friksjon og friksjonsmålinger · tørr, bar asfalt 0,9-1,0 friksjon og føreforhold. 2003 7...
TRANSCRIPT
2003 1
Friksjon og friksjonsmålinger
Bård Nonstad
Veg- og trafikkfaglig senter
2003 2
Innhold
• Friksjonsteori
• Hvordan måle friksjonen?
• Krav til friksjon
• Vinterglatte veger om sommeren?
2003 3
Friksjon og trafikksikkerhet
Føreforhold: Relativ risiko: Tørr bar veg: 1,0 Våt bar veg 1,3 Slapseføre 1,5 Hard snø 2,5 Løs snø og isdekket veg 4,4
• Klar sammenheng mellom føreforholdene og ulykkesrisiko:
2003 4
Friksjonskoeffisienten
Definisjon: Forholdet mellom tyngden til et legeme og bremsekraften.
Friksjonskoeffisienten, µ=
Desto høyere bremsekraft, jo høyere friksjonskoeffisient
F
N
)(t(F)BremsekrafNTyngden
2003 5
Friksjonskoeffisienten
• Ikke en unik materialparameter
• Avhenging av tre elementer:
– Overflate 1, eksempelvis dekk
– Lubrikant, eksempelvis vannfilm
– Overflate 2, eksempelvis vegoverflata
+ Miljømessig sammenheng
2003 6
Føreforhold Friksjonskoeffisient Våt is 0,05-0,15 Tørr is 0,15-0,3 Fastsand (vannbefuktet) på is 0,3-0,5 Tørr sand på is 0,25-0,3 Våt, bar asfalt 0,4-0,9 Tørr, bar asfalt 0,9-1,0
Friksjon og føreforhold
2003 7
Typiske friksjonskurver
Typiske friksjonskurver ved ulike føreforhold
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Slipp %
Frik
sjon
sver
dier
Tørr, bar vegbane
Våt, bar vegbane
Tynt lag nysnø på hardt underlag
Fast isdekke, tørt
Fast isdekke, vått
2003 8
Hastighetsvariasjoner
• Økt hastighet ⇒ lavere friksjon (sommer)
Friksjon hastighetsvariasjon.Rv 707, fast slip 18% m/vann 0,5mm. Agb 16 år 2000,målt 4/11-03.
00,10,20,30,40,50,60,70,80,9
1
40 km/t 50 km/t 60 km/t 70 km/t 80 km/t 90 km/t 100 km/tHastighet
Frik
sjon
Serie 1 Serie 2
2003 9
Sesongvariasjoner – bar veg
2003 10
Måling av friksjon
• Bremselengde
• Retardasjonsmålere
• Slipp- målere (Inkl. Håndholdt utstyr)
2003 11
Måling av bremselengde
bb LV
LgV
⋅=
⋅⋅⋅=
3,25426,3
2
2
2
µ
• Enkleste måte å måle friksjon
• Formel
Bremselengder ved 50 km/t ved ulik friksjon
0102030
40506070
0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7Friksjonskoeffisient
Met
er
2003 12
Måling av bremselengde
Bremselengder 17.01.2003
0
10
20
30
40
50
60
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
Serie
Met
er
• Stor forskjell i bremselengde avhengig av dekk, bil osv.
• Måling av bremselengde gir en indikasjon på friksjonen.
2003 13
Retardasjonsmålere
• Kan kalibreres
• Enkel måler som kan monteres i alle personbiler, måling foregår ved en kraftig nedbremsing.
• Friksjonskoeffisient finnes v/formelen: tgvv⋅−
= 21µ
2003 14
Retardasjonsmålere
• Bruksområder: Kalibrert måler (C-µ-trip/Eltrip) er godkjent for oppfølging av vinterdrifta
• Svakheter:
– Kun noen få målere har dataoppsamling
– Ikke brukbar på veger med høy trafikk
– Kun punktmåling
– Ikke egnet i bratte bakker
• Rimelig pris: 10 000-30 000 kr
2003 15
Håndholdt friksjonsmåler: ASFT T2GO
• ASFT T2GO:
– Kontinuerlig friksjonsmåler produsert av ASFT i Sverige
– 20 % - fast slipp
– Dataoppsamling og GPS
– Pris: Ca 120 000 kr
2003 16
TWO
• Mulighet for 3 utgaver: Personbil, lastebil og tilhengerutgave.
