KARAYOLU YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN ÖLÇÜMÜ.
YayınlayanBerk Özal Değiştirilmiş 1 yıl önce
... konulu sunumlar: "KARAYOLU YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN ÖLÇÜMÜ."— Sunum transkripti:
1 KARAYOLU YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN ÖLÇÜMÜ
2 YÜZEY DOKUSU (TEXTURE) ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ
1.	Mikrodoku 2.	Makrodoku 3.	Megadoku
3 Mikrodoku 1.1. Dolaysız Yöntem
Bir mikroskop kullanımı dolaysız bir yöntem olarak düşünülebilmektedir. Bununla birlikte, bu yavaş bir işlem olup, fotoğrafik kayıt sistemli oldukça gelişmiş bir mikroskop gerektirmektedir. Mikrodokuyu ölçme güçlüğü göz önüne alındığında dahi, bu yöntemi kullanmak çok zor olmaktadır. Bugüne kadar yapılmış yalnızca birkaç çalışma bu yöntemin kullanılmasına yol açmış bulunmaktadır. Buna bir örnek Dromometre’dir.
4 Dromometre Dromometre, belirli bir profildeki yüzeyi adım adım izleyen (kopya eden) bir alettir. Augustin tarafından geliştirilmiştir. Şekil 1, izleme (kopyalama) ünitesini göstermektedir.
6 Yükseklik sayacı, bir torna tezgahı oturağına monte edilmiş, artan özellikli bir alıcı (izleyici-kopyalayıcı) dır. İzleyicinin (kopyalayıcının) içerideki kısmı, her 1/100 mm’de işaretlenmiş bir cam cetvel içermektedir. Cam cetvel, izleme (kopyalama) iğnesine dik (sıkıca) bağlanmış bulunmaktadır. Cam cetvel, bir kademeli motor (yürütme motoru) tarafından yol gösterilen izleme iğnesinin hareketi sayesinde, bir ışık kaynağı ve fotodiod arasında yukarı ve aşağı doğru hareket ettirilmektedir. Bu hareket, elektrik itici kuvvetleri yaratmaktadır. Bu itici kuvvetler ve izleme (kaydetme) iğnesinin hareketleri kaydedilmekte ve veri taşıyıcısında depolanmaktadır.
7 1.2. Dolaylı Yöntemler PIARC’a göre, dolaylı yöntemler,
Portatif Kayma Direnci Ölçücü (Portable Skid Resistance Tester) Bir romörk veya taşıt içine monte edilen Dinamik kayma direnci ölçümleri (BFC veya SFC) kullanmaktadır.
8 Makrodoku 2.1. Dolaysız Yöntemler
Makrodokuyu doğrudan doğruya (dolaysız olarak) ölçmek için en sık kullanılan yöntemler, Kum Yama, Lazer ve Üç Boyutlu Fotoğraflama yöntemleridir.
9 Kum Yama Yöntemi Bu yöntem, en yaygın biçimde kullanılan yöntemdir. Deney, belirli bir miktarda kumu yol yüzeyine yaymadan meydana gelmektedir. Bu şekilde, “kum yama” denilen dairesel bir alan elde edilmektedir. Kum yayılma hacmi ve kaplanan yüzey alanı arasındaki, çıkıntıların ortalama yüksekliğini vermekte ve buna geleneksel olarak Kum Yama yöntemine göre doku derinliği” denilmektedir. Elde edilen değerler 0.5 ve 5 mm arasında değişmektedir. Deneyin prensibi Şekilde gösterilmektedir. Bu yöntem ile denenen yol yüzey alanı çok sınırlı bulunduğu için, deneyin, ortalama değer ve yol yüzeyi makrodokusunun dağılımı ile ilgili temsil edici nitelikte bir fikir vermek amacıyla bir çok yerde yapılması gerekmektedir.
10 Kum Yama yöntemi çoğunlukla kullanılmakla birlikte, bu yöntem ile ilgili bazı sınırlamalar ve ulusal farklılıklar mevcut bulunmaktadır. Bunlar, bu yöntemin ıslak koşullar altında kullanımının zor olması, zayıf üretilebilirlik, yavaş işleyiş, kullanılan kumun tane dağılımı, kumun yayılma şekli, ölçümlerin yeri ve sayısı vb. şeklinde sıralanabilmektedir. Bu nedenlerin bazıları ile ilgili olarak, son yıllarda Amerika ve Avrupa’da, kum yerine küçük cam boncuklar kullanma olanağını araştırmak üzere, çalışmalar yapılmış bulunmaktadır. Daha ileri varyasyonlar, yağ yama yöntemi ve silikon macun basma yöntemi olabilmektedir. Kullanılan ilave araştırma aletleri üç boyutlu fotoğrafik analiz ve profil izlemeye dayanan yöntemleri kapsamaktadır. Fakat, kum yama yöntemi bugün bile, yol yüzeylerinin ortalama doku derinliğini kontrol etmek üzere yol mühendislerinin rağbet ettiği bir yöntem olmaktadır.
