SE512604C2 - Förfarande och apparat för mätning av en vägbanas bärighet - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 512 604 2 vid rätt position, men mönstret blir svårare att känna igen, ju slätare vägbanan är.

Om man väljer en relativt stor mätarea, är risken stor för att värdefull information bortfaller. Om man väljer att genomföra den första mätningen vid ett mycket litet mätomràde, är risken stor för att mätresultatet blir felaktigt, om den andra mät- ningen inte genomföres vid exakt samma position som den första mätningen, eftersom vägbanan ofta har ojämnheter av storleks- ordningen någon millimeter medan vägbanans elastiska nedböjning ofta ligger i området upp till någon enstaka millimeter. Ändamålet med uppfinningen är därför att komma till rätta med det nämnda problemet. Ändamålet är sålunda att anvisa en teknik som gör detrmfiligt att enkelt återfinna mätpositionen i samband med den andra mätningen, och att i mätpositionen tillhandahålla en slät mätyta, för att undanröja olägenheten med ojämnheter i vägytan. Ändamålet uppnås genom uppfinningen såsom den anges i det bi- lagda självständiga förfarandekravet. Ändamålet uppnås även genom apparaten såsom den anges i det bi- lagda självstända apparatkravet.

Utföringsformer av uppfinningen anges i de bilagda osjälvstän- diga patentkraven.

I grunden innebär uppfinningen att man på vägbanan placerar ut en mätkropp. På denna mätkropp genomföres både den första och den andra mätningen. Mätkroppen är vald sådan att den lätt kan detekteras, så att båda mätningarna kan genomföras vid en och samma position. Vidare är mätkroppen lämpligen utformad så att den erbjuder en väsentligen slät yta.

I en utföringsform kan man tillverka en kula av relativt mjuk asfalt, och kan man från fordonet skjuta ut kulan mot vägbanan, 10 15 20 25 30 35 512 604 3 så att kulan under viss tillplattning i samband med anslaget mot vägbanan, klistrar fast pà vägbanan. Kulan skjutes lämpli- gen ut så att den träffar vägbanan vid en position som över- sveps av två pà fordonet monterade avstàndsdetektorer. Vidare kan kulan naturligtvis skjutas ut för att träffa vägbanan pà ett i förväg bestämt avstånd fràn den närmaste mätanordningen, så att man med kunskap om fordonets aktuella hastighet och andra faktorer kan avgöra tidsavstándet mellan kulans utskjutning och den tidpunkt då kulan anländer till mätanordningens mätomràde.

Pà motsvarande vis kan man med kännedom om avståndet mellan mät- anordningarnas mätomràden vid vägbanan och fordonets hastighet beräkna den tidpunkt då den andra mätanordningens mätomràde täcker mätkroppen. Härigenom kan man begränsa mätningarna en- bart till de tidsavsnitt då man kan vänta sig att mätkroppen befinner sig i mätanordningens mätomràde.

Den fysiska uppbyggnaden av mätanordningen är av underordnat intresse, och ändamålsenliga mätanordningar beskrives i den ovan nämnda förut kända tekniken.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i exempelform med hänvisning till den bilagda ritningen.

Fig l visar schematiskt en sidovy av en apparat enligt upp- finningen.

Fig 2 visar schematiskt en planvy tagen utmed linje II-II i fig l.

I fig 1 kan man se en vägbana 3 och ett fordon 1 som körs längs vägbanan 3 och vilar på denna med ett hjul 2 som är upphängt pà konventionellt vis vid fordonet 1.

Färdriktningen för fordonet indikeras med ll.

H IHH V' I' \ UHWI 1 Wl WH MH IHI A -lllll \ u _ H l nå! . 10 15 20 25 30 35 512 604 4 Hjulet 2 utövar en känd belastning mot vägbanan 3, över ett be- lastningsområde som motsvarar hjulets 2 anliggningsyta mot väg- banan 3. Under körning utsättes vägbanan 3 för en elastisk de- formation, som har formen av en skàlformad fördjupning i vägba- nan 3 runtomkring hjulets kontaktområde med vägbanan 3.

För att etablera ett mått på vägbanans 3 bärighet kan man exem- pelvis mäta vertikalavståndet mellan fordonets l huvuddel och en punkt 6 på vägbanan 3, dels i närheten av hjulets 2 kontakt- område med vägbanan 3, dels på ett avstånd därifrån längs kör- riktningen ll där mätpunkten 6 antingen ännu inte har erfarit någon påverkan av lasten från hjulet 2, eller har hunnit helt avlastas och fjädrat tillbaka.

Genom att utvärdera skillnaden i vertikalavstånd från en refe- rens i fordonet 1 kan man få fram ett mätresultat vilket till- sammans med belastningens storlek, belastningsarean och annan tillgänglig information gör det möjligt att beräkna vägbanans bärighet, på i sig känt vis.

I fig 1 visas en laser 9 som riktar ljus mot ett mätomràde nära bredvid hjulet 2, vid dess understa punkt, för belysning av ett mätomràde 6.En sensor 8 avkänner ett valt mätomràde 6,exempel- vis den av lasern 9 belysta arean på vägbanan 3, och bestämmer mätomràdets vertikala avstånd från ett referensplan på fordonet l genom bestämning av riktningen, mellan exempelvis sensorns 8 avkända riktning till mätpunkten 6, och horisontalplanet.

