Bài 1. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BẰNG PHẲNG MẶT ĐỜNG ...

Tải bản đầy đủ (.pdf) (45 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Giáo Dục - Đào Tạo
>>
3. Cao đẳng - Đại học

Bài 1. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BẰNG PHẲNG MẶT ĐỜNG THEO CHỈ SỐ ĐỘ GỒ GHỀ QUỐC TẾ IRI

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.43 MB, 45 trang )

Bài 1. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BẰNG PHẲNG MẶT ĐƢỜNG THEOCHỈ SỐ ĐỘ GỒ GHỀ QUỐC TẾ IRI1. Cơ sở lý thuyết chung* Thuật ngữ và định nghĩa:- Chỉ số độ gồ ghề quốc tế IRI (International Roughness Index): Chỉ số độ gồ ghềquốc tế IRI là chỉ số được tính trên cơ sở số đo mặt cắt dọc của đường, bằng cách sử dụngmô phỏng “một phần tư xe” với tốc độ mô phỏng chạy xe 80 km/h. Chỉ số này do Ngânhàng Thế giới đề xuất năm 1986.Mô hình “một phần tư xe” xét theo một bánh của xe ô tô thông thường có hai trục,bốn bánh. Đây là hệ thống động được mô tảtrong hình 2.5. IRI là tỉ số của trị số tích lũycác chuyển dịch theo phương thẳng đứng (m)trên đoạn khảo sát và chiều dài đoạn khảo sát đó(km) theo một tốc độ xe chạy ổn định. Khi đóchỉ số IRI được xác định:(1)trong đó:Hình 2.5. Mô hình một phần tư xeL - chiều dài của đoạn khảo sát (m);V - tốc độ của mô hình một phần tư xe (m/s);x/V - thời gian mô hình cần để chạy một khoảng cách nhất định x;dt - thời gian tăng;zs - chiều cao theo phương thẳng đứng của khối lượng trên nhíp xe (height or verticalcoordinate of the sprung mass);zu - chiều cao theo phương thẳng đứng của khối lượng không co nhip (height orvertical coordinate of the unsprung mass).- Độ bằng phẳng mặt đường theo IRI: Độ bằng phẳng mặt đường được biểu thị theoIRI. Đơn vị của IRI thường sử dụng là m/km và có giá trị từ 0 đến 20 (m/km). Mặt đườngcàng kém bằng phẳng, IRI càng lớn.1* Phương pháp đo độ bằng phẳng theo IRI:- Phương pháp đo gián tiếp: là phương pháp đo không đưa ra trực tiếp giá trị IRI củatoàn bộ tuyến đường. Đây là phương pháp sử dụng loại thiết bị đo thuộc loại tạo phản ứng.Việc xác định độ bằng phẳng IRI được xác định gián tiếp thông qua phương trình thựcnghiệm được thiết lập trên cơ sở quan hệ giữa giá trị IRI và giá trị độ xóc đo được trên cácđoạn đường ngắn chọn trước gọi là các đoạn định chuẩn.Loại này bao gồm các loại xe đo có khả năng đo được sự dịch chuyển thẳng đứngtương đối giữa thân xe và trục bánh xe (độ xóc cộng dồn) trên cơ sở phản ứng với sựkhông bằng phẳng của mặt đường khi xe đó có gắn thiết bị chạy dọc trên đường. Các sốliệu được ghi lại trên băng giấy hoặc các file lưu trữ trên máy tính.Điển hình các loại máy này như: Mays Ride Moter (Mỹ), TRL, Bump Intergrator(Anh)… Các loại thiết bị này có tốc độ đo cao, nhưng nhược điểm có thang độ đo khácnhau, thuộc tính động lực khác nhau và không ổn định với thời gian.