UNDERSÖKNING AV NY METOD FÖR MÄTNING AV YTJÄMNHET, NIVÅER OCH LUTNINGAR INOM HUS- OCH ANLÄGGNINGSARBETEN

Examensarbete 10 poäng C-nivå UNDERSÖKNING AV NY METOD FÖR MÄTNING AV YTJÄMNHET, NIVÅER OCH LUTNINGAR INOM HUS- OCH ANLÄGGNINGSARBETEN Reg.kod: Oru-Te-EXA096-B102/04 Helena Gryth och Anna Björk Byggingenjörsprogrammet 120 p Örebro vårterminen 2004 Examinator: Göran Lindberg RESEARCH OF A NEW METHOD FOR SURVEYING FOR SURFACE ROUGHNESS, LEVELS AND SLOPES WITHIN BUILDING- AND ROAD CONSTRUCTIONS. Örebro universitet Örebro University Institutionen för teknik Department of technology 701 82 Örebro SE-701 82 Örebro, Sweden

SAMMANFATTNING Dagens teknik för mätning av golv- och vägytor ger bristfälliga resultat och behöver utvecklas. Mätning av ytjämnhet, nivåer och lutningar utförs idag vanligen som stickprov med enkla verktyg som rätskivor och genom avvägning. Den nu föreslagna tekniken med en ny mätapplikation är i första hand avsedd för entreprenörers egenkontroll vid utförande av olika ytor, men kan även nyttjas som verifikationsmetod för slutliga godkännanden. I projektet finns två nyframtagna mätdon. En mätvagn för golv och asfaltbeläggningar och ett större mäthjul utformat för ytor med grövre struktur som terrasser, förstärknings- och bärlager mm. Metoden bygger på att mätdonet (mätvagn eller mäthjul) framförs manuellt över en yta. Under framfarten utförs inmätning kontinuerligt av ett på mätdonet monterat prisma. Vår del i projektet avser att testa metoden och programvara under verkliga förhållanden samt undersöka noggrannhet och repeterbarhet. I olika fältförsök på väg- och golvytor har mätmetoden provats. Analyser och utvärderingar har utförts av information från dessa fältförsök. Våra försök indikerar att mätdonen ger goda resultat, dock kvarstår problem vad gäller vissa mätparametrar. Vid fältförsöken uppfattar vi mätmetoden som lätthanterlig och smidig, den är i många fall också tidsbesparande, till exempel i jämförelse med mätning med rätskiva. 2

SUMMERY The way to measure floors and roads today, are not satisfying. It needs improvement. Spot tests with simple instruments as straightedge and levelling are usually used to measure heights and slopes on surfaces. The technique suggested here with a new measure application is made for the entrepreneurs own check when constructing different surfaces, but can also be used as verification for the final approval. There are two new constructed designs. One measure wagon for floors and asphalt and one larger measure wheel designed for rougher surfaces as gravel. The wagon or the wheel is manual rolled over the space, on the desired area to be measured. The prism mounted on the wagon/wheel continuously records values. Our part in the project is to test the method and computer software under real circumstances and examine accuracy. The method of measuring roads and floors has been tried on real sites. Analyses and evaluations have been done on these data. Our measuring with the wagon and wheel indicates good results. There are still some problems to be solved and some improvements to be made. We found the method easy and in many cases time saving in comparison with the slope edge. 3

FÖRORD Rapporten utgör ett examensarbete vid Institutionen för teknik på Örebro universitet. Examensarbetet utfördes för Geodesigruppen Mellansverige AB och Vägoch Transportforskningsinstitutet i Linköping och på börjades i april 2004. Syftet med examensarbetet var att, testa och utvärdera ny mätutrustning för golv- och vägytor. Då nuvarande teknik är bristfällig och i behov av förnyelse. Vi vill rikta ett stort tack till vår företagshandledare Hans Holm samt Stefan Starkman som ställt upp och hjälpt oss. Vi vill även tacka alla andra som gjort det möjligt att genomföra examensarbetet. Örebro juni 2004 Helena Gryth och Anna Björk 4

INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING... 2 SUMMERY... 3 FÖRORD... 4 BAKGRUND... 7 UPPDRAGSBESKRIVNING... 8 FÖRUTSÄTTNINGAR... 9 MÄTUTRUSTNING... 9 MÄTFÖRFARANDE... 9 HÖJDBESTÄMNING AV PRISMA... 10 GÄLLANDE KRAV... 11 MÄTPRINCIP VÄGYTOR... 13 MÄTPRINCIP GOLVYTOR... 13 GENOMFÖRANDE... 14 INTRODUKTION... 14 PROJEKT LINKÖPING VÄG... 14 PROJEKT STRÄNGNÄS VÄG... 14 PROJEKT HALLSTAHAMMAR GOLV... 15 RESULTAT OCH UTVÄRDERING... 16 PROJEKT LINKÖPING VÄG... 16 PROJEKT STRÄNGNÄS VÄG... 17 Terrassyta... 17 Belagd vägyta... 18 PROJEKT HALLSTAHAMMAR GOLV... 19 SLUTKOMMENTAR... 20 REFERENSER... 21 PERSONLIGA KONTAKTER... 22 5

BILAGOR BILAGA 1 REPETERBARHET MÄTVAGN BILAGA 2 REPETERBARHET MÄTHJUL BILAGA 3 JÄMFÖRELSE KONTROLLPUNKTER INMÄTT TERRASSYTA BILAGA 4 JÄMFÖRELSE TERRASSYTA ANLÄGGNINGSMODELL BILAGA 5 DIGITAL TERRÄNGMODELL ÖVER INMÄTT GOLVYTA BILAGA 6 IRI VÄRDEN MÄTVAGN MÄTBIL BILAGA 7 JÄMFÖRELSE AV IRI VÄRDEN BILAGA 8 TVÄRFALL BILAGA 9 SPECIFIKATION AV EXAMENSARBETET 6

BAKGRUND Mätning av ytjämnhet, nivåer och lutningar utförs idag vanligen som stickprov med enkla verktyg som rätskivor och genom avvägning. Dessa verktyg har funnits under en lång tid och ej utvecklats. Metoderna ger också bristfälliga resultat, oftast på grund av för lite mätningar. Metoderna ger till exempel avvikande resultat vid mätning på vägytor vid nybyggnads- eller förstärkningsåtgärder gentemot teknik med bilburen kontrollmätning som utförs efter avslutad entreprenad. Den nu föreslagna tekniken med en ny mätapplikation är i första hand avsedd för entreprenörers egenkontroll vid utförande av olika ytor, men kan även nyttjas som verifikationsmetod för slutliga godkännanden. Projektet har initierats med ekonomiskt stöd av SBUF (Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond) samt med mindre delar från VTI (Väg och Transportforskningsinstitutet) och Geodesigruppen i Mellansverige AB. Projektet innehåller följande delar: - Utformning och byggande av mätvagn samt mäthjul. - Utforma program som hanterar mätdata och utvärderar dessa mot kravspecifikationer samt ger dokumentationsrapporter. - Tester och provningar av mätningsutförande för olika ytor samt programvara. - Utforma rapport till SBUF efter metodikens färdigställande och tester. 7

UPPDRAGSBESKRIVNING Vi kontaktades av Geodesigruppen i Mellansverige AB för att som examensarbete genomföra tester och provning av mätningsutföranden i projektet. Vår del i projektet avser att testa metoden och programvara under verkliga förhållanden samt undersöka noggrannhet och repeterbarhet. I arbetet ingår även att bestämma prismahöjd på mätdonen. 8

