Przedmiotem wynalazku jest sposób klasyfikacji nierównosci twardej nawierzchni drogowej, ulicznej, lotniskowej lub kolejowej z podzialem na kategorie uzytecznosci badanej nawierzchni.Z dotychczas stosowanych sposobów klasyfikacji nierównosci nawierzchni znany jest sposób okreslania tych nierównosci, polegajacy na sumowaniu pionowych wzglednych przemieszczen ramy specjalnej przyczepki pomiarowej w odniesieniu do toczacego sie po nawierzchni pojedynczego kola tejze przyczepki zjedna szybkoscia pomiarowa wynoszaca 32 km/gedz.Przemieszczenia ramy sa przetwarzane na modulowane sygnaly elektryczne, które po dalszym zdemoduiowaniu sumowane sa w liczniku, przy czym kazdemu sygnalowi odpowiada przemieszczenie równe 0,001 cala. Wskaznikiem nierównosci jest liczba, okreslajaca sume tych sygnalów na odcinku jednej mili.Jednoczesnie na drugim mierniku, który stanowi oscylograf petlicowy, rejestrowane sa obroty kola w postaci znaczników i okreslona krzywa nierównosci. Sposób ten pozwala na wystarczajaco dokladne okreslenie nierównosci, ale jest powolny w eksploatacji i przeznaczony jest do analizy krótkich odcinków nawierzchni.Jedna szybkosc pomiarowa jest dodatkowa niedogodnoscia tego sposobu.Celem wynalazku jest uproszczenie, zautomatyzowanie i przyspieszenie pomiarów, jak równiez w duzym stopniu uniezaleznienie jakosci pomiarów dlugich odcinków hawierchni od nattezenia ruchu, stanowiacego przeszkode w wykonywaniu pomiarów. Mozliwosc zmiany szybkosci pomiarowych pozwala na analize nawierzchni równych z duzymi szybkosciami, jak i nawierzchni bardzo nierównych z malymi szybkosciami.Sposób wedlug wynalazku polega na zastosowaniu jednego lub kilku kól pomiarowych tak usytuowanych, aby wzajemne oddzialywanie ukladu pomiarowego i pojazdu ciagnacego bylo jak najmniejsze i aby slady kól pojazdu mozliwie jak najdokladniej pokrywaly sie ze sladami kól pomiarowych, dzialajacych niezaleznie. Parametry wlasnosci dynamicznych tych kól powinny byc latwe do sprawdzenia i miescic sie w uprzednio przyjetych granicach.Analizowane przyspieszenia pionowe sa wypadkowa efektów dynamicznych powodowanych nierównosciami nawierzchni i wlasnosci dynamicznych kola pomiarowego oraz stanowia wartosc wzgledna, powtarzalna w jednakowych warunkach pracy, Przyspieszenia te, jako aperiodyczne wartosci analogów?,2 90 976 przetwarzane sa nastepnie na pojedyncze sygnaly elektryczne, odpowiadajace ustalonym wartosciom okreslonym jako progowe, tak uszeregowanym, aby byla zachowana wspólzaleznosc pomiedzy efektami dynamicznymi przy róznych z góry okreslonych szybkosciach pomiarowych, a efektami dynamicznymi ustalonymi dla szybkosci wzorcowej, co jest uzyskiwane poprzez automatyczne przelaczanie grup tych sygnalów, przypisanych poszczególnym szybkosciom pomiarowym.Liczba progów przyspieszen moze byc dowolna, a jedynym ograniczeniem moze byc zdolnosc rozdzielcza stosowanych urzadzen.Otrzymane w ten sposób ciagi znormalizowanych co do ksztaltu i amplitudy sygnalów elektrycznych porównywane sa miedzy soba, skutkiem czego nastepuje wybór sygnalu odpowiadajacego najwyzszemu progowi przyspieszenia, wystepujacemu w jednostkowym odcinku drogi o dlugosci ustalonej umownie.Jednostkowy odcinek pomiarowy powinien byc jak najkrótszy. Otrzymany w ten sposób sygnal odpowiada kategorii równosci nawierzchni w obszarze jednostkowego odcinka, wedlug uprzednio ustalonego progracnu. Sygnaly te przekazane zostaja do rejestratora zapisujacego wynik, i jednoczesnie do pierwszego rejestru pamieci, w którym sa sumowane po uprzednim przemnozeniu przez umowne liczby, odpowiadajace kategoriom nawierzchni, a po okreslonej liczbie pomiarów jednostkowych zdekodowane na nastepny sygnal wprowadzony równolegle do rejestratora i nastepnego rejestru.W tym rejestrze, jak i w ewentualnych nastepnych dokonywane sa przeliczenia sygnalów wedlug programów podobnych do poprzedniego.Sposób wedlug wynalazku w stosunku do znanych sposobów, dzieki wprowadzeniu dwóch lub wiekszej ilosci ukladów pomiarowych, których slady pokrywaja sie ze sladami kól pojazdu, zbliza warunki pomiaru do warunków, w jakich pojazd