- Phương pháp đo trực tiếp: là phương pháp đo đưa ra trực tiếp giá trị IRI của toànbộ tuyến đường thí nghiệm. Đây là phương pháp sử dụng loại thiết bị đo mặt cắt. Hiện naythường gặp ba phương pháp đo: phương pháp đo cao; phương pháp profiler bề mặt;phương pháp đo bằng thiết bị đo trắc dọc Dipstick.Phương pháp profiler bề mặt bao gồm các thiết bị có khả năng đo được tuần tự, liêntiếp các trị số cao độ mặt cắt dọc của đường với vận tốc cao và có thể thay đổi trongkhoảng từ 30-130km/h, thông qua phần mềm chuyên dụng để xử lý kết quả đo và đưa ratrực tiếp IRI.Trong quá trình đo cứ mỗi hành trình 50mm, hệ thống đo được đồng thời được bốnthông số sau:- Chuyển dịch thẳng đứng giữa đầu đo với mặt đường;- Gia tốc thẳng đứng của đầu đo;- Thời gian và quãng đường khi hai đầu đo thu nhận giá trị của 2 thông số trên.Chuyển dịch thẳng đứng giữa đầu đo với mặt đường được xác định dựa trên nguyênlý laser, siêu âm hoặc quang học bao gồm cả hai thông số là hình dạng mặt cắt dọc bề mặtđường và chuyển dịch thẳng đứng của đầu đo khi xe bị nẩy lên khi xe chạy trên mặt đườngkhông bằng phẳng. Bộ phận đo gia tốc thẳng đứng có tác dụng loại trừ ảnh hưởng chuyển2động thẳng đứng của đầu đo khi xe bị nẩy lên khi chạy.2. Đo chỉ số IRI bằng thiết bị Walking Profile2.1. Tính năng của thiết bị- Walking Profile G2 là thiết bị thu thập một cách chính xác thông tin về mức độ gồghề của mặt đường (thông qua chỉ số IRI). Các thông tin thu thập được dùng để đánh giávề tình trạng cũng như chất lượng của mặt đường như thế nào.- Walking Profile G2 có một bộ điều khiển kèm theo có thể giúp người sử dụng hiệuchuẩn được thiết bị, thiết lập khảo sát và có thể xem cũng như xử lý được các file dữ liệukhảo sát.2.2. Cấu tạo của thiết bịCác bộ phận của thiết bị+ Hộp ghi dữ liệu khảo sát;+ Đầu đo (Sensor);+ Thiết bị di chuyển và cung cấp điện;+ Phần mềm xử lý số liệu.Hình 1.1. Thiết bị Walking Profile G232.3. Trình tự các bƣớc vận hành thiết bịBƣớc 1: Lắp đặt thiết bịLắp đặt các bộ phận của thiết bị, kiểm tra đường kết nối giữa bảng điều khiển vớimáy.Bƣớc 2: Đƣa máy về vị trí khóaTrước khi tiến hành khảo sát và di chuyển thiết bị, luôn luôn đưa thiết bị về vị tríkhóa (Máy không di chuyển khi đẩy).Bƣớc 3: Chuẩn bị trƣớc khi khảo sát- Trước khi bắt đầu khảo sát bật máy lên và để máy hoạt động ít nhất 20 phút để máyổn định nhiệt độ với môi trường. Trong thời gian này có thể tiến hành kiểm tra bằng tayphần đế chân đo, loại bỏ các hạt sạn bám (nếu có).- Đoạn đường khảo sau cần phải làm sạch, bằng phẳng. Có thể dùng chổi để quétsạch các hạt sạn để nâng cao độ chính xác của kết quả đo.Bƣớc 4: Hiệu chỉnh thiết bị trƣớc khi khảo sátĐầu đo gia tốc và các bộ phận điện tử cần phải được hiệu chỉnh trước khi khảo sát đểbù ảnh hưởng của môi trường tại nơi khảo sát, đặc biệt là ảnh hưởng của nhiệt độ.Thao tác hiệu chỉnh:- Tháo chân đo ra khỏi máy (không tháo cáp điện) và đặt lên bề mặt đường. Chiềumũi tên trên chân đo hướng về phía trước. Đánh dấu vị trí của phần chân đo trên mặtđường. Trên bộ điều khiển chọn Calibrate  Offset . Bấm OK và đợi máy hiệu chỉnh. Sautiếng “bíp” thực hiện tiếp.