O zawiłościach procedury oceny równości nawierzchni drogowych w aspekcie obowiązujących dawniej i dziś wymagań technicznych

Transkrypt

1 Polskie Stowarzyszenie Wykonawców Nawierzchni Asfaltowych XXXVII Seminarium techniczne nt.: Asfalty wielowymiarowe Sesja III. Diagnostyka nawierzchni O zawiłościach procedury oceny równości nawierzchni drogowych w aspekcie obowiązujących dawniej i dziś wymagań technicznych dr inż. Dariusz GODLEWSKI, d.godlewski@il.pw.edu.pl Stanisław SZPINEK, s.szpinek@polskainzynieria.pl Jachranka, 6 października 7 roku

2 Kilka słów o wybranych innowacjach kryteriów oceny poprzecznej i podłużnej równości nawierzchni ze znowelizowanych wymagań technicznych Następnie krótko o historii, ocenach, skalach, urządzeniach, procedurach badań, walidacji, a także o potencjalnych źródłach niepewności wyników pomiaru Na zakończenie o zastosowaniu modelu zużywania się nawierzchni do prognozowania ocen równości podłużnej na etapie przygotowania oferty oraz później, w okresie gwarancyjnym.

3 (jako głębokości koleiny wg procedury stosowanej w SOSN albo DSN) Nie ma zapisu o długości ocenianego odcinka pasa ruchu, np.: 5 m, m czy m!!! Wartość graniczne prześwitu ( zza biurka ): 4, 6, 9, i 5 [mm] Profilograf laserowy służy nie tylko do pomiaru równości 3 poprzecznej, ale i podłużnej!!!

4 Częstość względna Miarodajna (największa) głębokość koleiny,, 97,7% E[h] D Ocena kolein: H = E[h] + D,3% Ocena koleiny dla dowolnego odcinka drogi równa się sumie wartości średniej i dwóch odchyleń standardowych, Głębokość koleiny, h [mm] Jak wyznaczać systemowe oceny kolein? metoda opisowa (subiektywna) metoda sekwencyjna (odcinkowa) metoda statystyczna

5 Częstoś ć w z ględ na, f(hm) Skumulow a na częstoś ć w z ględ na, F(Hm) Cz ęstość w zględna Standaryzowana głębokość koleiny S ta n d a ry z o w a n e roz kła d y h i Hm Odcinkowe oceny koleiny Hm = E[h] + D[h], gdy dane h wg -metrowej łaty i klina, 5 Hp = E[Hm] +,5 D[Hm], gdy dane Hm dla L = m, f(h ) f(h m ) fo (a ) Rozkład ocen kolein na sieci dróg krajowych,,, 5, St an d ar yz o w an a g łę bo k o ś ć k o le in y, a, 8, 6 f(h m ) F(H m ),8,6 a h E D, 4,4,,, M i ar o d a j n a gł ęb o k o ść k o l ei ny, H m [m m ],

6 Koleina - trwałe odkształcenie nawierzchni bitumicznej powstałe wzdłuż drogi w śladzie kół pojazdów Przekrój poprzeczny pasa ruchu Prawa koleina Pomiar ręczny l Szerokość koleiny:,8 m l, m Głębokość koleiny, h wielkość największego odkształcenia nawierzchni bitumicznej określona w przekroju poprzecznym drogi według metody dwumetrowej łaty i klina 6

7 Profilometryczne urządzenia pomiarowe Koleinomierz mechaniczny KOL Koleinomierz mechatroniczny ZIW Profilograf ultradźwiękowy TUS Profilograf laserowy LPR