porusza sie po nierównosciach nawierzchni.Pomiar wartosci wypadkowej przyspieszen pionowych wywolanych nierównosciami drogi i wlasnosciami dynamicznymi ukladu pomiarowego jako wartosci wzglednej, upraszcza uklad pomiarowy i pozwala na usuniecie elementów tlumiacych z ukladu pomiarowego, których parametry trudno jest utrzymac na stalym poziomie.Przetwarzanie wartosci analogowej mierzonego przyspieszenia pionowego na pojedyncze sygnaly elektryczne polega na takim ustawieniu odstepów progów podzialu, aby dla sasiednich progów zostala zachowana zaleznosc zgodna w przyblizeniu ze wzorem: a = A • w2, gdzie: a — oznacza mierzone przyspieszenie pionowe, A — amplitude przemieszczenia, w — okres przebiegu.Tak dokonany podzial pozwala na stosowanie kilku szybkosci pomiarów z mozliwoscia odniesienia pomiarów do szybkosci uznanej za wzorcowa, a wiec pozwala na ocenianie zarówno nawierzchni dobrych jak i nawierzchni bardzo zniszczonych.Stosowanie krótkich jednostkowych odcinków pomiarowych ulatwia lokalizacje uszkodzen nawierzchni, co pozwala na czastkowe naprawy uszkodzonej nawierzchni. Zapisywanie kolejnych wartosci srednich ulatwia ocene dluzszych odcinków pomiarowych. Ponadto sposób moze znalezc zastosowanie w kolejnictwie. Wiadomo, ze szyny kolejowe ulozone sa z pewna tolerancja liniowosci, jak i równoleglosci. Odchylki te sa powodem wezykowania taboru kolejowego w ruchu. Ruch wezykowy powoduje dynamiczne uderzenia obrzezy kól o szyny. Efekty dynamiczne tego ruchu poprzecznego klasyfikowane wedlug sposobu, sa umowna miara równosci poprzecznej nawierzchni kolejowej. Zainstalowanie na kazdym elektrowozie urzadzenia dzialajacego wedlug sposobu, a sprezonego z systemem alarmowym lub hamulcowym wplynie w pewnych granicach na bezpieczenstwo jazdy, szczególnie na lukach torów. Stala kontrola nawierzchni dzieki uzyskanym wykresom równosci wplynie na konserwacje tychze, co znajdzie odbicie w zmniejszeniu zuzycia szyn, kól, taboru i,zwiekszeniu wygody jazdy.Na fig. 1 jest odtworzony schemat blokowy ukladu do pomiaru nierównosci nawierzchni z usrednieniem informacji o odcinkach dziesieciometrowych w odstepach co jeden kilometr drogi, a na fig. 2 —,schemat blokowy ukladu z usrednieniem informacji o odcinkach kilometrowych w odstepach co dziesiec kilometrów.Dwa kola pomiarowe 1 zaopatrzone sa w mierniki 2 reagujace na przyspieszenia pionowe, wywolane nierównosciami nawierzchni i zaklóceniami wynikajacymi z konstrukcji mechanicznej ukladu pomiarowego.Kazdy miernik 2 zawiera trzy niezalezne przyspieszeniomierze kontaktowe o regulowanej sile docisku pomiedzy stykiem beleczki reagujacej na przyspieszenia a stykiem sruby mikrometrycznej.Kazdy z przyspieszomierzy ustawiony jest na inna wartosc przyspieszenia dzieki czemu na wyjsciu otrzymuje sie sygnaly elektryczne odpowiadajace nastawionym uprzednio progowym wartosciom przyspieszenia.Sygnaly te przesylane sa przewodami do bloków 3 formujacych zbocza sygnalów, na wyjsciu których otrzymuje90 976 3 sie sygnaly prostokatne, wlasciwe dla sterowania funktorów nastepnych bloków. Impulsator 5 Sterowany jest tarcza z otworami 6 zamocowana na wale napedowym pojazdu. Kazdy sygnal Jk wywolany kolejnym otworem w tarczy odpowiada okolo 0#03 m przebytej drogi. Sygnaly z bloków formujacych 3 przesylane sa do przelacznika 4, w którym sygnal 8 X Jk z miernika drogi 8 wlaczanaprzemian do pomiaru mierniki jednego i drugiego kola. Sygnaly progowe przyspieszen z kolejnych odcinków drogi przekazywane sa z przelacznika 4 trzema przewodami do bloku wybierajacego 7. Zadaniem bloku 7 jest wybieranie ekstremalnej wartosci progowej chwilowego przyspieszenia odbieranego przez obydwa kola, W bloku miernika drogi 8 po przejechaniu kolejnych trzystu czterdziestu jeden odcinków o dlugosci okolo 0,03 m, wytworzony zostaje sygnal L odpowiadajacy m przebytej drogi. Sygnal ten przeslany do bloku wybierajacego 7 wyzwala nastepny sygnal -^odpowiadajacy wybranemu ekstremalnemu progowi przyspieszenia. Jezeli na dowolnym odcinku L nie zostal przekroczony zaden próg przyspieszen, to sygnal pojawi sie na wyjsciu I bloku wybierajacego 7.Jezeli na odcinku L chociaz raz zostanie przekroczony najnizszy pr.