- Quay chân đo 180o, chiều mũi tên trên chân đo ngược hướng ban đầu và đặt chânđo đúng vào vị trí ban đầu. Bấm OK và đợi máy hiệu chỉnh. Sau tiếng “bíp” máy sẽ hiểnthị giá trị Offset cũ và mới. Nếu 2 giá trị Offset cũ và mới lệch nhau không quá 0,5 mm thìkết quả hiệu chỉnh chấp nhận được. Ấn OK để lưu lại kết quả hiệu chỉnh. Nếu giá trị lệchnhau quá lớn thì ấn ESC để hủy bỏ và tiến hành hiệu chỉnh lại.4- Lắp phần chân đo trở lại khung máy.Bƣớc 5: Thiết lập file khảo sátBấm Survey để thiết lập file khảo sát.- Chọn Quick nếu muốn tạo nhanh một file khảo sát.- Chọn Detail cho phép đặt tên file khảo sát và tên người thực hiện.- Bấm Enter để bắt đầu tiến hành khảo sát.Bƣớc 6: Tiến hành khảo sátBước 6.1. Đánh dấu điểm xuất phát.Bước 6.2. Đưa thiết bị vào vị trí xuất phát5Bước 6.3. Tiến hành khảo sát6Bước 6.4. Kết thúc khảo sát.Sau khi khảo sát xong:+ Phải vệ sinh thiết bị.+ Chân đo phải được tháo ra khỏi thiết bị, lau sạch và cất vào hộp.2.4. Trình tự các bƣớc thực hiện thu thập và xử lý kết quả2.4.1. Chuẩn bị- Các công cụ cần thiết để xử lý kết quả:+ Máy vi tính.+ Bộ đĩa cài phần mềm Footworks (đĩa này đi kèm thiết bị).+ Bộ điểu khiển của thiết bị.+ Cáp nối máy tính với thiết bị.7- Trước khi tiến hành thu thập và xử lí cần cài đặt phần mềm vào máy vi tính. Đểphần mềm có thể hoạt động bình thường cần chỉnh định dạng ngày tháng trong máy tínhnhư sau:+ USA: MM/DD/YYYY+ Other USA: YYYY/MM/DD- Sau khi cài đặt xong phần mềm có thể update phiên bản mới nhất của phần mềmnày qua Internet.2.4.2. Thu thập và xử lý kết quả- Nối hộp điều khiển của thiết bị với máy vi tính bằng cáp.- Bật phần mềm Footworks. Giao diện của phần mềm khi mới bật.Hình 1.2. Giao diện phần mềm FootworksViệc xử lý kết quả sẽ thực hiện trên 3 cửa sổ: Filing Cabinet; Report Manager vàAppend Manager.8Hình 1.3. Các nút trên thanh công cụPhần mềm Footworks cho phép ghép nối các đoạn đo IRI với nhau và xuất được kếtquả đo cũng như đồ thị đo IRI.2.5. Công tác an toàn, bảo dƣỡng thiết bị- Thiết bị phải để nơi khô thoáng.- Giữ cho chân cắm và ổ cắm của thiết bị và các dây cáp kết nối luôn khô ráo để thiếtbị sử dụng bình thường, không xảy ra cháy nổ, chập điện.- Khi sạc thiết bị phải dùng với bộ sạc đi kèm, không dùng thiết bị khác thay thế đểtránh trường hợp cháy nổ.- Khi vận chuyển, tháo lắp nên có từ 2 người trở lên.- Đầu đo của thiết bị khi không sử dụng phải cất vào hộp, tránh va đập mạnh vào đầuđo làm đầu đo bị hỏng hoặc đo không chính xác.- Trong quá trình sử dụng:+ Không sử dụng thiết bị ở những đoạn đường trơn trượt hoặc quá gồ ghề.+ Khi lắp đầu đo vào máy không được cầm trực tiếp vào bộ phận đo mà phải cầm 2bên đầu.9+ Trước khi di chuyển thiết bị luôn nhớ đưa thiết bị về vị trí khóa. Ngả thiết bị vềphía sau để bánh xe đo không tiếp xúc với mặt đường. Di chuyển thiết bị trên 2 bánh xephía sau (Xem hình).+ Khi sử dụng thiết bị nếu thấy có dấu hiệu bất thường thì phải tắt thiết bị ngay vàtiến hành kiểm tra.