8 Profilograf TUS. Profilograf LPR Głębok ość kolei ny [mm] Koleinomierz KOL Koleinomierz ZIW Koleiny Pomiary głębokości koleiny na postoju 5 4 Koleinomierz mechaniczny y =,88x + 3, R =, Koleinomierz mechatroniczny y =,73x +,33 R =, Śred nia głębo ko ść koleiny dla n = 5 przekrojów d ro gi Średnia dla n = 4 zespołów Średnia dla n = 4 zespołów 5 5 ŁiK K OL - V Z IW - V T US - V L PR - V L PR - V L PR - V5 5 4 Profilograf ultradźwiękowy y =,97x +,44 R =, y =,x +, R =,95 Profilograf laserowy E[h],6, 5,4,5,8 9,9,6 Se,,8,7 3 3 Me toda pom ia ru głębok oś c i kole iny ŁiK - Cztery zespoły pomiarowe Średnia dla n = 4 zespołów Średnia dla n = 4 zespołów 8

9 M iarodajna głębokość koleiny [m m] Profilograf laserowy Profilograf laserowy Profilograf laserowy Profilograf laserowy Pomiary głębokości koleiny w ruchu V = km/h i V pom = 4 lub 5 km/h y =,3x +,88 y =,x +,77 R =, R =, Zestawienie średnich ocen kolein Hm Koleinomierz KOL Koleinomierz KOL' (po korekcie) KOL K OL' ZIW TUS LPR E[Hm] 6, 3 3,6 9, 3 4,5 3 4,9 n [%] 7,7 6,3,6 5,3 3,7 y =,4x +,8 y =,97x +,35 R =,96 R =, KOL - wyniki skorygowane Koleinomierz ZIW Profilograf TUS 9

10 Pomiary głębokości kolein wykonane za pomocą profilografów (LPR i TUS) są równoważne metodzie dwumetrowej łaty i klina Pomiary głębokości kolein wykonane za pomocą koleinomierzy (KOL i ZIW) nie są równoważne metodzie dwumetrowej łaty i klina

11 Suma częstości względnych Zasada pomiaru głębokości koleiny wg metody -metrowej łaty i klina a) Charakterystyczny profil poprzeczny nawierzchni (rozmieszczenie czujników laserowych) Szerokość pomiarowa [m],3,6,9,,5,8,,4,7 Profilograf laserowy ,6 b) Wykorzystanie czujników laserowych w pomiarze kolein,5,4,3,,, L,,6,4,3,6,33,8,3,5,, K,3,4,5,35,,7,9,38,35,3,77,9,7 P,,6,39,3,8,4,6,5,5,43,557 Numer czujnika laserowego i częstości względne jego wykorzystania 5 5 Producent: GREENWOOD (Dania)

12 Co to jest równość podłużna nawierzchni? Równość jest cechą eksploatacyjną nawierzchni drogowej, która określa jej zdolność do niewzbudzania w jadącym po niej pojeździe samochodowym wstrząsów i drgań. Przedmiot badań: a) Rzeczywisty profil nawierzchni drogi, który stanowi zespolony układ: - niwelety jezdni nadanej przez Projektanta oraz - profilu nierówności powierzchni, jaki jest naturalnie kształtowany: - począwszy od budowy wielowarstwowej konstrukcji przez Wykonawców, - a następnie, w okresie eksploatacji wskutek: - obciążeń ruchem pojazdów przez Użytkowników, jak i - przeciwdziałań procesom zużycia przez Zarządcę drogi. b) Teoretyczny profil nierówności nawierzchni, który jest modelowany przez Eksperymentatora stosownie do celu symulacyjnych badań Miary równości: - międzynarodowy wskaźnik równości (IRI) albo - prześwit (h) mierzony klinem pod czterometrową łatą Co to jest wynik wadliwy (niezgodny)? To taki, którego wartość z określonym prawdopodobieństwem jest różna od ustalonej normy.

