SVENSKA VÄ G I N S T ITUTET

Transkript

1 SVENSKA VÄ G I N S T ITUTET STOCKHOLM M E D D E L A N D E 12 UPPM ÄTN IN G A V O JÄ M N H E TE N HOS V Ä G A R S K O R BAN O R M ED S. K. S K R O V L IG H E T S M Ä T A R E

2

3 SVENSKA VÄ G I N ST ITUTET STOCKHOLM M E D D E L A N D E 12 U PPM ÄTN IN G A V O JÄ M N H E TE N HOS V Ä G A R S K Ö R BAN O R M E D S. K. S K R O V L IG H E T S M Ä T A R E

4 I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G. S id. Inledning... 3 M ätapparaten... 3 M ätningarnas utförande... 5 Stötintensitetens variation med körhastigheten... 7 Undersökta gatu- och vägsträckor... 8 Slutsatser... 14

5 U PPM ÄTN IN G A V O JÄ M N H E T E N HOS V Ä G A R S KÖ R B AN O R M E D S. K. S K R O V L IG H E T S M Ä T A R E av E. Nordendahl. In le d n in g. Det har under väginstitutets arbete vid upprepade tillfä lle n fram stått såso en kännbar olägenhet, att en enkel, snabb och b illig objektiv metod, saknats fö; att sinsemellan jäm föra olika vägbanor beträffande graden av deras ojäm n het eller skrovlighet, karakteriserad av befintligheten av hål, gupp, vågbilo - ning eller korru g e rin g och andra deformationer. I b rist på läm plig m ätningsmetod, som kunde lämna ett sifferm ässigt u ttry c k fö r vägbanornas ojämnhet, hava jäm förelserna tidigare måst grundas på subjektiva in tryck. Dä vägbanorna icke direkt och omedelbart kunna jäm föras med varandra, och då m ellan två in try c k nödvändigtvis måste ligga en viss tidrym d, b lir bedömningen synnerligen osäker. Läm pliga metoder, som fy lla de ovan uppställda villko re n hava tidigare saknats, men relativt nyligen hava i Förenta Staterna fram kom m it läm pliga mätapparater, avsedda att monteras på en bil. E n d y lik apparat har inköpts av väginstitutet och med. apparaten hava under sommaren 1928 en del m ätningar u tfö rts på vägar och gator belägna dels i och invid Stockholm, dels på sträckan Stockholm Göteborg Malmö. M ätningarna, under vilka med b il befarits' en väglängd av ca 3,600 km, hava utfö rts efter program uppgjort av institutets sekreterare, civilingenjören E. Nordendahl, och under dennes ledning och överinseende. Såsom observatörer hava tjä n stg jo rt efter varandra två studerande vid Tekniska högskolan, teknologerna S. Adding och H. J. Hansen. M ä ta p p a ra te n. Den inköpta mätapparaten, kallad skrovlighetsmätare (engelska: roughometer) som ursprungligen konstruerats av Förenta Staternas högsta vägmyndighet, Bureau of P ublic Eoads, har inköpts frå n tillverkaren, firm an A m e rican Instrum ent Co. (adress D. Street, N. W. W ashington, D. C.). Den betingade inklusive tu ll och fra k t ett p ris av ca 800: k r. Apparaten, som med tillbehör har en v ik t av ca 11 kg, är av m etall, och vid användningen fästes den på en vanlig person- eller lastautom obil. Fastsättningen är lätt u tfö rd och drager en kostnad av ca 100 k r. Apparaten fästes på bilens chassis, eventuellt på motorn. Apparaten är försedd med en stångliknande del, som står i fast ehuru ledad förbindelse med bilens framaxel. De upp- och nedgående rörelser, som bilens fram axel under färd på vägen tillfö lje vägens ojämnhet undergår i förhållande t ill bilens chassis, påverka d irekt en ve rtika l kuggstång i apparaten. Kuggstången kom mer sålunda att fö lja fram axelns rörelser. Kuggstångens upp- och nedgående rörelse omsättes i en roterande rörelse hos apparatens* huvudaxel på sådant sätt, att endast kuggstångens uppåtgående rörelse påverkar apparataxeln. V id

