Instrumentoitu tierakenne VT4 Temmes

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Instrumentoitu tierakenne VT4 Temmes"

Kari Manninen
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

tavoitteena on hankkia tutkittua tietoa toa liikenteen ja ympäristötekijöiden vaikutuksista tierakenteen toimintaan.

1 Päällyste antavakerros + mm 2 mm AB 18/2 + AB 14/12 am #- Jakavakerros 3 mm am #-1 19 mm Suodatinkerros 123 mm Hk 1 Pohjamaa HkSi Toteutus Tielaitoksen Oulun tiepiiri Oulun yliopiston tie- ja liikennetekniikan laboratorio Tavoitteet Instrumentoidun tiehankkeen tavoitteena on hankkia tutkittua tietoa toa liikenteen ja ympäristötekijöiden vaikutuksista tierakenteen toimintaan. Pääpaino on liikenteen kuormitusvaikutusten tutkimisessa. Tutkimuksen rahoitus Oulun yliopisto Tielaitos, Oulun ja Lapin tiepiirit Tiehallinto, Tierakenteiden tutkimusohjelma

2 Päällyste antavakerros 1 venymäanturia poikittaiset ja pitkittäiset venymät asfaltin alapinnassa Jakavakerros 9 potentiometriä ja 1 LVDT pystysuuntaiset siirtymät rakenteessa 2 19 mm Suodatinkerros 9 painerasiaa pystysuorat paineet rakenteessa 24 PT1 anturia lämpötilat rakenteessa TDR kosteusanturia kosteudet rakenteessa Pohjamaa Resistiivinen routamittari Routaputki roudan syvyys 2 huokospaineanturia huokospaine suodatinkerroksessa ja pohjamaassa

3 Laser-ajotapamittauslaitteiden ajotapamittauslaitteiden toiminta 2. laser m 1. laser Sivuetäisyys l,l 1 2 Ajotapa 3 t 3, l 2 t 2 t 1, l 1 1. Rekisteröidään aika t 1, kun ajoneuvon keula katkaisee 1. laserin säteen. Samalla rekisteröidään etäisyys l Rekisteröidään aika t 2, kun ajoneuvon perä on juuri ohittanut 1. laserin säteen. 3. Rekisteröidään aika t 3, kun ajoneuvon keula katkaisee 2. laserin säteen. Samalla rekisteröidään etäisyys l 2. Ajoneuvon nopeus (m/s) v t 3 t 1 Ajoneuvon pituus (m) v *(t t ) l 2 1

4 4 Internet Internet Intranet Intranet Vasteet Vasteet Lämpötilat Lämpötilat Ajotapa Ajotapa Vahvistus Vahvistus Digitointi Digitointi Tallennus Tallennus Pakkaus Pakkaus Muunnos Muunnos Digitointi Digitointi Tallennus Tallennus Pakkaus Pakkaus Digitointi Digitointi Tallennus Tallennus Pakkaus Pakkaus Purku Purku Varastointi Varastointi äsittely äsittely Valinta Valinta opiointi opiointi Muunnos Muunnos Suodatus Suodatus Tulkinta Tulkinta Hallinta Hallinta Hallinta Hallinta : : Anturit Anturit : : Automaattinen Automaattinen mittausjärjestelmä mittausjärjestelmä Oulu: Oulu: Hallinta, Hallinta, n siirto n siirto n käsittely n käsittely

5 Perusvastekuvat 2 2 P2 4 3 P Paine (Pa) 1 1 Paine (Pa) Aika (s) Aika (s) 8 Paine (Pa) P4 kesällä Paine (Pa) P4 talvella Aika (s) Paineantureiden sijainti: P2, jakavakerros, P4, suodatinkerros, P, suodatinkerros, Aika (s) 4 mm tien pinnasta 7 mm tien pinnasta 11 mm tien pinnasta

6 6 Tutkimustuloksia: Ympäristötekijät Päällysteen keskimääräisen lämpötilan ja alapinnan lämpötilan määrittäminen pintalämpötilan perusteella Päällysteen paksuus 1 mm 9382 tuntilämpötilaa vuosilta 1998, 1999, 2 mukana ovat ne lämpötilat, jolloin koko on ollut sula Lukumäärä (kpl) T Mallin lämpötila ( C) AB keski Todellinen AB:n keskilämpötila Mallin lämpötila ( C) Todellinen AB:n keskilämpötila ( C) 2π(4.681 tunti).26 *sin 24 2π(18.6 vrk) 1.4*sin *T +.43 AB yläp int a Lukumäärä (kpl) Mallin lämpötila ( C) T Todellinen AB:n alapinnan lämpötila Mallin lämpötila ( C) Todellinen AB:n alapinnan lämpötila ( C) AB alapinta 2π(4.681 tunti) 1.2*sin 24 2π(18.6 vrk) 2.19*sin * T +.86 AB yläpinta

7 Roudan vaikutus suodatinkerroksen paineisiin Mitattujen P4- paineiden lukumäärä pienenee huomattavasti tierakenteen routaantuessa Vuorokausittaisten paineiden fraktiilin 98 arvo pienenee nopeasti tierakenteen routaantuessa Lukumäärä elokuu 1999 lokakuu 1999 joulukuu 1999 helmikuu 2 huhtikuu 2 Paine_F98 Lukumäärä kesäkuu elokuu 2 Paine ( (kpa kpa) 7 Routarajan edettyä anturitasolle paineet vakiintuvat tasolle, joka on n. 1% kesäajan tasosta Tierakenteen jäätyminen tai sulaminen anturitason (7mm) alapuolella ei juurikaan vaikuta mitattuihin paineisiin Roudan syvyys (mm) elokuu lokakuu Anturin P4 asennussyvyys esäaika joulukuu 1999 Routaantuminen helmikuu 2 Routa Talviaika huhtikuu 2 Roudan sulaminen kesäkuu 2 Paine_F98 esäaika elokuu Paine ( (kpa kpa)