+ Khi tiến hành khảo sát phải di chuyển thiết bị với tốc độ chậm (không nên quá0,6m/s).3. Đo chỉ số độ gồ ghề quốc tế bằng thiết bị Hawkeye 10003.1. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm:- Thiết bị đo IRI: Hawkeyes Duo 1000. Đây là một trong các thiết bị khảo sát đườngcao tốc hiện đại nhất ở Việt Nam. Hệ thống này tự động thu thập các dữ liệu khảo sát từ đóđưa ra các chỉ tiêu đánh giá chất lượng đường cao tốc và các thông tin về đường cao tốc.Hawkeye 1000 DUO thao tác đơn giản, nhanh chóng, tốc độ khảo sát lớn (tới 100km/h) vàquan trọng là không phải cấm đường hay phân luồn phương tiện khi khảo sát.- Xe ô tô chuyên dụng;*Thông số kỹ thuật của thiết bị:- Tốc độ cho phép thực hiện phép đo: 5-100km/h.- Thiết bị đo khoảng cách DMI kết hợp GPS.- Cho phép đo chỉ số gồ ghề quốc tế IRI, độ nhám mặt đường vi mô SMTD, độ nhámvĩ mô MPD (Đủ khả năng tới 1mm đoạn chia lấy mẫu cho cấu tạo bề mặt vĩ mô MPD),trắc dọc của đường.- Cứ 25mm thì đầu đo laser và đầu đo gia tốc đọc và ghi lại kết quả.- Thiết bị hỗ trợ camera chuyên dụng cho phép chụp lại hình ảnh xác định vị trí cácđoạn chia khoảng cách được thiết đặt.10Hình 1.4. Xe khảo sát mặt đường có gắn thiêt bị Hawkeye DUO 10003.2. Trình tự tiến hành thí nghiệm:3.2.1. Hiệu chỉnh thiết bị:- Lắp đặt thiết bị Hawkeye vào xe chuyên dụng. Yêu cầu đỗ xe tại vị trí nhẵn, bằngphẳng. Kiểm tra các kết nối thiết bị với máy tính, kiểm tra các Laser và đầu đo gia tốc đảmbảo vẫn hoạt động tốt.- Hiệu chuẩn độ nhạy laser, đầu đo gia tốc và tiến hành kiểm tra độ nhún (bouncetest) của thiết bị và đảm bảo IRI nằm trong phạm vi cho phép: Still vehicle phase IRI ≤0.1và Bounce phase IRI ≤0.2.- Sau đó tiến hành hiệu chuẩn thiết bị đo khoảng cách DMI bằng cách chọn 1 đoạn100m định chuẩn và đảm bảo số xung đạt trị số 0.222m/xung theo yêu cầu.3.2.2. Thực hiện khảo sát đo IRI:3.2.2.1. Lên kế hoạch cho một cuộc khảo sát:- Địa điểm, quãng đường khảo sát, các điểm mốc đánh dấu.- Thiết lập tốc độ tối đa và tối thiểu cho xe khảo sát: Vmax = 110Km/h , Vmin =30Km/h;3.2.2.2. Bắt đầu khảo sát:Thiết bị Hawkeyes đã được bật sẵn và kết nối với máy tính chuyên dụng đã cài phầnmềm thu thập và xử lý số liệu. Trên giao diện máy tính xuất hiện các module phần mềm đểthu thập số liệu khảo sát thực tế.11Để bắt đầu khảo sát kích vào nút Start ở mục Survey Control View, các module bắtđầu thu thập số liệu.3.2.2.3. Lựa chọn Lead in và Lead out:Để đảm bảo xe khảo sát đạt tốc độ yêu cầu khi bắt đầu khảo sát và kết thúc khảo sátcần phải có những đoạn Lead in và Lead out để số liệu thu thập được chính xác.- Lead in: Đoạn đường xe khảo sát tăng tốc độ đến tốc độ yêu cầu trước khi vào điểmmốc đầu tiên.