12 Lazer Esaslı Yöntemler
Kum Yama deneyinin sınırlamaları karşısında, başka yöntemler bulmak amacıyla araştırmalar yapılmıştır. Son zamanlardaki çok sayıda yöntem bir ışık kirişi analizine dayandırılmıştır. Bunlar, içinde, herhangi bir taşıt hızında makrodoku derinliğini ölçebilen aletler bulunan taşıta yol göstermiştir. Bu aletlerin bazıları çarpıntılı Lazer ışığı, bazıları Lazer ışığı depolarizasyonu ve hatta bazıları da yüzey dokusunun iz bırakması şeklindeki değerlendirmeyi kullanmaktadır.
13 Avrupa’da düzenli olarak kullanılan sistemler, Fransızlara ait Rugolaser (French Rugolaser),
İsveç’e ait Lazer Yol Yüzey Ölçücüsü (Swedish Laser Road Surface Tester), İngiliz Ulaşım Araştırma Laboratuvarı’na (British Transport Research Laboratory – TRL) ait Yüksek Hızlı Yol İzleme (High-Speed Road Monitor) ve Yüksek Hızlı Doku Sayacı (High-Speed Texture Meter) ile, Belçika Yol Araştırma Merkezi’ne (Belgian Road Research Center – BRRC) ait Yer Değiştirebilen Lazer Profilometresi (Mobile Laser Profilometer) ve Statik Profilometre (Static Profilometer) olarak sıralanabilmektedir.
14 Esasen bu yöntemlerde, alıcı, bir lazer kirişi eğik olarak, yani yolculuk yönüne dik bir düzleme 30° – 40° lik bir açıda yöneltildiğinde, yol yüzeyinden geriye doğru enerji yayan, çarpıntılı yarı iletken Lazer ve depolarize Lazer ışığı kullanan alıcı optik bir sistemden oluşmaktadır
16 Yaygın şekilde yansıtılan kiriş bir fotodiod düzeninde ayarlanmakta ve diodun aydınlatılması sağlanarak, lazer ile aydınlatılan yoldaki noktaya olan uzaklığı ölçmek olası hale gelmektedir. Günümüzde uzmanlar, temassız (lazer esaslı) bir yöntem ile Kum Yama yönteminin yer değiştirmesine çalışmaktadırlar. Bu, araştırmacılar ve karayolu topluluğu açısından çok iyi bir fırsat olacaktır. Çünkü, bu deney maliyetlerini azaltarak, ölçüm sonuçlarını hızla değerlendirilebilmeleri olası hale gelecektir. Fakat bugün çok sayıda lazer esaslı yöntem kullanılmaktadır. Donanımın her bir parçasının farklı bir hesap yöntemi ve kaide uzunluğu bulunmaktadır. Bu nedenlerle, bazen çeşitli tipte donanım arasında farklılıklar mevcuttur. Bununla birlikte, kum yama ve lazer yöntemleri arasındaki karşılıklı ilişki (korelasyon) çok iyidir. Şekilde, BRRC’ye ait sabit, Lazer esaslı sistem gösterilmektedir.
18 Üç Boyutlu Fotoğraflama Sistemi
Bu yöntem, 1973’de Schonfeld tarafından geliştirilmiştir. Schonfeld, üç boyutlu fotoğraf çiftlerini almak için tek mercekli, refleks bir kamera kullanmıştır. Kamera, yol yüzeyi örneği üzerindeki bir kutuya monte edilmiştir. Kutu, yaklaşık 45° lik bir açıda fotoğraflanan alanı aydınlatan elektronik bir flash ünitesi ile donatılmıştır. Kamera, kayan bir kaideye bağlanmış ve 95 mm lik iki ayrı pozisyondan yol yüzeyi fotoğrafları almıştır.
19 Üç boyutlu fotoğraflama yaklaşık 10 cm2 lik bir yol yüzeyi alanını kaplamıştır.
Kamera kutusu, trafik yönünün sağına bakan kutu kenarındaki ışık kaynağı ile birlikte, tekerlek geçiş yerinin ortasına yerleştirilmiştir. Yol yüzeyi üç boyutlu fotoğrafları, Şekilde gösterildiği gibi, bir ayna Stereoskop ile veya bir mikroskop altında görülmektedir. Böylece, makrodoku ve yüzey projeksiyonu (açısal, hemen hemen açısal ve her yönden gibi) yapılmaktadır.
21 Bu yöntem daha sonra Howerter ve Rudd tarafından otomatik hale getirilmiştir. Bu, ölçümlerin dijital hale getirilmesi ile sonuçlanmıştır. Elde edilen bu veriyi kullanarak, yol yüzeyi makrodokusunun haritasını çıkarmak olası bulunmaktadır.