13 3 IRI śr = n i= IRI i +IRI max n, gdzie n =

14 4

15 Równość projektowana SKALA OCENY STANU NAWIERZCHNI Skala życia od poczęcia Opracowana na zlecenie Banku Światowego = Nawierzchnia idealnie równa A Niedoskonałość powierzchni B C Częste deniwelacje o mniejszym znaczeniu D Częste płytkie i sporadycznie głębokie zagłębienia Uszkodzenia erozyjne i duże deniwelacje IRI [mm/m] Klasyfikacja stanu nawierzchni według SOSN (DSN) AP_997 DP_999_A, DP_5_A, S i GP GP DP_999_G DP_5_G Nawierzchnie lotniskowe i autostrady Nowe nawierzchnie Nawierzchnie użytkowane Kierunek zużywania Naprawa Nawierzchnie zniszczone Dobrze utrzymane nawierzchnie gruntowe Nierówne drogi gruntowe km/h 8 km/h 6 km/h 5 km/h Prędkość ruchu pojazdów IRI wartość średnia (oznaczana: IRI śr, E[IRI], E, Eiri), którą oblicza się jako miarę równości nawierzchni dla zbioru wyników z odcinków: jednostkowego (L) i ocenianego (L n = n L), a także dla wydzielonej części albo całej drogi, ciągu drogowego oraz sieci drogowej 5 Naturalny rozkład ocen równości nawierzchni Jednoparametrowy rozkład statystyczny, gdzie E jest miarą skupienia i rozproszenia wyników

16 GRAFICZNA PREZENTACJA OCEN RÓWNOŚĆI % 3 % 5 % Uproszczona dystrybuanta do trzech ocen pozycyjnych: IRI5%, IRI8% i IRI max dla odcinka L = km (n = ) 6 wg DP_5 wg DP_5_G wg DP_5 faktyczna zmiana wymagań E =,9 mm/m i H max =,4 mm/m; Pozacenowe k. o. o.: 6+8 dla E =,9 mm/m 6+4 dla E =, mm/m 6+ dla E =,3 mm/m

17 OBLICZENIOWY MODEL POJAZDU SAMOCHODOWEGO V = 8 km/h Międzynarodowy wskaźnik równości IRI (International Roughness Index) V Program komputerowy Norma długości: Jednostkowy odcinek drogi L = 5 m (dla IRI, IRI max ) Oceniany odcinek drogi L n = = n L = km (dla E, IRI śr ) IRI [mm/m] Masa pojazdu Amortyzator Masa koła Opona Profil nawierzchni Wskaźnik IRI [mm/m] lub [m/km] charakteryzuje pracę układu zawieszenia w obliczeniowym modelu pojazdu samochodowego podczas pokonywania w jednostce czasu nierówności nawierzchni na odcinku drogi z prędkością 8 km/h, 7 Liczbowo wartość IRI równa się wartości odchylenia przeciętnego* ) prędkości wychylenia amortyzatora względem prędkości jazdy pojazdu po rzeczywistym lub testowym profilu podłużnym nawierzchni jezdni. * ) Odchylenie przeciętne (inaczej: średnie odchylenie bezwzględne) to średnia arytmetyczna z odchyleń bezwzględnych dla wszystkich elementów zbioru danych statystycznych. Źródło:

18 Współczynnik uwielokrotnienia amplitudy. CHARAKTERYSTYKA DYNAMICZNA MODELU POJAZDU SAMOCHODOWEGO V = 8 km/h Nadwozie,8,6 Nadwozie Zawieszenie Koło Opona Wykresy rezonansowe z n Zawieszenie,4, z k Koło,8 y R Opona Profil nierówności nawierzchni,6,4,,,5 4 6 Długość fali nierówności nawierzchni [m] Liczba EUSAMA = 35% V = 4 km/h, zakres L: od,5 m do m V = 8 km/h, zakres L: od, m do 4 m V = km/h, zakres L: od,5 m do 6 m % - niedostateczna skuteczność tłumienia (R min / R st ), -...4% - średnia, % - dobra, - powyżej 6% - bardzo dobra. Ruch jednostajnie opóźniony V: od 9 km/h do km/h; na sinusoidzie o L =, m; Am = 6 mm.

