UNDERSØKELSE AV TEKSTUR I VEGDEKKER I PROSJEKTET MILJØVENNLIGE VEGDEKKER STATENS VEGVESEN, VEGDIREKTORATET, TEK-T Av Svein Å. Storeheier SINTEF IKT Teknologidagene 2008, 10-11 september 2008 IKT 1
Gjennomføring 2003-04 2005-06 2007-08 Innledende forsøk, enkle metoder Etablere måle- og analysemetoder Målinger, analyse, resultatrapportering, koordinering mot støy IKT 2
Vurderingsstørrelser for tekstur Sor_Trondelag_RV715HP02F1SI20080606_1203_4880_5125m nyteksturveg (v.7) MPD midlere profildybde, et grovt mål for overflatens ruhet G-faktor, profilform Stor G : platå-tendens Liten G : profil-topper Ltx teksturspekter, profilvariasjoner innen bestemte bølgelengdebånd. Logaritmisert verdi (rms) rel 1µm betegnes teksturnivå (db) ERNL (Estimated Road Noisiness Level) konstruert følt støynivå ut fra teksturspekterets form Centre Ltx, db re 1µm a (rms), µm Profile parameters wavelength 1/3-oct. 1/1-oct. 1/1-oct. 1/3-oct. 1/1-oct. mm 630 36.6 67.7 500 36.8 41.3 68.9 400 36.4 65.7 Avg. MPD 1.01 315 36.6 41.3 67.2 116.5 mm 250 36.7 41.6 68.7 std 0.29 200 37.0 71.1 Avg. G 40.4 160 37.9 42.8 78.7 138.5 % 125 39.0 43.4 89.2 std 18.99 100 39.0 89.0 Avg. rms 0.44 80 39.4 44.2 93.3 162.6 mm 63 39.9 44.8 98.9 std 0.10 50 40.6 106.7 Avg. rsk 0.35 40 41.3 46.1 116.0 201.1 skewness 32 41.9 46.6 125.0 std 0.57 25 42.1 127.2 Avg. rku 3.73 20 42.5 47.1 133.8 227.7 kurtosis 16 42.5 47.2 133.3 std 1.14 12.5 42.3 130.6 10 41.7 46.3 121.1 206.2 8 40.3 45.2 104.0 6.3 38.7 86.1 ERNL, db 5 36.9 41.9 69.7 124.8 4 35.2 40.2 57.5 71.0 3.15 33.7 48.4 2.5 32.7 37.6 43.1 75.8 2 31.9 39.5 Ltx, db 55 50 45 40 35 30 25 630.0 400.0 250.0 160.0 100.0 63.0 40.0 25.0 16.0 Wavelength ( mm ) 10.0 6.3 4.0 2.5 AC8, Trolla 05 IKT 3
Pos. / neg. Texture (rpt M+P.MVM.99.3.1 rev 1) IKT 4
Noise texture correlation (2003) 8 lanes, older road surfaces, R 2 - Contour plot 5000 Lcpx, tyre B 1/3-oct. band Ltx 1/3-oct. band 250 160 100 63 40 25 16 10 6.3 4 2.5 Center wavelength ( mm ) 3150 2000 1250 800 500 315 200 Center frequency ( Hz ) 0.8-1 0.6-0.8 0.4-0.6 0.2-0.4 0-0.2-0.2-0 -0.4--0.2 IKT 5
Tekstur 2003-04 Målt tekstur og støy (CPX) på 6 test(tynn)-dekker, og 8 ordinære dekker (Rasta, Kongsvinger). Tekstur ved vegvesenets målebil med ALFRED-systemet. Selcom laser 32-kHz. Måling i basislengder på 2.6 m. Enkel analyse basert på Fast Fourier Transform. Ingen feilkorreksjon. Min. 6 delstrekninger pr. vegdekke. 50 Resultater ved Teksturspekter, MPD, G-faktor, ERNL og Ltx, db 45 40 35 30 25 Lmid, 1/3-okt profilhøydeparametre. 20 315.0 200.0 125.0 80.0 50.0 31.5 20.0 12.5 8.0 5.0 3.2 Bølgelengde ( mm ) 2.0 1.3 0.8 IKT 6
