu několika centimetrů. Například silnice, která má nahoře rozsypaný štěrk následovaný asfaltovým těsněním, bude mít vysokou makrotexturu a silnice postavená z betonových desek bude mít nízkou makrotexturu. Z tohoto důvodu je beton často drážkovaný nebo zdrsněný bezprostředně po položení na vozovku, aby se zvýšilo tření mezi pneumatikou a vozovkou.

Zařízení pro měření makrotextury v současné době sestává z laseru pro měření vzdálenosti s extrémně malou velikostí bodu (<1 mm) a systémů pro sběr dat schopných zaznamenávat výšky vzdálené od sebe v mm nebo méně. Vzorkovací frekvence je obvykle nad 32 kHz. Údaje makrotextury lze použít k výpočtu části třecího čísla závislé na rychlosti mezi typickými pneumatikami automobilů a povrchem silnice. Makrotextura také poskytuje informace o rozdílu mezi třením na suché a mokré vozovce. Makrotexturu však nelze použít k výpočtu příslušného třecího čísla, protože také mikrotextura ovlivňuje tření.

Boční tření a příčný sklon jsou klíčové reakční síly, které udržují vozidlo v zatáčkách v ustálené boční poloze, zatímco jsou vystaveny vzrušujícím silám z rychlosti a zakřivení. Vzhledem k tomu, že tření silně závisí na makrotextuře a struktuře, lze pomocí profilovače silnic měřit příčný sklon i zakřivení, takže silniční profilovače jsou velmi užitečné pro identifikaci nesprávně zakloněných křivek, které mohou představovat riziko pro motorová vozidla.

Viz také

Reference

  1. ^ Stanovení mikrostruktury a její aplikace (druhé vydání), V Randell, 2003

externí odkazy

Dodavatelé