19 IRI [mm / m] IRI [mm/m] IRI [mm / m] q / x [mm / m] q / x [mm / m] Profil nierówności Przetwarzanie Analiza profilu nierówności Przejazd przez uskok nawierzchni jezdni a) -, y / u st b) R / R st -,,,, 5 5 Odległość [m],,5,,5, c) -4 d) max min diri f (x) Górna granica całkowania Przeciążenie Odciążenie Rozciąganie Ściskanie x = 5 m: a) -, y / u st b) R / Rst -,,,, 5 5 Odległość [m],,5,,5, c) -4 d) - IRI =, mm/m x = km: E =,6 mm/m 4,6 mm/m IRI max, mm/m 5 55 IRImax max min Przedział całk. m L n < 5 m Dwa źródła niepewności IRI max Przeciążenie Odciążenie Rozciąganie Ściskanie Ocena równości IRI x IRI x = x f x dx x 5 x 5 Odległość [m] Odległość [m] 5 5 Odległość [m] Dla L n = n L to E = const. natomiast IRI max = f(x, L) 9

20 WYKONAWSTWO KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI WIELOWARSTWOWYCH DOZOROWANIE RÓWNOŚCI - Kontrola ciągłości produkcji - Progres czy regres? Źródło : Hala targowa czy nawierzchnia drogowa?? h, wg planografu od 5! IRI wd wg profilografu 997(3) 5(>3) IRI wg wg profilografu IRI wg / IRI wd = od 3% do 7% Warstwy dolne Warstwa ścieralna Szkiełko i oko majstra Drogi publiczne klas: A, S i GP oraz G Jakość autostradowa, ale jak ją uzyskać?

21 ,5 h / Am Profilograf czy planograf? Wykres prześwitów (h = Am + y) x / L,5,5,75,5 y Am cos x L dla L <= m dla L = 4 m dla L = 8 m 4m h Am - Prześwit pod łatą o długości b b = 4 m dla planografu (model łaty i klina) b > 5 m dla profilografu

22 Profilograf czy planograf? Wniosek: Profilograf może być planogrefem, natomiast relacja odwrotna nie zachodzi

23 Ściskanie diri, mm/m Rozciąganie Wysokość mm Rzędna, mm. Profilograf czy planograf? -4 Profil podłużny nierówności drogi -3 Wykres nierówności testowej z normy ASTM wg modelu planografu Profil (y) Profil (y) Środek łaty Prześwit (h) h = h = mm Odległość, m Odległość, m Rysunek. Wykres prześwitów (h) dla nierówności testowej z normy ASTM (y), gdzie wydłużony odcinek drogi dojazdu do niej (x < ) odpowiada długości planografu, jako modelu czterometrowej łaty Jednostkowa wartość IRI dvq / V Oceny równości nierówności drogi wg DP_5 dla dróg klasy A, S i GP diri f (x) IRI x = x 5 5 Odległość, m x f x dx x = 5 m: IRI =,4 mm/m IRI =,4 mm/m x = km: E =,7 mm/m,7 mm/m IRI max,4 mm/m IRI max,4 mm/m dla w. ścieralnej E,3 mm/m h max 3 mm dla w. ścieralna h = mm h max 6 mm dla w. wiążącej h max 9 mm dla podbudowy (skala wg BN-68/893-4, od 49 lat!)

24 Początek końca ery planografu Teoria zarządzania równością nawierzchni w ocenie jakości dróg Godlewski Dariusz Modele d'optimisation de la gestion routiere. Utilisation de l'uni longitudinal, these ENPC, rozprawa doktorska Paryż, 985 Modele optymalizacji i zarządzania siecią drogową. Wykorzystanie równości podłużnej została opracowana przez dra inż. Dariusza Godlewskiego i opublikowana przez Politechnikę Warszawską jeszcze przed zakupem we Francji przez GDDP dla potrzeb SOSN (SUN) trzech aparatów APL w 99 r. 5 lat

25 99 Udział w pracach n-b realizowanych dla potrzeb systemów utrzymania Typ urządzenia ZPL APL LPR RSP Wdrożenie Oprogramowanie Walidacja Pomiary, nadzór i ocena wyników 5 Producent urządzenia: ITWL (Polska) LCPC (Francja) GREENWOOD (Dania) Dynatest (Dania)