6 Pig. 1. Den v id m ätningarna använda F ord b ile n med ballongringar. kuggstångens nedåtgående rörelse f r i kopplas apparataxeln. Dennas roterande rörelse överföres förmedelst en b ö jlig m etallslang till ett räkneverk, fästat vid bilens in strumentlåda och lätt avläsbart fö r obser% vatören eller b ilfö raren. Avläsningen på räkneverket angiver summan av fram axelns rörelser i uppåtgående r ik t ning och därmed också ett u ttryck fö r vägens ojämnhet, som är orsaken till fram axelns rörelser. E n registrerad enhet på räkneverket m otsvarar en uppåtgående rörelse hos bilens fram axel av 1 eng. tum (25,4 m m ). Genom att u t räkna avläsningen fö r en viss enhet av väglängden erhål- F ig. 2. Förbindelse m ellan m ätapparaten och bilens fram axel. Fig. 3. M ätapparaten, infästad på bilen. las sifferm ässiga u t try c k fö r vägbanans ojämnhet. Y id m ätningar fram föres bilen med vanlig körhastighet, varigenom m ätningarna gå mycket fort, och en stor väglängd kan medhinnas per dag. Det bör betonas, att apparatens ulslag i m ycket hög grad är beroende av bilens beskaffenhet

7 och belastning. Kesultatet av m ätningarna är sålunda beroende av b i lens utfjädringsförhållanden, lasten på bilen och sättet fö r lastens anbringande samt trycket i rin garna (lu ftrin g a r).. V idare äro utslagen beroende av den hastighet, med v ilken bilen fram föres, samt det sätt, på vilket mätaren infästats. En och samma b il bör d ärför användas vid sådana m ätningar, som skola inbördes jäm föras, eller också måste fö r varje b il en koefficient utrönas genom mätning på en viss komparationssträcka. M ätningar gjorda med olika b ila r äro sålunda icke direkt jäm förbara. F ö r alt spara apparaten urkopplas den genom ett enkelt handgrepp vid de tillfä lle n, då m ätning icke pågår. En av de b ila r, på v ilk a apparaten anbringats, samt apparatens utseende och sättet fö r dess infästning fram gå av vid stående fotografier, Fig. 4. M ätapparaten, infästaa på bilen. fig M ä tn in g a rn a s u tfö ra n d e. V id huvuddelen av institutets m ätningar, i det följande kallade första g ru p pens m ätningar, har mätaren v a rit fästad på en m indre personbil, F ia t 501, försedd med vanliga h ög trycksringar med ett try c k av 3,5 kg i samtliga rin ga r. En andra grupp m ätningar har u tfö rts med Fiatbilen, dock med något ändrad infästning av mätaren. Slutligen har en tredje grupp u tfö rts med en 1/2-tons F ordlastbil (äldre m odell), med b allongringar med ett try c k av 2,25 kg i samtliga rin g a r. Med 2 man på föraresätet vägde Fiatbilen 1150 kg (545 och 605 kg på resp. fram - och bakaxel) och Fordbilen 1050 kg (475 och 515 k g ). Teknologen Adding tjä nstgjorde som observatö r fö r den första gruppen m ätningar och teknologen Hansen fö r de båda andra grupperna. A v kostnadsskäl hade apparatens in- F ig. 5. R ä kn e verket, in fä s ta t på b ile n s in s tru m e n tb rä d a.

