Monitorowanie stanu nawierzchni
Regularne poddawanie nawierzchni drogowych badaniom ma znaczący wpływ na bezpieczeństwo ich użytkowników. Sprawdzanie odporności na odkształcenia trwałe wymaga użycia koleinomierza. Koleinomierz (ang. Wheel Tracker) to urządzenie wykorzystywane do badania odkształceń wysokotemperaturowych (tzw. kolein) w nawierzchniach drogowych. Aby proces ten mógł być regularnie monitorowany, do badania przygotowywane są próbki o różnych kształtach – dana forma i jej wielkość zależy od wyboru modelu koleinomierza.
Obowiązujące przepisy przewidują badanie odporności nawierzchni na deformację trwałe metodą koleinowania według normy PN-EN 12697-22. Przeprowadza się je na próbkach wyciętych z nawierzchni lub przygotowanych w laboratorium drogowym w formach zamkniętych wykonanych z polietylenu lub stali. Badanie polega na poddawaniu próbek przejściom koła w ustalonej temperaturze przez określoną liczbę cykli lub uzyskaniu określonej normą koleiny.
Jaki koleinomierz?
Obecnie stosuje się trzy rodzaje aparatów do koleinowania :- lekki, tzw. brytyjski (badanie w powietrzu)- lekki, tzw. niemiecki (badanie w powietrzu lub w wodzie)- ciężki, tzw. francuski LCPC (badanie w powietrzu)
Wg normy PN-EN 12697-22 część 22 klasyfikuje się dwa pierwsze koleinomierze jako małe, a ostatni jako duży. Norma PN-EN 12697-22 spełnia obie procedury (A i B).
Procedura A wymaga przebadania sześciu próbek. W procedurze B obowiązującej w Polsce wymagane jest wykonanie badań na dwóch próbkach, ale głębokość koleiny musi być mierzona w większej liczbie punktów wzdłuż profilu koleiny wzdłużnej.
Stosowane urządzenia
Koleinomierz LCPC został skonstruowany we Francji, gdzie został wprowadzony jako urządzenie do badań uzupełniających podczas wykonywania projektowania mieszanki mineralno-asfaltowej w prasie żyratorowej. Badanie wykonywane w koleinomierzu LCPC wykonywane jest w temperaturze 60˚ C, ponieważ jest to temperatura zbliżona do tej występującej na nawierzchni w sezonie letnim. W trakcie pracy urządzenia na próbkę przykładane jest koło z gładką oponą o ciśnieniu 0,6 MPa z obciążeniem 5kN- wykonuje ono przejazdy po próbce z częstotliwością 1Hz co pozwala określić wytrzymałość danej nawierzchni.
Koleinomierz Large device zastępuje skutecznie koleinomierz LCPC dzięki zastosowaniu unikalnego urządzenia pomiarowego. W koleinomierzu Large Device dwie próbki o wymiarach 500×180 mm są badane jednocześnie pod znacznie większym naciskiem koła ogumionego w określonych warunkach obciążenia, prędkości i temperatury. Powstawanie koleiny jest monitorowane w określonych odstępach czasu podczas wykonywania badania. Koleinomierz zapewnia również rejestrowanie i wyświetlanie temperatury.
Koleinomierz mały (brytyjski) opracowano i użyto do badania koleinowania w Wielkiej Brytanii. W badaniu wykorzystuje się próbki kwadratowe o wielkości 305 x 305 mm, prostokątne o wielkości 305 x 405 mm lub też walcowe o średnicy 200 mm. Urządzenie jest wyposażone w niebieżnikowane koło obciążeniowe, którego średnica zewnętrzna mieści się w przedziale od 200 do 205 mm. Jego przejazd wykonywany jest na odcinku 230 ± 5 mm z częstotliwością 26,5 cykli na 60s i obciążeniem 700 ± 10N. Urządzenie rejestruje temperaturę, liczbę przejść koła oraz głębokość koleiny. Badanie przeprowadzane w temperaturze 60˚C zostanie przerwane po osiągnięciu głębokości koleiny 20 mm lub 10 000 cykli przejść koła.
Nowoczesny mały koleinomierz niemiecki (Hamburg Wheel Tester) jest urządzeniem dwustronnym z możliwością pracy z jednej lub z obu stron jednocześnie, ogrzewanym wodą lub powietrzem. Koleinomierz niemieckiej firmy Infratest pozwala na badanie próbek prostokątnych 260 x 320 mm lub 260 x 410 mm i walcowych o średnicy 300 mm – zarówno w powietrzu, jak i w wodzie, a konfigurowalne, zintegrowane oprogramowanie umożliwia użytkownikom programowanie różnych zadań, takich jak ogrzewanie, rejestrowanie temperatury czy monitorowanie głębokości. Podczas pracy próbka może wykonać do 15 różnych pomiarów z użyciem gumowych lub stalowych kół.