26 - Pomiary jedno- i wielotorowe (n) - V = km/h - Zapis profilu nierówności nawierzchni (zbiór pomiarowy) - Wartości IRI (L = 5 m dla IRI max ) - Niepewność standardowa u R (IRI) = 8% URZĄDZENIA DO POMIARU PODŁUŻNEGO PROFILU DROGI Profilograf laserowy LPR (od 997 r.) Aparat APL 3szt. (od 99 r.) Producent: LCPC (Francja) Producent: GREENWOOD (Dania) 6 Producent: Dynatest (Dania)

27 Niepewność standardowa powtarzalności [mm/m] Względna niepewność standardowa powtarzalności IRI [mm/m] Droga nr 8_3L. Oceny równości wg LPR'Pn p p p3 Se IRI [mm/m] ,9,8 Ocena precyzji wyników pomiaru y =,659x -,74 R =,968 Droga nr 8_z. Oceny równości wg LPR'Pn,7,6,5,4,3,, Wartość średnia IRI [mm/m] Umowny kilometraż drogi Ocena wzglednej precyzji wyników pomiaru 5% % 5% % 5% y =,35x +,59 R =,3 % Wartość średnia IRI [mm/m] 8 6 p p p3 Se 7 4 y =,4x +,334 R =, Kilometraż drogi 4 6 8

28 Odtwarzalność Powtarzalność Rysunek. Charakterystyka. urządzeń pomiarowych pod względem precyzji i obciążenia wyników pomiarów równości nawierzchni. Względna niepewność standardowa IRI równa się 8% ±% A co to oznacza w praktyce? Np. w ocenie odbiorczej odcinka nawierzchni o długości L = m, n = wskaźników IRI E(IRI) = (,3 ±,) mm/m wartość średnia 8 IRI5% = (, ±,) mm/m IRI8% = (, ±,3) mm/m IRImax = (3,3 ±,6) mm/m IRImax = (,4 ±,4) mm/m - mediana 8 decyl wartość największa wg AP_997 wartość największa wg DP_5

29 Wskaźnik IRI [mm/m]. Skumulowana częstość względna. Wskaźnik IRI [mm/m]. Wskaźnik IRI [mm/m]. Skumulowana częstość względna. Wskaźnik IRI [mm/m]. W Kilometraż drogi Badania odbiorcze Droga nr AOW_s równości Odcinek podłużnej j. prawa na od kmodcinku 6+35 do o km L 9+5 = km, Droga nr AOW_ Odcinek j. prawa od km 5+7 do km 9+5,8,6,4, 6 min 5 max Wymaganie: 4 ws Wymaganie: 3 ww, Wskaźnik IRI [mm/m] Kilometraż drogi 7 q = IRI max / E Droga nr AOW_ Odcinek j. prawa od km 5+7 do km 9+5, Droga nr AOW_a Odcinek j. prawa od km 5+7 do km 9+45 wg AP_997: 7 q = 3,3 /,3 =,54, wg DP_5: q =,4 /,3 =,85 Droga,6 nr AOW_w Odcinek j. prawa od km 5+7 do km 9+5,% 5 min od km do km N E D E + D 5% 8% max Ocena: E + D 5%/8%/max 5 Ogólna diri 5,7,4 max max 4= -,9 mm/m 9,5 57,5,5,6,96,7, :ws 4 tak Wymaganie: ws 3, 3 Wymaganie: ww Droga nr AOW_s Odcinek j. prawa od km 6+35 do km ,8% od km do,km N E D E + D 5% 8% max Ocena: E + D 5%/8%/max Ogólna IRI max * = IRI max + e 6,35 9,45 43,5,75,4,5,37 3, :ws 6 nie 7 E* = E + e / Wskaźnik IRI [mm/m] e odchyłka (wada) Droga Kilometraż nr AOW_drogi Odcinek j. prawa od km 5+7 do km 9+5,% od km do km N E D E + D 5% 8% max Ocena: E + D 5%/8%/max Ogólna 5,7 9,5 57,7,7,94,6,88 3, :ws tak 9 Droga nr AOW_a Odcinek j. prawa od km 5+7 do km ,8% od km do km N E D E + D 5% 8% max Ocena: E + D 5%/8%/max Ogólna