8 Fig. 6. Stötintensitetens variation med körhastigheten. Mätningar på nya Dalarövägen invid Stockholm. Fiatbil med högtryeksringar. fästning på Fordbilen skett något excentriskt i förhållande t ill bilens m ittlinje. Y id de vaggningar i sidled, som vid F o rd b i len stundom uppstodo på grund av dess fjäderanordning, kom apparaten att giva utslag, vilka icke enbart h ärrörde frå n vägbanan. På denna grund äro m ätningarna med F ordbilen icke lik a tillfö r litlig a som m ätningarna med Fiatbilen. A v mätningarna med Fiatbilen äro andra gruppens m ätningar utförda med något större noggrannhet än första gruppen, beroende på ökad erfarenhet rö rande apparatens rätta bruk. Y id samtliga försök var lasten i b ila rn a densamma, frånsett den obetydliga ändringen i bensinförrådets v ik t under färd. E in gtrycke n kontrollerades dagligen med manometer. Försöksbilen fram fördes med en m öjligast konstant hastighet av 40 km, i Stockholm dock endast 35 km. Längden hos undersökta sträckor mättes genom avläsning på bilens vägmätare, sedan m ätaren genom prov befu nnits tillfredsställande. Hastigheten kontrollerades genom tidtagning med stoppur över de på nyss angivet sätt uppmätta sträckorna. Då b ilfö ra rn a besutto ganska stor skicklighet, lyckades man innehålla den önskade hastigheten med små avvikelser, ca 1 km uppåt och nedåt. De uppmätta sträckorna kördes m inst 2 gånger, ofta 3 å 4 gånger eller flera, och medeltalet togs av de olika avläsningarna. De o lika delförsöken i en serie stämde anm ärkningsvärt väl överens (jä m fö r tabell 1 här nedan). Största avvikelsen hos en delmätning frå n medeltalet i en serie uppgick i regel t ill m ellan 3 och 4 procent av medeltalet. De uppmätta ojämnheterna angivas i vägsträckans stöttal. Med stöttalet förstås då antalet på räkneverket avlästa enheter (engelska tum ) under färden över sträckan. E n viss vägsträckas ojämnhet karakteriseras av dess stöttal per längdenhet, läm pligen per kilom eter. I detta meddelande har uttrycket stötintensitet valts fö r att karakterisera stöttalet per kilom eter vägsträcka. Stötintensiteten visade sig variera frå n ca 100 tum eller m indre på goda beläggningar till ca 600 tum eller ännu mera på dåliga stenbeläggningar eller sönderkörda makadamvägar. M an har sökt u tfö ra m ätningarna på sammanhängande sträckor av m inst 3 km längd. Då i v å rt land den sammanhängande längden av en och

9 t samma beläggning ej a lltid uppnår nyssnämnda mått, hava även sträckor på 1 å 2 km eller ännu m indre längd undersökts. Ju korta re en vägsträcka är, dess mer kunna tillfä llig h e te r såsom enstaka stenar på vägbanan, gropar frå n utförda reparationer o. d. inverka förryckande på resultaten. E n jäm förelse m ellan de o lika delförsöken i en och samma serie har dock utvisat, att inverkan av d y lika tillfä llig h e te r är föga betydande. Y id alla försöksserier av större om fattning, omfattande en tid av flera dagar, utsågs en kom parationssträcka, vilken undersöktes dels före, dels efter en försöksseries utförande. Det visade sig därvid, att apparaten icke näm nvärt ändrades, och att skillnaden mellan de båda uppm ätningarna av kom parationssträckan var obetydlig och liggande inom den ovan angivna felgränsen. S tö tin te n s ite te n s v a ria tio n m ed k ö rh a s tig h e te n. Som redan nämnts inve rka r hastigheten avsevärt. Stötintensiteten ökas vid ökad hastighet. Hastighetens inverkan har undersökts genom m ätningar på en och samma vägsträcka med hastigheter frå n 20 t ill 50 km. Hastighetens in verkan fram går av dels nedanstående tabell 1, upptagande m ätningar med hastigheterna 25, 35 och 45 km, dels fig. 6. På den senare har hastighetens inverkan fö r olika vägbanor grafiskt angivits fö r F iatb ilé n (h ö g try c k s rin g a r). F rå n fig. 6 fram går, att intensiteten vid 40 km är ca 12 % större än vid 35 km fö r en smågatstensbeläggning och ca 35 % större fö r en sandasfaltbeläggning. V id liknande försök med Fordbilen (b a llo n g rin g a r) framkommo ungefär enahanda siffro r. K u rvan på fig. 6 fö r smågatsten antyder, att tillväxten vid större hastigheter än 50 km måhända är obetydlig, Tabell 1. Resultatet av skrovlighet sm ätning ar, utförda med o lika hastighet m ellan pun k terna 1 och 2 på en grusväg i Stockholms län. K ö rrik tn in g H ast. e nl. b ile n s h a st.- m äta re, V ä gl. e n l. m ä ta ren, S tö tta l, M e d e lta l av s tö tta l, S tö tin te n - site t, k m k m tu m tu m tu m p e r km » » » » 6.o » Anm. V id ovanstående m ätningar har entalssiffran på räkneverket ieke avlästs. Det ä r av vikt, att inbrom sningar undvikas och att hastigheten hålles m ö jligast konstant över hela den sträcka, som ska ll undersökas. Y id inbrom s nin ga r m inskas hastigheten och därmed även stöttalet.

