Data fra entreprenørmaskiner Til kontrolprocessen. Finn Thøgersen Vejdirektoratet

Transkript

1 Data fra entreprenørmaskiner Til kontrolprocessen Finn Thøgersen Vejdirektoratet

2 Problemstilling Kan data opsamlet af entreprenørmaskiner bruges som erstatning for og/eller supplement til traditionelle metoder ved kontrol- og tilsynsprocedurer? Baggrund: Kraftig udvikling af systemer til 3D-projektering og maskinstyring til anlæg Traditionel kontrol er stikprøvebaseret Digitale anlægsmetoder giver mulighed for kontinuerte, fladedækkende målinger

3 Branchesamarbejde Det Digitale Anlæg Vejdirektoratet, BaneDanmark, Foreningen af Rådgivende Ingeniører, Femern A/S og Danske Anlægsentreprenører Undergruppe: Dataindsamling fra entreprenørmaskiner Andre arbejdsgrupper: Format til udveksling af data Lagstruktur Referencekoordinatsystem

4 To hovedanvendelser Indmåling af overflader (hvor er vi?) Kontrol af materialekvalitet (hvor godt er det?)

5 Møder med udstyrsleverandører Topcon, Sitech og Scanlaser (Leica) Alle nye maskiner på internettet Landsdækkende net Maskinerne kan kommunikere indbyrdes Både teknisk udstyr og databehandlingssystemer Behov for fælles systemer og standarder Ren GPS giver nøjagtighed på 1 3 cm

6 Entreprenørers erfaringer Nogle asfaltentreprenører har lavet forsøg med 3D-maskinstyring, men det bruges ikke generelt Langt mere udbredt blandt jordentreprenører Generelt er branchen positiv over for maskinstyring og bruger det i vid udstrækning ved udlægning af ubundne lag Systemerne bruges internt af entreprenørerne, mens man er afventende i forhold til data til bygherren Nogle entreprenører har lavet forsøg med tromleresponsmålinger, men med blandede resultater Fælles standarder og krav fra bygherrer kan fremme udviklingen

7 Nuværende praksis, indmåling Nivellementer på alle lag, typisk i 20-m stationer: Planum ± 40 mm Bundsikring ± 20 mm Stabilgrus/HBB/asfalt ± 10 mm

8 Perspektiver for indmåling Med ren RTK-GNSS kan opnås en nøjagtighed på 2-3 cm, dvs. Kan være OK for planum Ikke OK for bundsikring, stabilgrus og asfalt Ved kombination med f.eks. totalstation eller laser på grader kan opnås nøjagtighed ned omkring 1 cm OK til afgravning Udstyret fungerer og bruges på gradere, men ikke sidste overkørsel Mindre egnet til vibrerende tromler Enorme datamængder, efterbehandlingsprogrammer skal forbedres

9 Nuværende praksis, materialekvalitet Komprimeringskontrol med isotopsonde på alle ubundne lag Bundsikring kontrolafsnit max m 3, f.eks. 5 målinger per 200 m vej Stabilgrus kontrolafsnit max. 500 m 3, f.eks. 5 målinger per 200 m vej Bæreevnemålinger kun på øverste ubundne lag med stort faldlod Desuden ved stabilisering af planum (minifaldlod)

10 Systemer til komprimering Kontinuert komprimeringskontrol (CCC Continuous Compaction Control) Kontinuerte fladedækkende målinger med responsudstyr monteret på tromle Intelligent komprimering (IC Intelligent Compaction) Tromle der selv løbende justerer indstillinger (amplitude, frekvens) i forhold til den respons den mærker fra underlaget

11 Tromleresponsmålinger Forskellige systemer CMV (Compactometer Value) - accelerometer MDP (Machine Drive Power) rullemodstand m.fl.

12

13

14 Dybdevirkning

15

16

17

18 Responsmålinger

19 Sammenligning CCC vs. stikprøver Forhold i dybden og materialernes vandindhold er de vigtigste forhold for korrelation mellem CCC og stikprøver Bedst korrelation opnås med faldlod, næstbedst med statisk pladebelastning, dårligst med isotopsonde Enkeltpunkter korrelerer ikke godt for isotopsonde vs. CMV/MDP Gennemsnitsværdier for større arealer korrelerer væsentligt bedre CMV har større dybdevirkning end MDP CMV-værdier afhænger af kørselsretningen

20 Sammenligning CCC vs. stikprøver CMV korrelerer bedst med isotopsonde og bæreevnemålinger for relativt grovkornede sand- og grusmaterialer (friktionsmaterialer) og dårligst for finkornede og våde jordmaterialer (kohæsionsmaterialer) Forskellige responsudstyr korrelerer ikke godt

21 Responsmålinger på Hels. MV L W D Efter en overkørsel Efter yderligere to overkørsler CMV

22 Feltforsøg i DK Konklusioner: Opnået nøjagtighed med ren GPS mm CMV tromleudstyr måler konsistent fra overkørsel til overkørsel Direkte sammenhæng mellem CMV og minifaldlod på forud definerede enkeltmålepunkter kan ikke etableres. CMV kan i rimelig grad udpege svage områder, hvilket bekræftes af minifaldlod

23 Brug af tromlerespons i nabolande Vejregler i Sverige, Norge, Tyskland og Østrig: Ved brug af tromler med responsudstyr udpeges de svageste områder, som derefter kontrolleres med statisk pladebelastning Krav til tætheden af målinger / størrelse af kontrolafsnit er lempeligere ved brug af responsudstyr Eventuelt er det i tillæg specificeret at der tromles indtil ændringen fra en overkørsel til den næste er mindre end 5 eller 10 % Problem ift. Danmark: Vi måler traditionelt ikke bæreevne, men kun lejringstæthed, der korrelerer dårligere med tromlerespons

24 Andre teknikker Termografi Anvendes til kontrol af temperaturer ved asfaltudlægning Sikring af godt komprimeringsresultat Nogle firmaer har forsøgt sig, men bruges stort set ikke i Danmark Registrering af kørselsmønster mhp. optimering af arbejdsgange og dokumentation af materialeflow

25 Hvordan kommer vi videre? To yderpunkter: Krav om maskinstyring + tromlerespons på alle større VD-arbejder Konsekvenser: Stigende pris, masser af data, forhåbentlig bedre kvalitet Overlade teknologien fuldt ud til entreprenørernes eget initiativ Entreprenøren får bedre mulighed for at overholde de fortsat traditionelle kontroller og kan f.eks. reducere antal tromleoverkørsler

26 Hvordan kommer vi videre? Mellemløsning: Introducere udvalgte teknologier i samarbejde med Vejregelsystemet, f.eks.: Lempelse af krav til tæthed af indmålinger ved supplement med maskinstyringsdata for planum (?) Lempelse af krav til tæthed af komprimeringskontrol ved brug af responsmålinger på bundsikring og stabilgrus (?) Anbefale statisk pladebelastning som kontrolmetode (?) Data fra maskinstyring og tromlerespons på konkret projekt sideløbende med traditionel kontrol