Praktyczny pomiar współczynnika luminancji wg WT na mieszankach mineralno-asfaltowych Uwagi i spostrzeżenia

Transkrypt

1 Praktyczny pomiar współczynnika luminancji wg WT na mieszankach mineralno-asfaltowych Uwagi i spostrzeżenia mgr inż. Piotr Miduch piotr.miduch@cebel.pl

2 Dokument obowiązujący w Polsce na drogach zarządzanych przez GDDKiA Wymagania z WT Załącznik Nr 4 oparte na wymaganiach niemieckich EF Asphalt 2013/HE będących załącznikiem do Dokumentu Technicznego ZTV/TL Asphalt-StB 07/B.(GDDKiA-DT-WM-LB/072/03/2015 z r.) 2

3 Wymagania dla warstw ścieralnych dróg kategorii ruchu KR 5-7 zarządzanych przez GDDKiA Schemat pomiaru współczynnika luminancji w świetle rozproszonym przez dostępne urządzenia badawcze Sprzęt badawczy wykorzystywany do pomiaru współczynnika luminancji posiadający aprobatę niemieckiego StrAus-Zert Zehntner ZRM(zehnter.com) ( Delta LTL-X(delta.dk) 3

4 esema Oświetlenie urządzenia, które emituje widmo zgodne z wzorcowym oświetleniem D65 Zakres pomiarowy urządzenia: 52 mm x 218 mm (wymagany min. 50 mm x 185 mm) Badanie współczynnika luminancji Stanowisko badawcze Pomiar makrotekstury Piaskowanie/szkiełkowanie 4

5 Współczynniki luminancji kilku jasnych kruszyw przebadanych w laboratorium CEBEL granit, Qd = 125 granitognejs, Qd = 120 kwarcyt, Qd = 100 granodioryt, Qd = 100 gabro, Qd = 96 porfir, Qd = 90 Qd = 84 gnejs, Qd = 80 granodioryt (ua), Qd = 77 migmatyt, Qd = 73 szarogłaz, Qd = 71 melafir, Qd = 66 Różnice w odcieniach kruszyw przebadanych w laboratorium CEBEL granit, Qd = 125 diabaz, Qd = 53 melafir, Qd = 60 granodioryt (ua), Qd = 77 5

6 Różnice w odcieniach nawierzchni amfibolit / mma -Qd 67 / granodioryt (UA)/ mma -Qd 76 / Stanowisko badawcze wraz z oznaczonymi kierunkami pomiaru współczynnika luminancji 6

7 Badanie współczynnika luminancji mieszanki mineralno-asfaltowej Próbka mm-a melafir i gabro MTD = 1.14 mm Qd = 57mcd/m 2 lx SMA 8 Próbka mm-a melafir i gabro MTD = 1.14 mm Qd = 80mcd/m 2 lx Próbka nie była zamrażana Próbka była zamrażana na 16h przed szkiełkowaniem i utrzymywana w takim stanie do samego szkiełkowania Graficzna prezentacja wyników współczynnika luminancji kruszywa badanego przez 22 urządzenia Bazalt, Qd = 52 mcd/m 2 lx Granit, Qd = 125 mcd/m 2 lx [ mcd/m 2 lx ] 7

8 Graficzna prezentacja wyników współczynnika luminancji mieszanki mineralno-asfaltowej z 22 urządzeń MMA, Qd = 75 mcd/m 2 lx [ mcd/m 2 lx ] Załącznik Nr 4 Proponowane zmiany 1. Cel instrukcji Instrukcja badawcza ma na celu określenie współczynnika luminancji w świetle rozproszonym Qd kruszyw, mieszanek mineralnoasfaltowych oraz wykonanej warstwy nawierzchni przy pomocy retroreflektometru. 2. Sprzęt Sprzęt wykorzystywany do pomiaru współczynnika luminancji powinien być zgodny z normą PN-EN 1436+A1:2008, ponadto powinien mieć odpowiednią czułość oraz zakres pomiarowy dopasowany do spodziewanych wartości Qd, od 1 do maksymalnie 300 mcd/m 2 lx. Wskazany zakres pomiarowy dotyczy spodziewanych wartości wyników. Urządzenie powinno być dopasowane do tego zakresu, tj. ma go obejmować swym zakresem pomiarowym. Urządzenia przenośne powinny być skonstruowane w taki sposób, aby ich odczyty nie były zakłócane przez światło pochodzące z otoczenia, Fotometr powinien mieć charakterystykę widmową odpowiadającą dystrybucji V(λ), natomiast oświetlenie powinno emitować widmo zgodne z wzorcowym oświetleniem D65 zdefiniowanym w ISO/CIE Dopuszcza się zastosowanie źródeł światła o innym rozkładzie widma, o ile charakterystyka widma fotometru zostanie zmodyfikowana w taki sposób, aby pokryć całkowicie zakres charakterystyki widmowej źródła światła i miernika. 3. Oświetlenie próbki Badanie wykonuje się w ustalonym świetle rozproszonym w warunkach ciemni. Próbkę należy oświetlić wzorcowym źródłem światła D65 o stałej luminancji określonym w ISO/CIE