• Fastslipp system (16,6 %)
• 2 Hjul (referansehjul, målehjul)
• Kjedemekanisme og lastcelle
• Pris ca: 200 000 kr
• Testet vinteren 2004/2005: Godt samsvar med RoAR Mark III.
TWO/ROAR E136 is østover
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Distanse [km]
Frik
sjon
skoe
ffisi
ent
TWOROAR
2003 17
RoAR Mark III
Bruksområder:
• Kalibrering av andre målere for vinterfriksjonsmåling
• Kartlegging av friksjon om vinteren
• Kartlegging av friksjon om sommeren
• Kartlegging av friksjon på nylagte asfaltdekker
• Måling for dokumentasjon av friksjon ved mistanke om glatt vegbane
• Friksjon i forbindelse med ulykker
• FoU
2003 18
Vitaplot: God repeterbarhet.18% slipp / 86 % slipp E6 Klett.
86 % Slip
18 % slip
2003 19
Vitalink:3G Høyhastighet / Overføring
2003 20
2003 21
2003 22
2003 23
OSCAR
• OSCAR-(Optimum Surface Contamination Analyzer & Recorder)
2003 24
FION
• FION: Friction Inspector of Norway
• Produsert av Kongsberg Airport Systems (Vertec). Prototyp levert Region øst i 2004.
• Fast- og variabel slipp.
• En del innkjøringsproblemer, men disse synes nå løst.
• Pris: Ca 1,8 mill. kr.
• Vår nye referansemåler?
2003 25
2003 26
Kalibrering av friksjonsmålere
• Krav at friksjonsmålere som brukes i forbindelse med drift- og vedlikeholdskontrakter kalibreres en gang i året.
• Måleverdier sammenliknes med RoAR/OSCAR- verdier -> korreksjonsfaktor legges inn.
• Egne retningslinjer for måling med retardasjonsmålere og kontinuerlige målere.
Oversikt over deltakere sesongen 2004/2005:
2003 27
Krav til friksjon-Vinter• Strategi vinterveg:
• Strategi bar veg:
Punktstrøing Helstrøing Vegkategori ÅDT Start ved Fullføres Start ved Fullføres
Stamveger µ < 0,30 1,0 t µ < 0,20 2,0 t Over 1500 µ < 0,25 1,0 t µ < 0,20 2,0 t 501-1500 µ < 0,25 2,0 t µ < 0,15 3,0 t Øvrige
veger 0 - 500 µ < 0,20 4,0 t µ < 0,15 4,0 t
Tiltak og tiltakstid ved forskjellige friksjonskoeffisienter og ÅDT
ÅDT Under 3000 3001-5000 >5000
Preventiv salting Iverksettes dersom det forventes friksjon < 0,4
Iverksettes dersom det forventes friksjon < 0,4
Iverksettes dersom det forventes friksjon < 0,4
Etter snøfall: Bar veg innen:
6 t 4 t 2 t
Måleprosedyre:
• V=60 km/t. Fast slipp (15 - 30 %.)
• Alt. Retardasjonsmålere m/ utgangshastighet ca 50 km/t. Egen instruks
• Mønstret målehjul (Trelleborg 523)-Graf
2003 28
Krav til friksjon - sommer
• V= 0-80 km/t, µ max (peak) > 0,40.
• V> 80 km/t, µ max (peak) > 0,50. (bør)
Standardisering av måleprosedyre:
• V=60 km/t.
• 0,5 mm vannfilm
• Variabel slipp
• ASTM-målehjul
2003 29
Vinterglatte veger på sommeren?
• Polering av asfaltdekker
• Nylagte dekker med blødning
Eksempel friksjonsmåling glatt dekke
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000Distanse [m]
Frik
sjon
skoe
ffisi
ent Friction 18% slip
2003 30
Forskjeller spor/mellom spor
Mellom spor
I spor
2003 31
Kontaktinfo
Bård Nonstad
Veg- og trafikkfaglig senter
E-mail: [email protected]
Mob: 97654306