DV-kurs ledere av driftskontrakter Friksjon og friksjonsmåling Bård Nonstad, Vegteknologiseksjonen Foto: Adressa.no Innhold Friksjonsteori Hvorfor friksjonsmåling? Måleutstyr Målevariasjoner Standardisering av målinger Ca 11:30 Demo friksjonsmåler 2 Friksjon og trafikksikkerhet Hvorfor er friksjon viktig? God friksjon er viktig for ha kontroll på kjøretøy Klar sammenheng mellom framkommelighet/trafikksikkerhet og føreforhold/friksjon 3 1
Friksjon og trafikksikkerhet 4 Hva er friksjon? Friksjon er motstanden mot glidning mellom to flater som berører hverandre. For eksempel: Hva er friksjon? Mange faktorer som påvirker friksjonen: Bildekkfaktorer Vegdekkefaktorer Kontaktmedium Temperatur Kjøretøyfaktorer 2
Eksempel på kjøretøyfaktorer Friksjonsmekanismer - Hvordan skapes friksjon? Vegbane/asfalt Vegbanen har ruhet på flere nivå Hvordan skapes friksjon? Gummi Veg Glidefriksjon (1) Friksjon kan skapes ved deformasjon i gummien 3
Hvordan skapes friksjon? Gummi Vegbane (2) Friksjon kan skapes ved dekkslitasje Hvordan skapes friksjon? Hvordan skapes friksjon? Rubber Road Surface (3) Friksjon kan skapes ved adhesjon (klistring) 4
Hvordan tapes friksjon? Vann Is / Snø 5
Definisjon av friksjonskoeffisienten F N Hvordan foregår en friksjonsmåling? Friksjonskoeffisienten, m = Friksjonskraft (F) Normalkraft (N) Vmålehjul Vkjt F N Friksjon ved ulike forhold 1 Våt is: 0,05-0,15 Tørr is: 0,20-0,30 6
Friksjon ved ulike forhold 2 Tørr sand på is: 0,25-0,30 Fastsand på is: 0,30-0,50 Friksjon ved ulike forhold 3 Våt veg: 0,40-0,90 Tørr, bar asfalt: 0,90-1,00 Måling av friksjon Hvorfor? Metoder 22 7
Hvorfor friksjonsmåling? Vinter I R610/Hb 111 har vi satt krav til hvilken friksjon vi skal ha på vegen I driftskontrakt: C3 8.4.11 Dokumentasjon av friksjonsnivå: «Entreprenøren skal måle friksjon i vintersesongen, til aktiv bruk i beslutningsstøtte i vinterdriften og overvåkning av føreforholdene, og slik at oppfyllelse av kravene til friksjon i kap. D1 prosess 95 blir dokumentert» Krav i «gammel» Hb 111 Strategi vinterveg Punktstrøing Helstrøing Vegkategori ÅDT Start ved Fullføres Start ved Fullføres Riksveger µ under 0,30 1,0 t µ under 0,20 2,0 t Fylkesveger Over 1500 µ under 0,25 1,0 t µ under 0,20 2,0 t 501 1500 µ under 0,25 2,0 t µ under 0,15 3,0 t 0-500 µ under 0,20 4,0 t µ under 0,15 4,0 t Strategi bar veg ÅDT <3000 3001-5000 >5000 Preventiv salting Iverksettes dersom det forventes en friksjon <0,4 Iverksettes dersom det forventes en friksjon <0,4 Iverksettes dersom det forventes en friksjon <0,4 Etter snøfall Bar veg innen 6t 4t 2t Friksjonskrav i de ulike vinterdriftsklassene-r610 (Ny Hb 111) 8
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: m benyttes for å kalkulere vertikal- og horisontalkurvatur. 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 Måling av bremselengde 1 2 1 2 mv1 mv2 F BL 2 2 1 2 mv1 mgm BL 2 2 2 v v m eller.. BL 2 g BL 2 g m Endring av kinetisk energi må være lik det arbeidet som utføres over strekningen F m N 9
Måling av bremselengde Vinterdekktest 2010 (Kilde: Bladet Motor) V 1 =50 km/t, ABS-brems på våt is Måling av friksjon: Retardasjonsmålere Godkjente målere: Coralba- m, Eltrip og ViaTrip m 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 Måling av friksjon: Håndholdt måleutstyr 10
Måling av friksjon: Kontinuerlige målere Godkjent målere: TWO, ViaFriction, Roar5 (referansemåler) Vegnettstilkobling Krav til kalibrering Måleregler: Instruks for friksjonsmåling D2 ID 9300d Svakheter: Løs snø=lave verdier (usikre målinger) Dyrere enn retardasjonsmålere Kontinuerlig friksjonsmåler: Roar5 Roar= Road analyzer and recorder Referansemåler i regionene 1250 liter vanntank. Rekkevidde (våtmåling): 25-50 km. Fast- og variabel slipp Fotosystem Video Måling av friksjon: Fjernmåling av vegbaneforhold Bruk av ny teknologi for å identifisere føreforhold. Problemstilling: Hvordan stemmer disse målerne overens med «fasit»? Teconer RCM 411 Metroad Mobile Lufft NIR 31 35 Lufft Marwis 11
Måling av friksjon: Fjernmåling av vegbaneforhold Friksjonskoeffisient 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 31450 30450 29450 28450 27450 26450 25450 24450 23450 22450 21450 20450 19450 18450 17450 16450 15450 14450 13450 12450 11450 10450 9450 8450 7450 6450 5450 4450 3450 2450 1450 450 Friksjonskurve EV006 HP5 F2, 27.2.2009 Heltrukken linje - ROAR mkiii Stiplet linje - Vaisala DSC111 Nye målere testes denne vinteren. Teconer RCM 411 Lufft Marwis Metroad mobile Distanse, m 36 Måleutstyr Vinter Sommer Foto: Knut Opeide, SVV 6 målere 600 målere Diskusjon- to og to Hva er deres erfaringer med friksjonsmåling? Hvordan brukes friksjonsmålinger i deres kontrakt? 38 12
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 Bar veg Vinterveg Målevariasjon: Vannets betydning 13
The coeffisient of friction Målevariasjon: Ruhetens betydning Mellom spor I spor Målevariasjon: Slippens betydning Typical frictioncurves under different road conditions 0,8 Wet, bare road surface Hard, dry ice Wet ice 0,6 0,4 0,2 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Slip % 14
Målevariasjon: Slippens betydning på våt veg Målevariasjon: Slippens betydning på vinterveg Målevariasjon: Sesong 15
Målevariasjon: Asfaltdekke Friksjonsforbedring i Oslo «Høytrykksspyling» 16
Friksjonsforbedring i Oslo «Høytrykksspyling» Foto: Olaf Mathisen, Svv 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) 17