22 Dolaylı Yöntemler Dolaylı makrodoku ölçme yöntemleri iki ana gruba ayrılabilmektedir: Drenaj yöntemleri ve Dinamik kayma direnci ölçümleri (BFC veya SFC) dir
23 Drenaj Yöntemleri Makrodoku, onun suyu, lastik/yol yüzeyi ara yüzünden hızla akıtma yeteneği ile esasen yol güvenliğine katkıda bulunduğu için, bir çok ölçüm sisteminin özellikle yol yüzeyinin drenaj yeteneğini ve hız ile kayma direnci ilişkisini ölçmek amacıyla başlatılması şaşırtıcı bulunmamaktadır. Statik sistemler, yol ağlarının denenmesinde önemli bir rol oynamakla birlikte, çabuk ve etkili izleme için dinamik bir sisteme gereksinim bulunmaktadır. Böyle bir sistem Fransa’da zaten kullanılmakta olup, 20 ve 40 km/saat arasındaki hızlarda giderken yol yüzeyinin drenaj yeteneğini ölçebilmektedir.
24 Bu sisteme Drainoroute adı verilmektedir.
Yol yüzeyi dokusu içindeki boşluklardan kaçan suyun akım oranı (hızı) sürekli ölçülmektedir. Suyun akım oranı (hızı) arttıkça, yüzeyin drenaj özellikleri daha iyi olmaktadır.
26 Genellikle söylenen, statik ve dinamik drenaj yöntemlerinin aynı prensibe sahip olduğudur, fakat su basıncında bir farklılık mevcut bulunmaktadır. Bu farklılığa rağmen, her iki yöntem de kum yama yöntemi ile iyi ilişkiler vermektedir.
27 Tekerlek Lastik/Yol Sürtünmesi ile İlişkili Yöntemler
Bu yöntemlerde uzmanlar SFC veya BFC ve makrodokuyu ilişkilendirmeye çalışmışlardır. Bu nedenle bunlar, kayma direnci ölçüm yöntemleri olarak ayrıca açıklanacaktır.
28 Megadoku Megadoku asla yalnız kendisi için ölçülmemiştir.
Bir Geometrik Düzgünlük ölçümü veya bir makrodoku ölçümü ürünü olarak ortaya çıkmaktadır.
29 GEOMETRİK DÜZGÜNLÜK (ROUGHNESS/EVENNES) ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ
Roughness veya (un)Evenness ölçülmekte Kaplamanın gerçek yol profilinden sapmaları belirli aralıklarla ölçülüyor Ham veriler, digital filitrelerden geçirilerek Dalga Boyu ve Genlikler belirleniyor
30 Ölçüm Yöntemleri • Quarter-Car Simulation. • Slope-Variance (SV).
• International Roughness Index (IRI).
31 Çeyrek Otomobil Simülasyonu Quarter-Car Simulation
Tepki tipli ölçü sistemi (Response Type Road Roughness Measurement Systems) Model : Otomobil amortisöründeki Yayın modellenmesi şeklindedir
33 Uluslararası Pürüzlülük İndeksi (International roughness Index)
Brasilya, Fransa, İngiltere ve Belçikada yapılan Uluslar arası Yol Geometrik Düzğünlügü Deneyleri soncunda geliştirilmiştir Ana amaç, Tüm ülkelerin kabul edebileceği standart bir pürüzlülük indeksi Ölçümlerin sonuçları (m/km) veya (mm/m) şeklinde verilmektedir.
34 Bu yöntem seçilirken, yöntemin :
Zamanla Değişmeyen Taşınabilir Tekrarlanabilir Herkez tarafından kullanılabilir olmasına dikkat edilmiştir
36 Düşük Hızlı Profil Ölçerler
Topografik Alım (Rod and Level) Teodolit yardımıyla kot ölçümü ölçüm uzun süre ister, işçilik ve maliyet yüksektir Kalibrasyon için de kullanılır
37 Düşük Hızlı Profil Ölçerler
38 Ruj Profilometresi (Dipstick)
Topografik Alım yöntemi yerine kullanılmakta Aynı hassaslıkla veri üretir Ölçümler noktasal değil Profil şeklindedir Daha hızlıdır Bir kişi ile ölçüm yapılır
40 Yüksek Hızlı Tepki Tipli Ölçüm Sistemleri
Ölçüm sisteminin bağlı olduğu faktörler : Sürüş karakteristikleri Taşı süspansiyonu Dingil ağırlığı ve Tekerlek Taşıt Hızı
41 Slope Variance
42 Tümsek Ölçer Bump Integrator
43 Mayes Sürüş Ölçer Mayes Ride Meter
44 Yüksek Hızlı Profilometreler
Profil ölçerler önceleri taşıt hıza ve tepkisine duyarlıydı Yeni profil Ölçerler ise bu duyarlılıkları : Ultrases Yüksek Hızlı Laser Çok Duyarlı İvme Ölçerler Elektornik Sinyal Süzme ( Filitre) Sistemleri İç Referans Sistemleri ile çok azaltmışlardır
45 Yüzey Dinamiği Profilometresi Surface Dynamics Profilometer (SDP)
46 YOL ANALİZATÖRÜ ROAD ANALYZER (ARAN)
47 Teknik Özellikleri Tekerlek İzi Kayma Direnci Geometrik Düzgünlük
Makro ve Megadoku Rigit Kaplama Bozuklukları (Derzler) Sağ Şeritteki Kaplama Bozuklukları Kamera ile Kaydedilir
"KARAYOLU YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN ÖLÇÜMÜ." indir ppt