30 ±, ±, ±,3 ±, ±,3 ±,6 Skumulowana częstość względna. ±,4 Skumulowana częstość względna. Skumulowana częstość względna. S, Wskaźnik IRI [mm/m] Badania odbiorcze równości podłużnej Droga nr AOW_s Odcinek j. prawa od km 6+35 do km 9+5 Droga nr AOW_ Odcinek j. prawa od km 5+7 do km 9+5,,,8,8,6,4,,,6 min,4 max max Wymaganie: ws, Wymaganie: ws Wymaganie: ww, Wymaganie: ww Wskaźnik IRI [mm/m] Wskaźnik IRI [mm/m] Droga nr AOW_ Odcinek j. prawa od km 5+7 do km 9+5,,8 Droga,6 nr AOW_w Odcinek j. prawa od km 5+7 do km 9+5 min,% od km do km N E D E + D 5% 8% max Ocena: E + D 5%/8%/max Ogólna 5,7,4 max 9,5 57,5,5,6,96,7, :ws tak Wymaganie: ws, Wymaganie: ww Droga nr AOW_s Odcinek j. prawa od km 6+35 do km ,8%, od km do km N E D E + D 5% 8% max Ocena: E + D 5%/8%/max Ogólna 6,35 9,45 43,5,75,4,5,37 3, :ws 6 nie 7 Wskaźnik IRI [mm/m] Droga nr AOW_ Odcinek j. prawa od km 5+7 do km 9+5,% od km do km N E D E + D 5% 8% max Ocena: E + D 5%/8%/max Ogólna 5,7 9,5 57,7,7,94,6,88 3, :ws tak 3 Droga nr AOW_a Odcinek j. prawa od km 5+7 do km ,8% od km do km N E D E + D 5% 8% max Ocena: E + D 5%/8%/max Ogólna

31 Zgodność Niezgodność Oznaczenia: W wartość mierzona Wo wartość wymagana W < Wo W = Wo W > Wo Wo 3 Definicja zgodności ze specyfikacją dla równości nawierzchni (IRI i H) : Zgodność, gdy W Wo

32 Zależność: min, IRI5, max od Eiri dla n = 7833 odcinków o długości L = km z okresu /3 Wykres rozrzutu wiele zmiennych względem Eiri Model IRI 5v*7833c Eiri: max / E: r =,7 max / E =,693+,4*x Eiri: IRI5 / E: r =,7 IRI5 / E =,94+,*x Eiri: min / E: r =,87 min / E =,697-,99*x max / E IRI5 / E min / E 6 Kierunek zużywania Kierunek zużywania 5 4 Umowny poziom wadliwości (linia trendu) Anomalie 3 C 9,4% D qα = IRIα/ Eiri jest zmienną losową o rozkładzie f(qα), gdzie Eqα = const., i Dqα = const. dla całego przedziału Eiri > IRIα - ocena pozycyjna w zbiorze IRI dla α = 5%,..., 95% i n = 3 Eiri 65,5% B,7% C 9,4% Naturalny rozkład IRImax 9,, 8, 7, 6, 5, 4, 3,,,,9,8,7 A 3,4% Anomalie,7% Z obiektami B Bez obiektów A 65,5%,6,5 D 3,4%

