DV-kurs ledere av driftskontrakter Friksjon og friksjonsmåling

Transkript

1 DV-kurs ledere av driftskontrakter Friksjon og friksjonsmåling Bård Nonstad, Vegteknologiseksjonen Foto: Adressa.no

2 Innhold mv1 mv2 = F BL mv1 = mgµ BL 2 2 v µ = eller.. BL = 2 g BL 2 v 2 g µ

3 Hvorfor er god friksjon viktig?

4 Friksjon og trafikksikkerhet

5

6 Hva er friksjon? Friksjon er motstanden mot glidning mellom to flater som berører hverandre. For eksempel:

7 Hva er friksjon? Mange faktorer som påvirker friksjonen: Bildekkfaktorer Vegdekkefaktorer Kontaktmedium Temperatur Kjøretøyfaktorer Tribosystem

8 Eksempel på kjøretøyfaktorer

9 Hva er friksjon?

10 Friksjonsmekanismer - Hvordan skapes friksjon? Vegbane/asfalt Vegbanen har ruhet på flere nivå

11 Hvordan skapes friksjon? Gummi Veg Glidefriksjon (1) Friksjon kan skapes ved deformasjon i gummien

12 Hvordan skapes friksjon? Gummi Vegbane (2) Friksjon kan skapes ved dekkslitasje

13 Hvordan skapes friksjon?

14 Hvordan skapes friksjon? Rubber Road Surface (3) Friksjon kan skapes ved adhesjon (klistring)

15 Hvordan tapes friksjon?

16 Vann

17 Is / Snø

18 Definisjon av friksjonskoeffisienten, µ F N

19 Hvordan foregår en friksjonsmåling? Friksjonskoeffisienten, µ = Friksjonskraft (F) Normalkraft (N) Vmålehjul Vkjt F N

20 Friksjon ved ulike forhold 1 Våt is: 0,05-0,15 Tørr is: 0,20-0,

21 Friksjon ved ulike forhold 2 Tørr sand på is: 0,25-0,30 Fastsand på is: 0,30-0,

22 Friksjon ved ulike forhold 3 Våt veg: 0,40-0,90 Tørr, bar asfalt: 0,90-1,

23 Måling av friksjon Hvorfor? Metoder

24 Hvorfor friksjonsmåling? Vinter I R610/Hb 111 har vi satt krav til hvilken friksjon vi skal ha på vegen I driftskontrakt: C Dokumentasjon av vinterfriksjonsnivå: «Entreprenøren skal måle friksjon i vintersesongen for overvåkning av føreforholdene og for aktiv bruk i beslutningsstøtte i vinterdriften. Entreprenøren skal som del av sitt kvalitetssystem etablere et opplegg for måling av friksjon, både med hensyn til utløsende tilstand og resulterende tilstand på vegnettet, som sikrer oppfyllelse av kravene til friksjon i kap. D1 prosess 95.» Friksjonsmålinger utført iht dette opplegget skal rapporteres til byggherren hver 14. dag

25 Friksjonskrav i de ulike vinterdriftsklassene-r610

26 Hvorfor friksjonsmåling? Sommer Friksjonskrav i R610 (Håndbok 111) og N200 (Håndbok 018) V= 0-80 km/t, µ > 0,40. V> 80 km/t, µ > 0,50. N100 (Håndbok 017) Veg- og gateutforming: µ benyttes for å kalkulere vertikal- og horisontalkurvatur

27 Diskusjon- Gruppevis Hva er deres erfaringer med friksjonsmåling? Hvordan brukes friksjonsmålinger i deres kontrakt/område?

28 Måling av friksjon Kan utføres på ulike måter med forskjellig utstyr: Måling av bremselengde ->Ikke godkjent metode Retardasjonsmålere Håndholdt måleutstyr (GS-veg) Kontinuerlige, etterhengende målere Fjernmåling av vegbaneforhold-> Ikke godkjent metode

29 Måling av bremselengde mv1 mv2 = F BL mv1 = mgµ BL v v µ = eller.. BL = 2 g BL 2 g µ Endring av kinetisk energi må være lik det arbeidet som utføres over strekningen F = µ N

30 Måling av bremselengde Vinterdekktest (Kilde: Bladet Motor) V 1 =50 km/t, ABS-brems på våt is

31 Måling av friksjon: Retardasjonsmålere Godkjente målere: Coralba- µ, Eltrip og ViaTrip µ Monteres i personbiler Måling foregår ved en kraftig nedbremsing Krav til opplæring og kalibrering Svakheter: Operatøravhengig Punktmåler Påvirkes av helning Ikke egnet ved stor trafikk Video

32 Måling av friksjon: Håndholdt måleutstyr

33 Måling av friksjon: Kontinuerlige målere Godkjent målere: TWO, ViaFriction, Roar5 (referansemåler) Vegnettstilkobling Krav til kalibrering Måleregler: Instruks for friksjonsmåling D2 ID 9300d Online rapportering Svakheter: Løs snø=lave verdier (usikre målinger) Dyrere enn retardasjonsmålere

34 Online rapportering

35 Kontinuerlig friksjonsmåler: Roar5 Roar= Road analyzer and recorder Referansemåler i regionene 1250 liter vanntank. Rekkevidde (våtmåling): km. Fast- og variabel slipp Fotosystem

36 Måling av «friksjon»: Fjernmåling av vegbaneforhold Bruk av ny teknologi for å identifisere føreforhold. Problemstilling: Hvordan stemmer disse målerne overens med «fasit»?

37 Måling av «friksjon»: Fjernmåling av vegbaneforhold Friksjonskurve EV006 HP5 F2, Heltrukken linje - ROAR mkiii Stiplet linje - Vaisala DSC111 1,00 0,90 0,80 0,70 Friksjonskoeffisient 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0, Distanse, m 38

38 Måling av friksjon-bilen som sensor Illustrasjon fra Volvo Cars

39 Måleutstyr Vinter Sommer Foto: Knut Opeide, SVV 6 målere målere

40 Målevariasjoner - Friksjonen varierer: På langs av vegen (dekketype, alder, forurensninger, reparasjoner, ulike føreforhold på vinteren) På tvers av vegen (i /mellom hjulspor) I løpet av året (polering, nedbørsperioder, temperatur) Med målehastighet Med måleutstyr (måledekk, slipp, vannfilm) Foto: Torleif Haugødegård, Svv

41 Bar veg Vinterveg

42 Målevariasjon: Vannets betydning

43 Målevariasjon: Ruhetens betydning Mellom spor I spor

44 Målevariasjon: Slippens betydning Typical frictioncurves under different road conditions 0,8 Wet, bare road surface Hard, dry ice Wet ice 0,6 The coeffisient of friction 0,4 0, Slip %

45

46 Målevariasjon: Slippens betydning på våt veg

47 Målevariasjon: Slippens betydning på vinterveg

48 Målevariasjon: Sesong

49 Sesongvariasjoner

50 Målevariasjon: Asfaltdekke

51

52 Ulykke Hyvingstunnelen

53 Friksjonsforbedring i Oslo «Høytrykksspyling»

54 Friksjonsforbedring i Oslo «Høytrykksspyling» Foto: Olaf Mathisen, Svv

55 Standardisering av friksjonsmålere - System Kalibrering før hver målesesong (sertifikat utstedes) Standardisering av målinger (målehastighet, vannfilm, slipp, måledekk, lufttrykk) Nye retningslinjer for sommerfriksjon Data lagres i NVDB (sommer)

56

57