10 U n d e rs ö k ta g a tu - o ch v ä g s trä c k o r. Som nyss nämnts omfattade undersökningarna 3 grupper m ätningar. F örsta gruppen, F ia tb il med hårdpumpade rin gar. Första gruppen omfattade m ätningar under en ca 3000 km lång resa, som utgående frå n Stockholm g ick över Södertälje, N yköping, L in kö p in g, N o rrk ö ping, M jö lby, Jönköping, F alköping, Alingsås, Göteborg, Halm stad, H ä lsing borg, Landskrona, Malmö med en avstickare mot Ystad, åter t ill Malmö över Lund, H örby, K ristianstad, Jönköping till Stockholm. Under denna resa undersöktes samtliga påträffade permanenta beläggningar med undantag av beläggningarna på sträckan Stockholm Södertälje. På denna sträcka äro näm ligen de särskilda sträckorna så korta, att undersökningar icke läm p ligen kunde utföras. V idare togos stickprov på ka ra kte ristiska grus- och makadam körbanor. Resan utfördes under den första hälften av ju li månad U ndersökning av en sträcka tillg ic k så, att sträckan fö rst överfors 1 gång i rekognosceringssyfte utan apparaten tillkopplad. Sedan en läm plig sträcka sålunda utvalts, överfors den fram och åter 1 eller stundom 2 gånger. V a rje sträcka kom på detta sätt att bliva uppmätt minst, 2 gånger, stundom 4 eller flera gånger. Den angivna stötintensiteten u tg ö r medeltalet- av de erhållna värdena. Resultaten av m ätningarna under resan äro angivna i nedanstående tabell 2. Tabell Resultat av skr ovlig het sm ätning ar u tförda på sträckan Stockholm Göteborg M alm ö Stockholm. M ätbilens hastighet 40 km. F ia tb il, hårdpumpade rin g a r. B e l ä g g n i n g ocli p l a t s L ä n g d i fem S tö tin t., tu m p e r k m Storgatsten: A. Permanenta beläggningar. H uskvarna Jönköping Ranten Falköping Göteborg, mot K u n g s b a c k a Smågatsten: Stockholm, mot D a la r ö... 2.o Stockholm, mot S k u ru N orrköping, mot L in köpin g ( I) »»» ( I I ) Göteborg, mot A lin g s å s Göteborg, mot Vänersborg Göteborg, Särövägen (stickprov Alm edal A skim ). Göteborg, mot K u n g s b a c k a... Halm stad Laholm

11 B e l ä g g n i n g o c h p l a t s L ä n g d i k m S tö tin t., tu m p e r k m Hälsingborg, mot Ängelholm ( I)... 7.o 200»»» ( I I ) »» L a n d s k ro n a o, 240 L u n d Malmö ( I)... l. i 320 L u n d Malmö ( I I ) Malmö, mot Ystad Lund, mot H örbv K ristianstad, mot T o lla rp... i K ristianstad, mot Rödaled Sandasfalt: Stockholm, mot D a la rö Cementbetong: N orrköping, mot L in köpin g L u n d Malmö o 70 Lund, mot H örby Jönköping, mot S k illin g a ry d B. Grus- o c h m a k a d a m v ä g a r ( s t i c k p r o v ). L/V/vAvl isödprlälifi NvköDiner e7 A & o 310 N yköping N orrköp in g M jö lb y Ödeshög G ränna H uskvarna Y arberg Falkenberg o 630 Falkenberg Halm stad Halm stad Laholm L u n d H ö rb y o 330 H ö rb y K ristian siad A n m. V id ovanstående m ätningar har entalssiffran på räkneverket icke avlästs. De bland ovanstående sträckor, v ilka äro belägna på Stockholms utfartsvägar* häva använts såsom kom parationssträckor och hava undersökts såväl före som efter resan t ill Malmö. Stundom påträffades m ellan tvenne orter 2 sträckor med samma slags beläggning belägna ett stycke frå n varandra. I tabell 2 äro i d y lik a fa ll sträckorna åtskilda med rom erska siffro r, varvid sträcka I betecknar den sträcka* som är belägen närm ast utgångspunkten. Y id grus- och makadamvägar hava stickproven tagits på en fö r varje sträcka k a ra kte ristisk del. F ö r sträckorna med permanenta beläggningar, i