33 6 5 4 Wykres rozrzutu DP_5:, AP_997: 483 (8,9%) DP_5:, AP_997: 4 (7,8%) DP_5:, AP_997: 93 (3,7%) DP_5:, AP_997: 34 (59,3%) Suma = 58 (%) AP_997: 344 (67,%) DP_5: 333 (63,%) IRImax względem Eiri; kategorie względem DP_5 i AP_997 Model IRI 5v*7833c Warunek włączania: SOSN="A" Wadliwość: w = 5% IRImax 3,3 3,4 w = 36% (E) w = 95% w = % (IRImax = Eiri),,,4 IRImax,6,8,,,3,4,6,8, Prawdopodobieństwo, P(q) Bez obiektów Z obiektami % 36% 5% Naturalny Rozkład IRI max A Model prognozy (zu)życia nawierzchni % 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% % Funkcja oceny wadliwości dla równości wg IRI na odcinku jednokilometrowym Klasa Ocena ryzyka: q ; P(q ) drogi AP, A, S i GP,45;,4%,85; 5,8% G,69; 39,%,; 7,3% Opis stanu: Eiri / IRI max / w = wadliwość Anomalie ,3 3,4 Wykres rozrzutu Eiri IRImax względem Eiri; kategorie względem DP_5 i AP_997 Model IRI 5v*7833c Warunek włączania: SOSN="A" Wadliwość: w = 5% w = 36% (E) w = 95% w = % (IRImax = Eiri) 33 % % %,5,5 3 3,5 4 36% q = IRImax / Eiri 5% Poziom wadliwości< 5%,5,6,7,8,9 A, Eiri,, DP_5:, AP_997: 483 (8,9%) DP_5:, AP_997: 4 (7,8%) DP_5:, AP_997: 93 (3,7%) DP_5:, AP_997: 34 (59,3%) Suma = 58 (%) AP_997: 344 (67,%) DP_5: 333 (63,%),3,3,4,5,6,7,8,9,

34 Model prognozowania ocen równości nawierzchni Model IRI 5v*7833c Skumulowana częstość wzgledna Warunek w łączania: SOSN="A" Opis stanu: E / IRI max / w = wadliwość IRImax ,3 3,4 DP_5:, AP_997: 483 (8,9%) DP_5:, AP_997: 4 (7,8%) DP_5:, AP_997: 93 (3,7%) DP_5:, AP_997: 34 (59,3%) Suma = 58 (%) AP_997: 344 (67,%) DP_5: 333 (63,%) I II III IV Wadliw ość: Anomalie w = 5% Z obiektami w = 36% (E) Bez obiektów w = 95% w = % (IRImax = Eiri) a) Przykład zmiany stanu odcinka nawierzchni w założonym okresie eksploatacji drogi: I., /,4 / w = 5,%,,,4,6,8,,,3,4,6 Model prognozy (zu)życia nawierzchni,8, II.,3 / 3,3 / w = 5,% Eiri b) Przykład zmiany stanu odcinka nawierzchni w okresie gwarancyjnym drogi wg danych z Gwarancji Jakości: III.,3 /,4 / w = 5,8%,8 I II Oceny równości nawierzchni IV., /,6 / w = 87,5%,6 minkm U w a g a. diri max =, to jest wielkość niewykrywalna dla urządzenia pomiarowego,4, wg AP_997 wg DP_5 E =, mm/m; w = 5,% E =,3 mm/m; w = 5,% III 34 IV Wartość IRI, mm/m

35 ,,4,6,8,,4,6,8 3 3, 3,4 3,6 3,8 4 Częstość Wartość największa IRI, mm/m Model prognozowania ocen równości nawierzchni Wykres rozrzutu IRImax względem Eiri; kategorie względem DP_5 i AP_997 Model IRI 5v*7833c Model prognozy (zu)życia nawierzchni drogowych Warunek włączania: SOSN="A" 6 Wadliwość: Anomalie 5 w = 5% n = 3 AP_997: 3,% E =,99 DP_5: 3,%,% 6 Eiri; IRI max Droga SX, km qmax =,5 6 km, BA Eq =,7 jezdnia: lewa i prawa pasy : z, s i w 5 q = Data: r. IRImax = 3,3 mm/m IRImax =,4 mm/m n = Eiri =,3 mm/m 5% 36% 95% % 4 Z obiektami IRImax 3,3 3,4 w = 36% (E) Bez obiektów w = 95% w = % (IRImax = Eiri),,4,6,8,,4,6,8 Wartość średnia IRI, mm/m 7 f(q) 6 f(q),,,4,6,8,,,3,4,6,8, n = 3 Eq =,68 Dq =,8 qmin =,48 qmax =,4 Eiri Eq =,7 Dq =,37 q = IRImax / Eiri 35