Noen resultater 2003-04 New roads (2003), tyre "B" Støyen fra de nylagte tynndekkene i 2003 (Ab6, Ska8, Ska11) var ikke korrelert med MPD, LAeq ( db ) 96 R 2 = 0.0238 90 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 MPD ( mm ) LA Linear (LA) Støyen fra de eldre dekkene i 2003 (Ab8, Ab11, Ska8, Ska11, Ska14, Ab16) var korrelert med MPD, LAeq ( db ) Older roads (2003), tyre "B" 96 R 2 = 0.504 90 0.4 0.6 0.8 1.0 MPD ( mm ) LA Linear (LA) Støyen fra alle dekkene i 2004 var korrelert med MPD LAeq (db) 96 90 All roads (2004), tyre "A" R 2 = 0.5124 LA Linear (LA) 0.3 0.5 0.7 0.9 MPD (mm) IKT 7
Noen resultater 2003 04 Støyen avtar med økende G- faktor (mer platå-tendens), LAeq (db) 96 95 93 91 R 2 = 0.3914 90 45 55 65 75 G-factor ( % ) 2004 LA Linear (LA) Støyen øker med økende steinstørrelse LAeq (db) 96 95 93 R 2 = 0.5249 LA Linear (LA) 91 5 10 15 Max chipping size (mm) IKT 8
Noen resultater 2003 04 Endring i tekstur-spekter er stor (høst 03, vår 04, høst 04), Ska11 Ltx ( db ) 57 52 47 42 37 32 27 313 200 125 80 50 31.7 20 12.5 8 5 3.17 2 1.25 0.8 Høst 03 Mai 04 Høst 04 Bølgelengde (m m ) Endring i parametre : RASTA, Felt 1 Mot Sverige MPD (mm) G (%) 93 Høst 03 1.59 81 Vår 04 1.14 71 Høst 04 0.8 55 CPX, db(a) 91 90 89 88 87 2003 2004 2005 2006 86 Ska8 Ab6 Ska11 Ab6 Ska8 Ska14 Dekketyper IKT 9
Endring i tekstur Eldre asfaltdekke, tilløp til eksponert stein i overflaten Nylagt asfaltdekke IKT 10
Endring i tekstur.. Forholdsvis nylagt asfaltdekke Ab8, med sprekker i overflaten. Disse kan bidra til høye verdier i teksturspekteret? IKT 11
Aktiviteter 2005-06 Erfaringer med teksturmålinger ved fuktighet i vegbanen, eller ved ny (svart) asfalt, Height (m) 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 Sor t rondelag e v006hp12f2sm20070814 1 120 4 500 5 500m Dropouts (v7) Corrected profile Mean profile 0.04 Utvikle måle/analyserutiner med feilkorreksjon, og for mer rasjonell bruk Egenstøy i laser Mean MPD ( mm ), mean G-factor ( %/100 ), over 20 m 0.02 0 4500 4600 4700 4800 4900 5000 5100 5200 5300 5400 5500 Distance (m) along Road Section 2.5 2 1.5 1 0.5 Sor t rondelag e v006hp12f2sm20070814 1 120 4 500 5 500m MPD (v7) G-factor/100 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Road section length ( m ) IKT 12
Aktiviteter 2007-08 Ca. 35 teststrekninger. Ulike analyser: Tekstur på ulike vegdekker Utvikling i tekstur Variasjoner i tekstur langs veg Støy og tekstur IKT 13
Eksempel på teksturutvikling Teksturspekter ved ulik dekkealder 50 45 SMA 11 New laid - road surface 2 After 1 year - road surface 2 Ltx, db 40 35 30 25 After 2 years - road surface 1 After 1 year, Bj. langen After 1 year, Trolla New laid, Grilstad, aug. 07 315.0 200.0 125.0 80.0 50.0 31.5 20.0 12.5 8.0 Wavelength ( mm ) 5.0 3.2 2.0 New laid, Stjørdal 13aug07 IKT 14