9 Załącznik Nr 4 Proponowane zmiany 4. Warunki pomiaru Pomiar wykonywany jest pod kątem 2,29 (odpowiednik obserwacji drogi z odległości 30 m z pozycji kierowcy pojazdu osobowego). Pole pomiarowe powinno stanowić prostokąt o wymiarach 185 mm x 50 mm, rozpiętość kątowa obserwacji ±0,17 Pomiar wykonuje się, gdy temperatura otoczenia wynosi od 0 do 30 C, a temperatura badanejpowierzchni nawierzchni wynosi od 5 do 40 C 5. Badanie i przygotowanie próbek do badań Uwaga ogólna: W celu uzyskania jasnych nawierzchni asfaltowych zaleca się stosowanie kruszyw charakteryzujących się współczynnikiem luminancji w świetlerozproszonym Qd>60 mcd/m 2 /lxdlakruszywagrubego,przyczymdecydującymkryteriumocenyjestwspółczynnikluminancjiqd uzyskany dla zaprojektowanego Badania Typu i wykonanej warstwy ścieralnej Kruszywo 2/8, 4/8, 2/5, 5/8 lub 8/11 mm Jasność kruszywa określa się na próbach kruszywa grubego frakcji 4/8, 5/8 lub 8/11 mm. Kruszywo powinno być przemyte i wysuszone do stałej masy. Przykład raportu z badania kruszywa 9

10 Załącznik Nr 4 Proponowane zmiany 5.2. Mieszanka mineralno-asfaltowa Jasność nawierzchni na etapie projektowania mieszanki mineralno-asfaltowej wykonuje się na dwóch płytach przygotowanych jak do badania odporności na deformacje trwałe, wykonanych w zagęszczarce płytowej o wskaźniku zagęszczenia 98%-100%. Sugerowane są płyty o wymiarach 305x305 mm lub 320x260 mm i grubościach zgodnych z wymaganiami WT-2. Można zastosować odwróconą próbkę po badaniu odporności na deformacje trwałe. Wierzchnią warstwę próbek należy pozbawić filmu asfaltowego do odsłonięcia ziaren kruszywa bez naruszenia ich struktury. W tym celu stosuje się szkiełkowanie powierzchni za pomocą szklanych kulek frakcji 0,2-0,8 mm pod ciśnieniem 8 barów do osiągnięcia tekstury głębokości min. 0,7 mm (zalecana tekstura 0,7-1,8 mm). Różnica między głębokością tekstury próbek przed i po szkiełkowaniu winna wynosić co najmniej 0,3 mm. Głębokość tekstury określana jest piaskiem kalibrowanym wg PN-EN :2010 ( ). Aby umożliwić poprawne usunięcie błonki asfaltowej próbki należy schłodzić do temperatury od -10 do -20 C na co najmniej 16 godziny przed szkiełkowaniem i w takim stanie utrzymywać do samego szkiełkowania. Po wyszkiełkowaniu próbki należy umyć i wysuszyć(zalecana temperatura 40 C ± 5 C). Do pomiaru próbki umieszcza sięcentralnie w formieowymiarach700 x 700 x50 mm, a pustą cześć formy wypełnia się dowolnym materiałem (np. styropianem) i wyrównuje do równej powierzchni próbki, zapewniając stabilne ustawienie urządzenia pomiarowego. Załącznik Nr 4 Proponowane zmiany 6. Pomiar 6.1. Kruszywa ( ) 6.2. Próbki zagęszczonej mieszanki mineralno-asfaltowej Pomiaru należy dokonać na dwóch próbkach przygotowanych wg pkt ( ) Pomiaru dokonuje się na środku próbki, za każdym razem ustawiając urządzenie w innym kierunku. Należy wykonać 8 pomiarów na jednej próbce, po dwa pomiary na każdy bok (obracając urządzeni o 180 o ). Nie zalecane jest wykonywanie pomiaru po przekątnej próbki. Należy zwrócić uwagę, aby pole pomiarowe urządzenia było ustawione o ok.30 mm od krawędzi próbki. 7. Prezentacja wyników Raport z badań winien zawierać wartości wszystkich wykonanych pomiarów oraz średnią arytmetyczną stanowiącą wynik. Wynik podaje się w jednostce mcd/m 2 lx z dokładnością do jedności. Przedstawiając wynik dla kruszywa należy podać typ petrograficzny i uziarnienie; dla mieszanek mineralno-asfaltowych należy podać rodzaj badanej mieszanki, numer badania typu oraz wynik pomiarów głębokości makrotekstury po szkiełkowaniu; dla odwiertów lub nawierzchni rodzaj badanej mieszanki, numer badania typ, wyniki pomiarów głębokości makrotekstury po szkiełkowaniu oraz kilometraż. Wymagane jest także podanie rodzaju/typu wykorzystanego urządzenia pomiarowego. 10