óg przspieszen, to sygnal pojawi sie na wyjsciu II. Jezeli na odcinku L chociaz raz zostanie przekroczony sredni próg przyspieszen, to sygnal pojawi sie na wyjsciu III. Jezeli natomiast na odcinku L chociaz raz zostanie przekroczony najwyzszy próg przyspieszen, to sygnal pojawi sie na wyjsciu IV.Wynika stad, co bylo zalozeniem sposobu, ze o klasie odcinka L decyduje pierwszy sygnal o najwyzszej wartosci progu przyspieszenia. Wszystkie pozostale przyspieszenia o nizszych lub takich samych wartosciach progowych nie maja wplywu na ocene klasyfikowanego odcinka.Sygnal, te okreslane jako sygnaly klasy odcinka L przesylane sa równolegle do bloku mnozników 9 oraz rejestratora 10 i zaznaczone w odpowiednich rubrykach, jak to jest przedstawione w tablicy I.T a b I i c a I Uklad znaków w rubrykach tasmy rejestratora odpowiadajacy klasom odcinka L Klasa równosci odcinka L 1 Rubryki tasmy rejestratora, liczone od lewej strony 2 3 4 IV I III " I II I I I W bloku mnozników 9 sygnal klasy moze byc przemnozony przez umowna liczbe mieszczaca sie w zakresie od 1 do 63. Operacja ta ma na wzgledzie przypisanie kazdemu sygnalowi klasy odcinka L odpowiednia wage.Na przyklad mozna zalozyc, ze na bardzo dobrych drogach nie dopuszcza sie istnienia odcinków L o czwartej klasie równosci nawierzchni, okreslanej sposobem wedlug wynalazku i wtedy tak dobiera sie mnoznik tego sygnalu, aby caly kilometrowy odcinek drogi zostal przekwalifikowany do klasy o stopien gorszej.Wiazki przemnozonych sygnalów przekazywane sa do licznika 11 sumujacego wszystkie sygnaly. Po przejechaniu stu odcinków drogi o dlugosci L z bloku miernika drogi 8 wysylany jest sygnal 100L do licznika 11, który dekodujac zawarta w nim sume wedlug uprzednio zalozonego programu i przesyla sygnaly odpowiednimi przewodami do rejestratora 10.Uklad znaków rejestrowanych w odpowiednich rubrykach tasmy odpowiadajacy poszczególnym klasom równosci przedstawiony jest w tablicy 11.W zalozeniach przewidziana zostala mozliwosc dwustopniowego usredniania wyników. Jeden z wariantów mozliwych do realizacji w automatycznym klasyfikatorze przedstawiony jest na fig. 2.Sygnaly klasy odcinków L dekadowane sygnalem 8 Jk, a wiec co okolo 0,24 m drogi, wychodzace swoimi torami z bloku wybierajacego 7 kierowane sa do bloku mnozników 12. Sygnaly z bloku 12 przemnozone przez umowne liczby np. dla klasy I przez jeden, dla klasy II przez dwa, dla klasy III przez trzy, dla klasy IV przez cztery, sumowane r ? w liczniku 13.Sygnalem dekodujacym licznik 13 jest impuls wychodzacy z licznika drogi 8 (fig. 1) po przejechaniu odcinka 42 L = 10 m = 34IJk - Lj. Pojawiajace sie w tym momencie sygnaly na wyjsciu licznika 13 równolegle kierowane sa do rejestratora 10 i rejestrowane, jak to przedstawiono w tablicy I oraz do bloku 9 i dalej, jak opisano w przykladzie z rysunku (fig. 1).4 90976 Tabljca II Uklad znaków w rubrykach tasmy rejestratora, odpowiadajacy klasom odcinka 100 L Klasa równosci Rubryki tasmy rejestratora, liczone 1km od strony lewej I 4,5 I 4 .- I 3,5. I I 3 I 2 I I 1 I Dynamiczne oddzialywanie nierównosci nawierzchni jes zalezne od szybkosci przeprowadzania pomiarów.Dlatego tez w urzadzeniu zaprojektowano blok pomiaru predkosci pojazdu 14 (fig. 1) sterowany sygnalem Jk.Blok 14 daje odpowiedz sygnalowa tylko wtedy, gdy szybkosc pojazdu wyniesie 40, 60 lub 80 km/godz t odchyleniem plus minus 2 km/godz, co zostaje uwidocznione zapalaniem sie lampek sygnalowych na monitorze umieszczonym przed kierowca.W przypadkach zblizania sie lub oddalani od Wymienionych szybkosci na czolowej tablicy monitora zapalaja sie lampki ostrzegawcze sygnalizujace koniecznosc szybsze] lub wolniejszej jazdy. Aktualna szybkosc pomiarowa zarejestrowana zostaje na tasmie papierowej w rubrykach dziewiatej, dziesiatej i jedenastej.Poniewaz konieczne jest synchronizowanie znaków na tasmlez klasyfikowanymi odcinkami drogi, zaprojektowano dodatkowy przycisk 16, po nacisnieciu którego w skrajnej prawej dwunastej rubryce pokazuja sie znaki kontroli trasy K. PL