12 detta fa ll storgatsten, smågatsten, sandasfalt och cementbetong, torde m ätningarna utgöra ett m ycket tillfö r litlig t m ått på beläggningarnas beskaffenhet, enär vid d ylika beläggningar tillfä llig h e te r beträffande underhåll o. d. ej inverka. Y id grus- och m akadamsträckorna däremot kunna tillfä llig h e te r inverka i hög grad, och de i tabell 2 anförda siffro rn a äro d ä rfö r ej a lltid ett rättvist utslag på vägens beskaffenhet. En viss väg har måhända v a rit medvetet tillbakasatt beträffande underhållet på den grund, att den befunnit sig under om läggning eller snart skolat omläggas. Y idare är det en känd sak, att en liv lig t trafikerad grusväg företer ett helt annat tillstå n d och en helt annan jäm nhet omedelbart efter en h yvlin g än stra x före en sådan. H ä rtill kommer inverkan av väderleken. T ill alla dessa omständigheter har vid de h ä r beskrivna m ätningarna hänsyn icke kunnat tagas utan vägarna hava undersökts i vid tillfä lle t befintligt skick. A v det nu sagda fram går sålunda, att fö r grusoch makadamvägar kunna m ätningarna icke utan vidare läggas t ill grund fö r bedömandet av vägunderhållet. E n subjektiv betygssättning av jämnheten hos ovan nämnda stensatta sträck o r giver följande resultat. Betyg. S tötintensitet. M ycket god gatsten eller lägre Ood gatsten M indre god gatsten M ycket dålig gatsten över 360 A nm ärkningsvärt är, att samtliga såsom mycket goda betygssatta smågatstensbeläggningar äro belägna i Skåne. Det är tro lig t, att anledningen t ill de skånska stensättningarnas goda tillstå n d bl. a. ligg er däri, att de skånska vägarna äro bättre utbottnade (försedda med kra ftig a re bärlager) än vägarna i övriga delar av landet samt att tjälens skadliga inverkan är obetydlig i Skåne. Samtliga undersökta storgatstensbeläggningar skulle enligt denna subjektiva betygssättning betecknas som mycket dåliga. F ö r grus- och makadamvägar betygssättas en intensitet av 170 såsom u t m ärkt god vägbana och en intensitet av 500 och mera som mycket d ålig och knappast fram kom lig vid 40 km hastighet. Den bästa uppmätta grusvägen (H ö rb y K ristiansta d) är belägen i Skåne. Förutom nyssnämnda landsvägsm ätningar ingingo i första gruppen en serie m ätningar på gator inom Stockholm, belagda i regel med storgatsten och i några fa ll med smågatsten. Dessa m ätningar utfördes med en hastighet av endast 35 km mot 40 km på landsvägarna. F ö r att jäm föras med landsvägsm ätningarna böra värdena frå n gatum ätningarna ökas med ca 12 %. E när