11 Załącznik Nr 4 Proponowane zmiany > Załącznik Nr 1 do WT ? Kruszywa grube, które nie spełniają wymaganej wartości współczynnika luminancji (Qd), mogą być stosowane, jeśli są używane w mieszance kruszyw (grubych), która obliczeniowo osiąga podaną wartość wymaganego współczynnika. Obliczona wartość (Qd) mieszanki kruszywa grubego jest średnią ważoną wynikającą z wagowego udziału każdego rodzaju kruszyw grubych przewidzianych do zastosowania w mieszance mineralno-asfaltowej oraz współczynnika luminancji każdego z tych kruszyw. Można mieszać tylko kruszywagrubeowspółczynniku Qd 50 mcd/m 2 lx Wartości deklarowane przez Producentów kruszyw: Q d 50, gdy mcd/m 2 lx Q d 60, gdy mcd/m 2 lx Q d 70, gdy mcd/m 2 lx Q d 80, gdy mcd/m 2 lx Q d 90, gdy mcd/m 2 lx Q d 100, gdy mcd/m 2 lx Q d 120, gdy 121 mcd/m 2 lx Gdy Producent kruszywa zadeklaruje współczynnik luminancji to Technolog przy projektowaniu mm-a będzie w stanie skomponować odpowiedni udział procentowy poszczególnych kruszyw.(podstawa prawna?) Nie ma problemu nieuczciwej konkurencji kruszyw Ważna jest systematyczność pomiarów współczynnika luminancji przez Producentów kruszyw (np. obowiązkowo przy nowym pokładzie, min. raz na rok każda produkowana frakcja) Przykład raportu z badania mieszanki mineralno-asfaltowej Udział procentowy w mm: Gabro 58%(0/2; 2/5; 4/8; 8/11) Bazalt 31 %(8/11) Współczynnik luminancji: Gabro 90 mcd/m 2 lx Bazalt 50 mcd/m 2 lx Średnia ważona z zadeklarowanych współczynników luminancji : (58% 90 mcd/m 2 lx + 31% 50 mcd/m 2 lx) / 89% = 76,1 mcd/m 2 lx Rzeczywisty pomiar luminancji : 81 ±2 mcd/m 2 lx 11

12 Przykład raportu z badania mieszanki mineralno-asfaltowej Udział procentowy w mm: Gabro 41% (8/11) Bazalt 49 % (0/2; 2/5; 5/8) Współczynnik luminancji: Gabro 90 mcd/m 2 lx Bazalt 50 mcd/m 2 lx Średnia ważona z zadeklarowanych współczynników luminancji : (41% 90 mcd/m 2 lx + 49% 50 mcd/m 2 lx) / 90% = 68,2 mcd/m 2 lx Rzeczywisty pomiar luminancji : 67 ±2 mcd/m 2 lx SMA11 granodioryt (ua) 74% (0/2 dolomit 16%) SMA11 gabro 58% i bazalt 31% Qd = 76 ±2 mcd/m 2 lx Qd = 81 ±2 mcd/m 2 lx Ten sam rodzaj kruszywa może mieć różne wartości współczynnika luminancji w zależności od podkładu, złoża, okresu wydobycia, a nawet frakcji. Zatem współczynnik luminancji mieszanki mineralno-asfaltowej też może się zmieniać. Jeśli kruszywo ma współczynnik luminancji 70 mcd/m 2 lx to wątpliwe, żeby nawierzchnia w 100% z tego kruszywa uzyskała 70 mcd/m 2 lx 12

13 Różne mieszanki mineralno-asfaltowe i wyniki ich współczynnika luminancji Qd = 57 mcd/m 2 lx Qd = 70 mcd/m 2 lx Qd = 83 mcd/m 2 lx Qd = 102 mcd/m 2 lx WT Cześć II (Część II do WT ) Zarządzenie Nr 7 GDDKiA z r. 13

14 facebook.com/cebelpl Dziękuję za uwagę mgr inż. Piotr Miduch