36 ,,5,5,75,,5,5,75,,5,5,75 3, 3,5 3,5 3,75 4, 4,5 Wartość IR I, mm/m,,5,5,75,,5,5,75,,5,5,75 3, 3,5 3,5 3,75 4, 4,5 Linia pomiarowa,4,8,,6,4,8 3, 3,6 4 4,4 4,8 5, 5,6 6 6,4 6,8 7, 7,6 8 Częstość (liczebność) Skumulowana częstość względna Przykład graficznej prezentacji wyników badań równości podłużnej Histogram i dystrybuanta jednostkowych ocen równości (dl = 5 m) dla nawierzchni betonowej na lewej jezdni autostrady E,48 mm/m D,4 mm/m n 79 de95%,3 mm/m min,64 mm/m max 3,3 mm/m Pas: A - awaryjny W - wolny S - szybki IR I, mm/m f(x) F(x) % 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% % % % Na pasach po 3 linie pomiarowe Wykres warstwicowy jednostkowych ocen równości dla nawierzchni betonowej na trzypasmowym odcinku lewej jezdni autostrady, od km + do km 4+4 (Wartosci IRI dla 9 linii pomiarowych z krokiem dl = 5 m, w skali od, mm/m do 3,5 mm/m, co,55 mm/m),-,75,75-,3,3-,85,85-,4,4-,95,95-3,5 Kierunek ruchu pojazdów A3 A A W3 W W S3 S S Lokalny kilometraż autostrady Wykres wartości średnich (E ) oraz rozstępów (min, max ) pomiędzy jednostkowymi ocenami równości na szerokości lewej jezdni autostrady min max E 4,6 3,5,4,3, 36

37 Co warto wiedzieć? IRI nie jest miarą kształtu danej nierówności nawierzchni lecz oceną wielkości jej oddziaływania na jadący pojazd. Naturalny rozkład IRI jest niezmienniczy w czasie, a opisująca go wartość IRI śr pozostaje w stałej współzależności ze wszystkimi ocenami pozycyjnymi IRI α. Niepewności ocen równości IRI śr i IRI max, są większe od przedziału zaokrągleń liczb. Przy czym najmniejszą precyzją ze wszystkich parametrów charakteryzuje się IRI max, co ma związek z procedurą jej obliczania oraz pomiaru, dlatego jest najmniej pewną oceną w rozliczeniach za jakość prac wykonawczych. Obszar akceptacji dla ocen równości nawierzchni wyznacza górna granica przedziału tolerancji. Zaostrzono kryteria odbioru, szczególnie dla dróg klasy G. Proponowany zaś system zachęt i kar za jakość wykonania nawierzchni nie jest zgodny z naturalnym rozkładem IRI i ogólnym modelem prognozy zużywania się nawierzchni. Planograf, jako jedna z innowacji znowelizowanych wymagań technicznych, jest wsteczną metodą pomiarową o paśmie rozpoznawania nierówności w zakresie fal krótkich, które w procesie kształtowania wielowarstwowej konstrukcji na ogół nie przenoszą się na warstwy wyższe. Dozorowanie równości od najniższej warstwy metodą profilometryczną (wbrew znowelizowanym wymaganiom technicznym) oraz niestandardowe metody analizy wyników, mogą być gwarancją lepszej jakości wykonania nawierzchni. 37

38 Polska Inżynieria Sp. z o. o. ul. Nowogrodzka 6B lok. 9 - Warszawa d.godlewski@il.pw.edu.pl s.szpinek@polskainzynieria.pl 38