Eksempel på teksturutvikling.. Nylagt og eldre dekker utvikling i teksturspekter 50 Old surfaces vs new laid 45 New laid - road surface 2 Ltx, db 40 35 SMA 16, 8 years, surface 3 30 SMA11/16? Many years, Strørdal 25 315.0 200.0 125.0 80.0 50.0 31.5 20.0 12.5 8.0 5.0 3.2 2.0 Wavelength ( mm ) IKT 15
Støy og teksturdata Lcpx mpd G Ltx80 Ltx5 ERNL Max Lcpx og teksturdata målt over samme vegstrekning. Enkel analyse foreløpig Trolla Ab6-05 91.7 0.81 33.6 42.6 40.2 71.2 6 Ab8-05.1 1.01 40.4 44.2 41.9 71.6 8 Ab11-05 93.9 1.26 40.8 49.1 42.2 74 11 Ska6-05.1 0.88 49.8 44.1 41.6 71.7 6 Ska8-05.2 1.1 52 46.3 42.7 72.5 8 Ska11-05 93.7 1.68 49.7 52.5 44.7 75.1 11 Ska11 ref-05 93.8 1.37 38.4 49.8 42.4 74.1 11 Melhus Ska11 1% -05.8 1.28 65.7 48.5 46.4 72.6 11 Ska11 3% -05.5 1.55 52.5 51.2 45.8 74.1 11 Mastemyr Ska6-05 91.5 0.95 81.4 45.7 50.1 70.3 6 Ska8-05 91.9 0.9 81.4 44 46 70.5 8 Ska11-05.9 0.98 80.1 46.9 46 71.9 11 Ska16-05 93.1 1.43 78 52.4 48.8 74 16 Stange Ab6-05 91.6 0.44 59.4 38.3 38.5 69.5 6 Ska14ref-05.2 1.08 68.5 50.8 44 74.4 14 Bjørkelang Ska11-06 93.5 0.97 62.8 45.7 42.4 72.2 11 Stjørdal Ska8-07.8 0.82 54.4 43.4 40.7 71.5 8 Ska11-07 93.8 1.06 58.8 46.9 42.6 72.8 11 Ska16 gml.5 0.95 47.6 46.2 41.4 72.6 16 Trondheim Ska8-07.5 0.87 56.6 44.3 42 71.6 8 Ska11-07 93.9 1 49.1 45.9 41.3 72.6 11 Ska11-06 93 0.9 50.9 43.8 41.2 71.6 11 Ska11-05 1.03 55.4 46.3 42.9 72.4 11 Ska16-99 93.9 1.29 45.7 48.9 42.3 73.9 16 Elverum T8s -07(1) 91.5 0.87 73.5 45.1 43.1 71.8 8 T8s -07(3) 91.6 0.64 62.9 41.2 40.4 70.5 8 Eidsvåg Ab6-07 91.7 0.46 61.9 37.7 39.3 69 6 Abg16 -gml.6 0.76 47.6 45.9 40.4 72.6 16 Rygge Viastab8 91.1 1.12 56.5 44.3 44 71.2 8 Bergen Sealastic8-07 (F1) 93.6 0.93 78.7 48.3 44.9 72.9 8 Sealastic8-07 (F2) 93.4 0.87 77.4 47.8 44.5 72.8 8 IKT 16
Støy og teksturparametre Enkel lineær regresjon mellom støy (Lcpx ) og én teksturparameter Lcpx 95.5 93.5 93.5 91.5 91 R 2 = 0.129 90.5 0 0.5 1 1.5 2 MPD Lcpx 95.5 93.5 93.5 91.5 91 R 2 = 0.0683 90.5 0 20 40 60 80 100 G - faktor % Lcpx 95.5 93.5 93.5 91.5 91 R 2 = 0.2646 90.5 30 35 40 45 50 55 Ltx80 Lcpx 95.5 93.5 93.5 91.5 91 R 2 = 0.5042 90.5 5 7 9 11 13 15 Max IKT 17
Støy og teksturparametre Avgrensning av utvalg Dekker lagt i 2005 Lcpx 95.5 93.5 93.5 91.5 91 90.5 90 Dekker lagt i 2005 R 2 = 0.5646 0 0.5 1 1.5 2 MPD Dekker lagt i 2005 Lcpx.5 93.5 93.5 91.5 R 2 = 0.517 91 30 35 40 45 50 55 Ltx80 IKT 18
PARAMETERANALYSE IKT 19
Oppsummering Mye er gjort for å utvikle måle- og analysemetoder innenfor gitte begrensninger, En basis for tekstur/støy-data foreligger Indikasjoner på enkle støy - tekstursammenhenger Viktig å trekke inn relevante tilleggsdata i analysen Ønskelig og nødvendig med oppfølging IKT 20