8 Ajoneuvojen sivusuuntainen jakauma 16 % 14 % uorma-autot autot Henkilöautot 8 Osuus ajoneuvoryhmästä 12 % 1 % 8 % 6 % 4 % Reunaviiva 1.2 m Anturilinja 1.6 m 2 % % Ajoneuvon oikean reunan etäisyys päällysteen reunasta (m)

9 Ajolinjan vaikutus paineeseen Yksikköpyörät n223 Paripyörät n Paine ( (kpa kpa) Reunaviiva 1.2 m Anturilinja 1.6 m Ajoneuvon oikean reunan etäisyys päällysteen reunasta (m)

10 Päällysteen lämpötilan vaikutus P4-paineeseen 1 Määritysmenetelmä: Tarkastelussa vuosien 1998 ja 1999 sulan ajan etuakselien aiheuttamat P4-paineet Lämpötila-arvona arvona päällysteen alapinnan lämpötila Paineet jaettu kahden asteen lämpötilaluokkiin Luokittaiset fraktiilien arvot Paine ( (kpa kpa) n Lämpötila ( C) Lämpötilan vaikutus paineisiin lähes lineaarinen välillä -2 C evään tulokset kohottavat alhaisten lämpötilaluokkien paineita Muiden olosuhdetekijöiden vaikutus sulan ajan P4-paineisiin vähäinen Lämpötilamuutoksen vaikutuksen erilaisuus eri fraktiileilla aiheutuu ajolinjan vaikutuksesta sekä sitomattomien rakennekerrosten jännityslujittumisesta F9 F9 F7 F F2 F1

11 Lämpötilan ja ajolinjan yhteisvaikutus P4-paineeseen p e 2 2 1*t+ 2*s + 3*s+ 4*s t+ *s*t missä p paine (kpa) t lämpötila ( C) s sivusuuntainen etäisyys (m) A B C D E F G H I J L A * m + B C * m + D E * m + F G * m + H I * m + J * m + L 4.733E E E E E E E E E-.888E E E+ 2 1 Lämpötila ( C) m8 kg noin 22 raskaan ajoneuvon etuakselia luokittelu lämpötila- ja ajolinjaluokkiin näytteiden lukumäärä (n) on 639 selitysaste (R 2 ) on 97.84% Sivusuuntainen etäisyys (m) Paine (kpa( kpa)

12 Mittaus uormitus-paine -yhteys Painemittaus Lämpötilamittaus Ajotapamittaus Tulosten käsittely rajaus, suodatus Akselipainekanta Lämpötilakanta Ajotapakanta Yhdistäminen mittausajat pituus/akselimäärä Yhdistetty tietokanta 12 Luokittelu lämpötila-ajolinjaluokatajolinjaluokat Tilastollinen käsittely painejakaumat massajakaumat fraktiilit Luokittaisten akselipaineiden fraktiilit Ajolinjan ja lämpö- tilan vaikutus paineisiin Lkm-jakauma ajolinjoittain Vertailufraktiilit Lkm-jakauma ajolinjoittain Laskentamenetelmä: Akselimassa f(paine, ajolinja, lämpötila) ASELI- MASSA Akselimassa-paine yhteys vertailuarvoilla AMT-tulokset uormitustestit

13 Dokumentointi ja raportit ilponen, A Tierakenteen instrumentointi Instrumentointiin soveltuvien antureiden arviointi kirjallisuuden n perusteella Sopivien antureiden valinta eo.. tarkastelun ja laskettujen vasteiden perusteella oekohteen instrumentoinnin toteutus ja tarkka dokumentointi Lämsä, V-P. V Instrumentoidun tierakenteen mittaus- ja tutkimussuunnitelma Ensimmäiset koeluonteiset testaus- ja vertailumittaukset Teoreettisesti laskettujen ja mitattujen vasteiden vertailu Suunnitelma koetien tuottamien tietojen hyväksikäytöstä tulevaisuudessa uudessa 12 Sikiö, J Temmeksen instrumentoidun koetien havaintomittaukset Instrumenttien sen hetkisen toimintakunnon määrittäminen Tunnettujen tekijöiden vaikutus vasteisiin Laajahkot testiajot eri olosuhteissa ja tulosten vertailu teoreettisiin ttisiin arvoihin Ryynänen, T. 2. Instrumentoidun tierakenteen mittaukset. Ympäristötekijät TIEL Tarkka lämpötila tierakenteesta.. 3. m väliltä kahdesta kohtaa poikkileikkausta Päällysteen pintalämpötilan malli ja tarkka roudan kulku rakenteessa essa Savolainen, M. 21. uormitus-paine yhteyden määrittäminen Pitkän ajan mittaustulosten jalostaminen hyödynnettävään muotoon Lämpötilan ja sivusijainnin vaatimat korjaukset paineeseen Akselimassan ja paineen välinen riippuvuus

Samankaltaiset tiedostot

Temmeksen koetien tutkimukset 1996-2001: Yhteenvetoraportti

TIEHALLINTO Mika Savolainen, Teuvo Ryynänen, Jouko Belt, Esko Ehrola Temmeksen koetien tutkimukset 1996-21: Yhteenvetoraportti Tiehallinnon selvityksiä 69/21 Roudan syvyys [mm] 2 4 6 8 1 12 14 16 18 Aika