- Lead out: Đoạn đường xe khảo sát giảm tốc độ từ điểm mốc cuối cùng đến khi xedừng lại.Lead in và Lead out nên chọn khoảng 100m.3.2.2.4.Khi kết thúc khảo sát:Kích vào nút Stop trong mục Survey Control View, người khảo sát có thể ghi nhậnxét quá trình khảo sát thu thập số liệu.Copy dữ liệu khảo sát từ máy chủ Hawkeyes sang máy tính đã cài phầm mềm chuyêndụng phân tích và xử lý số liệu.Tắt hết tất cả thiết bị và đỗ xe nơi khô ráo, thoáng mát.3.3. Lưu ý khi khảo sátTrong quá trình tiến hành khảo sát mặt đường cần lưu ý những vấn đề sau:- Yêu cầu xe khảo sát đi đúng làn đường cần kiểm tra, nếu có thay đổi làn khi vượt xe thìphải chú thích rõ ràng.- Đánh dấu các điểm mốc khi khảo sát. Việc đánh dấu điểm mốc rất quan trọng trong quátrình khảo sát, tác dụng chia nhỏ đoạn tuyến khảo sát để kết quả được chính xác hơn, vàcác điểm mốc thường là vật cố định trên đường như cọc tiêu, biển báo, cầu hoặc đườngmới…- Để đảm bảo kết quả chính xác yêu cầu người khảo sát phải quan sát các yếu tố trực tiếpvà gián tiếp ảnh hưởng đến kết quả khảo sát. Trong giao diện phần mềm thu thập có thiếtlập sẵn các chú thích như: Khi vào cầu, ổ gà, gờ giảm tốc, đoạn đường thi công, đoạnđường dính nước mưa…Các ghi chú này giúp người khảo sát giải thích được các kết quảbất thường trong quá trình phân tích dữ liệu sau này.123.3. Phân tích và xử lý số liệu:- Dữ liệu khảo sát được copy vào máy tính đã trang bị Phần mềm Hawkeyes Toolkit dùngđể phân tích và xử lý số liệu.- Vấn đề được quan tâm nhất đó chính là mặt cắt dọc tuyến, chỉ số gồ ghề IRI, độ nhámbề mặt vi mô SMTD, độ nhám vĩ mô MPD.- Phần mềm Hawkeyes Toolkit sẽ tự động xử lý số liệu thu thập và xuất kết quả dưới dạngExcel, PDF…, ghi chú những giá trị IRI bất thường mà trong quá trình khảo sát gặp phải.- Một cách khác là dựa vào hình ảnh thu thập qua hệ thống camera để đánh giá chung tìnhtrạng mặt đường, kiểm tra lại tài sản trên đường như cọc tiêu, biển báo…..3.4. Báo cáo kết quả:3.4.1. Báo cáo theo dạng bảng sau:TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬNTẢIUNIVERSITY OF TRANSPORT TECHNOLOGYLASPHÒNG THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GIAO THÔNGxd72LABORATORY FOR TRANSPORT CONSTRUCTIONĐC: 54 Triều khúc-Thanh Xuân-Hà Nội; Tel:04.35220748; Fax: 04.38547695Số - No:/2014/LAS-XD 72BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐO IRIREPORT ON TESTING RESULT IRI1. Đơn vị yêu cầu - Client:2. Công trình - Project:3. Ngày thí nghiệm - Date tested:4. Lý trình - Station5. Kết quả thí nghiệm - Test result:Khoảng cách/Chainage (km)IRIIRIIRIIRITốc độ/GhiPhải/Trái/TrungLàn/Speedchú/IRIIRIbình/IRI(km/h)Note13RightLeftIRILaneAvgIRI Trung bình của tuyến:-Ghi chú - Note: Kết quả chỉ có giá trị trên đoạn thử nghiệm / The results are only valid fortested length of roadNgười thí nghiệm/ Tester byNgười kiểm tra/ CheckerTRƢỜNG ĐHĐƠN VỊ YÊU CẦU(Client)TƢ VẤN GIÁMPHÒNG THÍSÁTNGHIỆM(Consultant)(Laboratory)CÔNG NGHỆGTVT(University ofTransportTechlonogy)143.4.2. Đánh giá kết quảPhân cấp chất lượng độ bằng phẳng theo IRI của đường đang khai thácTình trạng mặt đườngLoại mặt đườngCấp đườngCấp cao A1: Bê tông ĐườngTốtTrungbìnhKémRất kémcaonhựa chặt, bê tông xi tốc cấp 120,măng đổ tại chỗcấp100và IRI