13 gatum ätningarna skett över ko rta sträckor, frå n 0,5 till 2 km i längd, äro de icke så tillfö rlitlig a som landsvägsmätningarna. Dessutom bör beaktas, att i så gott som samtliga gator äro nedlagda spårvägsspår, en omständighet, som i icke rin g a grad ökar körbanans ojämnhet. De undersökta 21 st gatusträckorna kunna med hänsyn t ill stötintensiteten indelas i följande grupper. A nta l gatusträckor Stötintensitet (uppm ätt värde) * Summa 21 M edeltal 560 motsvarande vid 40 km hastighet ca 630. Såväl det lägsta värdet (340) som det högsta (700) erhöllos fö r storgatsten. A ndra gruppen, F ia tb il med hårdpumpade rin g a r, ändrad infästning av mätapparaten. M ätningarna i den andra gruppen äro u tförda med samma F ia tb il, som använts fö r den första gruppen, dock med förbättrad infästning av apparaten. Den andra gruppens värden äro noggrannare än den första gruppens. Under det att vid den första gruppens m ätningar avläsningarna på räkneverket skett på 10 enheter när, hava avläsningarna vid den andra gruppens m ätningar skett på 1 enhet när. Jämförande m ätningar över en kom parationssträcka har g iv it vid handen, att apparaten under andra gruppens m ätningar på grund av den bättre infästningen g iv it ca 30 % högre värden än under första g ru p pen. Resultaten äro angivna i tabell 3 och där sammanställda med resultaten frå n tredje gruppens m ätningar. M ätningarna inom den andra och den tredje gruppen omfatta vägar med permanent beläggning i närheten av Stockholm och hava u tfö rts under en veckas tid, augusti En subjektiv betygssättning är in fö rd i tabell 3. Tredje gruppen, F o rd b il med ballongringar. Tredje gruppen har omfattat m ätningar med Fordbilen, försedd med ballongringar. Värdena i tredje gruppen äro betydligt lägre än i de båda andra grupperna, i genomsnitt ungefär hälften eller m indre av andra g ru p pens värden. På grund av Fordbilens säregna fjä derstä llning äro m ätningarna i tredje gruppen, som redan nämnts, m indre tillfö rlitlig a än m ätningarna i de båda andra grupperna. Även tredje gruppens värden äro angivna i tabell 3.

14 Tabell S. Resultat av skrovlighetsm ätningar på permanent beläggning i närheten au Stockholm. Hastighet 40 km, fö r hård g ju ta sfalt 35 km. Beläggning och plats Län g d j A n ta l i k m m ä t 1 n in g a r Fiatbilen S tö tin - te n s ite t, tu m p e r km Fordbilen S tö tin - A n ta l te n s ite t, m ä t tu m p r n in g a r k m In tr y c k av vägens b e ska f fenhet v id in s p e k tio n e n (sub j e k tiv t be tyg ) Smågatsten: Skuruvägen försvarlig Nya Dalarövägen god A l viks vägen, sträcka I god»» I I god Drottningholm svägen, sträcka I god»» II m ycket god Stor- och smågatsten omväxlande: Norrtäljevägen (Danderydsvägen) m indre god Sandasfalt : Nya Dalarövägen m ycket god ; A lviks vägen, sträcka I »»»» I I U god Ulvsundavägen m ycket god i Saltsjöbads vägen försvarlig Norrtäljevägen, sträcka I »»» I I god Drottningholm svägen, sträcka I m ycket god»» jj »» H ärd gjutasfalt (s. k, Hartguss) : Hastigheten endast 35 km Regeringsgatan, sträcka I u tm ä rk t»» I I » Birger Jarlsg, östra körbanan » » S tureplan Engelbrektsplan » Cementbetong: Upsalavägen, sträcka I god»» I I m ycket god 1

15 H är nedan angivas vissa delförsök, dels fö r några av ovanstående mätningsserier med Fiatbilen, dels en del andra sam tidigt utförda försök med samma M l. Skuruvägen, smågatsten, 11 st delförsök. R i k t n i n g D a t u m S tö tin t., tu m p e r k m M e d e lta l av s tö tin t, tu m per km Från Stockholm ang M ot»...» 430 Från»» Från» 23 ang M ot»» 444 Från»» 451 M ot»...» Från» 25 aug M ot» 430 Från»...» 447 M ot»...» Upsalavägen, cementbetong, sträcka I I, 6 st delförsök. R i k t n i n g D a t u m S tö tin t., tu m p e r k m M e d e lta l av s tö tin t., tu m per km Från Stockholm aug M ot»...» 75 Från»...» 89 M ot»...» Från» aug M ot» Stora Värmdövägen, grus, 7 st delförsök. R i k t n i n g D a t u m S tö tin t., tu m per km M e d e lta l av s tö tin t., tu m p e r k m M ot Stockholm aug Från y>» 516 M ot y>...» Från s> 25 aug M ot» Från»...» 679 M ot»...» F rå n ovanstående förteckning fram går, att på utfartsvägar med permanent beläggning stötintensiteten i regel är högre vid fä rd i rik tn in g frå n Stockholm än mot Stockholm. Liknande iakttagelser hava gjo rts på alla utfartsvägar frå n Stockholm. Detta förhållande kan måhända t ill en del fö rk la ra s därav, att tra fiken frå n Stockholm u t mot landsbygden i regel torde vara tyngre än i mot-

16