En likadan mätanordning 19, 18 är anordnad på ett bestämt-av- stånd i riktningen ll från anordningen 9, 8. Med ledning av det kända avståndet mellan mätanordningarnas 8, 9, 18, 19 avkännings- omràden på vägbanan 3, och fordonets aktuella hastighet, kan man bestämma ett motsvarande tidsavstånd, så att mätningen med sensorn 18 genomföres på samma mätställe 6 som mättes av den första sensorn 8. 10 15 20 25 30 35 512 604 Enligt uppfinningen anvisas nu att tillhandahålla en anordning 5 som är buren av fordonet 1, och utkastar en mätkropp 16 mot vägytan i den bana som avsöks av de båda sensorernas 8, 18 syn- fält på vägytan 3. Asfaltkulan 16 skjuts ut med kraft, exempel- vis med en tryckluftstöt,och består av relativt mjuk asfalt,så att kulan 16 klibbar fast vid vägytan 3, och tillplattas. Kulan 16 har då en slät kullrig överyta 6 som definierar mätomràdet.

Om mätkroppens 16 överyta ligger på ett signifikant avstånd över vägytan 3, kan sensorn 8, 18 lätt detektera kroppen 16. Om kroppens 16 överyta är slät, blir avståndet mellan kulans över- yta och referensplanet entydigt. Om kulans 16 diameter är vald liten, blir noggranheten hög för dess positionsbestämning, och även för dess vertikala avstånd från referensplanet.

Vidare blir det enkelt för sensorn 18 att detektera kroppen 16' och att med motsvarande precision bestämma avståndet mellan re- ferensplanet och kroppens överyta. Genom att avståndet mellan de båda mätanordningarnas 8, 9 resp 18, 19 mätomràden är i för- väg känt, kan man med ledning av fordonets aktuella hastighet säkerställa att den andra mätningen enbart görs i området för kroppen 16.

I fig 1 och 2 är mätpunkten indikerad med 6' vid sitt andra mät- tillfälle.

I fig 2 visas schematiskt att en apparat enligt uppfinningen kan innehålla ett flertal mätutrustningar som var och en omfat- tar de detaljer som framgår av fig 1, men som är lateralt åt- skilda, för att ge mätinformation om formen för den grop i väg- banan 3 som bildas genom belastningen fràn hjulet 2.

Vidare bör det stå klart att man kan anordna flera avstàndsmät- ningar mot kroppen 16 vid olika längdpositioner utmed fordonet 1. qyw w| x WH \ Hw rwx u MV IH “I 'I vw MI n* www ~r ..~.~ šåüáiíi 10 512 604 6 Vidare bör det stå klart att anordningen 5 kan monteras för att kasta ned mätkroppar 16 omedelbart bakom hjulet 2, och att kroppens avstånd då mäts i flera positioner efter hjulet 2.

Kroppen 16 kan bestå av asfalt, men kan som ett annat alterna- tiv bestå av tejpbitar eller dylikt som med någon metod an- bringas på körbanan 3, varvid dessa kroppar 16 skall ha egen- skapen att lätt kunna urskiljas mot bakgrunden av vägbanan, och dessutom erbjuda en mätyta som är slät och helst slätare än normala vägbanor. Vidare skall mätkroppen företrädesvis ha en ringa area.

Claims (8)

(I 10 15 20 25 30 35 512 604 7 P a t e n t k r a v

1. Förfarande för att utvärdera eftergivligheten hos en vägbana (3) varvid ett fordon (1) bringas att röra sig längs vägbanan (3) och belastar vägbanan med en bestämd kraft i ett litet belastningsomràde,som följer fordonet (1),varvid åtmins- tone tvà mätningar genomföres vid en mätposition på vägbanan, varvid de båda mätningarna genomföres på olika avstånd från be- lastningsområdet, och varvid mätningarna genomföres genom berö- ringsfri avkänning av avståndet mellan mätpunkten (6) och en referens på fordonet (1), kännetecknat av att man anbringar en mätkropp (16) på vägbanan, och utnyttjar kroppens (16) fria yta som mätpunkt (6).

2. Förfarande enligt krav l, kännetecknat av att mät- kroppen (16) är vald för att ha en exponerad yta som har mindre ràhet än vägbanan (3).

3. Förfarande enligt krav l eller 2, kännetecknat av att mätkroppen (16) är vald för att etablera en mätyta som ligger på signifikant avstånd över vägytan.

4. Förfarande enligt något av kraven l-3, kännetecknat av att mätkroppen (16) är vald för att vara lätt detekterbar mot bakgrund av vägbanan (3).

5. ' Förfarande enligt något av kraven l-4, kännetecknat av att mätkroppen (16) bildas av en pärla av plastiskt material som skjutes fast på vägbanan (3) i rörelsebanan för två mät- anordningar (8, 9; 18, 19) på fordonet (1).

6. Apparat för utvärdering av eftergivligheten hos en vägbana (3) innefattande ett fordon (1) som bringas att röra sig längs vägbanan (3) och har medel (2) för att under körning belasta denna med en vald kraft i ett litet belastningsomràde, som följer fordonet,nátorgan (8, 9; 18, 19) för beröringsfri N I) x m x (um m *x *nu 10 15 512 604 8 bestämning av mellan en referens på fordonet (1) och en mät- ningspunkt (6), varvid mätorganet har tillhörande medel för ut- värdering av avståndet mellan en mätpunkt vid en vald position pà vägbanan, och en referensnivà pà fordonet, vid tvà olika ställen längs fordonet (1), kännetecknad av att apparaten inne- fattar medel (5) för att anbringa en mätkropp (16) pà vägytan (3) i rörelsebanan för mätorganen, och att avstàndsmätningen genomföres mellan referensen och mätkroppens uppàtvända sida.

7. Apparat enligt krav 6, kännetecknad av att medlet (5) för att anbringa en mätkropp (16) pà vägytan (3) innefattar en anordning för kastning av en mätkropp (16) mot vägytan (3).

8. Apparat enligt krav 6 eller 7, kânnetecknad av att mätkroppen (16) består av en pärla av plastiskt material, och att anbringningsmedlet (5) består av en tryckluftkanon.