FÖRUTSÄTTNINGAR MÄTUTRUSTNING I projektet finns två specialframtagna mätdon. En mätvagn för golv och asfaltbeläggningar och ett större mäthjul utformat för ytor med grövre struktur som terrasser, förstärknings- och bärlager mm. Övrig utrustning var totalstation, prismastång samt bärbar dator. Programvara som används är GEO 2004 (programvara för bearbetning av mätdata) samt två program som är under utveckling för projektet. Då de nya mätdonen ännu inte är patenterade då detta examensarbete skrivs, kommer inga bilder eller beskrivningar på dess konstruktion att förekomma i arbetet. MÄTFÖRFARANDE Metoden bygger på att mätdonet (mätvagn eller mäthjul) framförs manuellt över en yta, valfritt eller i definierat läge (ungefärliga profillägen). Under framfarten utförs inmätning kontinuerligt av ett på mätdonet monterat prisma. Inmätningen utförs med prismalåsning av en totalstation som mäter vinklar och längder. Mätning sker valfritt med ned till ca 10 registreringar per sekund. Mätdata beräknas i totalstationens programvara alternativt efter överföring av data till extern programvara. Export sker sedan av punktnummer, plankoordinater och höjder till den utvecklade programvaran för vidare förädling och utvärdering. Under mätförfarandet kan felvärden uppstå, till exempel då prismat befinner sig nära totalstationen, dessa felvärden redigeras bort för att få en korrekt mätbild. Metoden kan användas helt fristående med lokala koordinatoch höjdsystem eller kopplat till definierade system i projekt. 9

HÖJDBESTÄMNING AV PRISMA Då de nya mätapplikationerna inte är höjdbestämda med avseende på prismat (signalhöjd), utfördes avvägning för höjdbestämning. Mätvagnens respektive mäthjulets signalhöjd avvägdes med och utan förlängningsstänger. Signalhöjder har således kunnat beräknas. 10

GÄLLANDE KRAV Inmätningar utförda på vägytor till exempel belagdväg och terrassytor kontrolleras mot kraven i ATB VÄG 2003. Mätdata för golvytor kontrolleras mot kraven i HusAMA 98. Nr 15. Buktighet, tak, golv, väggar Avvikelse från en rät linje i godtycklig sektion. Två mätsträckor, 2,0 alternativt 0,25 m. Kan bukta upp eller ner respektive in eller ut. Avvikelsen kan därför vid behov anges med tecken (+/-) där + anger buktighet uppåt respektive utåt relaterat till komponentens eller byggdelens yta. Nr 16. Lutning, tak, pelare, balkar, väggar, golv, glidformskonstruktion, murverk Avser lutning i mm över en bestämd mätsträcka L, som kan avse en komponents höjd, till exempel vägg eller pelare, eller längden av en godtycklig sektion i tak eller på golv. Lutning relateras till ett horisontalt eller vertikalt plan och kan även benämnas höjdskillnad. Ovanstående text är hämtat från Måttdefinationer Hus AMA 98. De metoder som används idag för att kontrollera att kraven uppfylls är lasermätbil (på belagd väg), rätskiva samt avvägningsinstrument. Mätbilen (se figur 1) skannar av aktuell yta med hjälp av laser och får på sätt inmätningsdata för beräkning av IRI, tvärfall och spårdjup. (För förklaring av IRI se sidan 13.) Rätskiva (se figur 2) brukas på såväl vägar som golvytor. Verktyget placeras med dubbarna mot en yta, i mellanrummet mellan rätskiva och yta kan sedan avvikelser sökas med den graderade kilen som förs in i mellanrummet. På vägytor används rätskiva med en längd av 3 meter och på golv 2 respektive 0,25 meter. Kontroll kan även ske genom avvägning av punkter dvs. höjdbestämma punkter på aktuell yta. Metoden används på både väg- och golvytor. I figur 3 visas avvägningsinstrument med tillhörande avvägningsstång. 11

Figur 1.VTI: s lasermätbil. (Foto: Thomas Lundberg) Figur 2. Rätskivor med 2 meters längd respektive 0.25 meter. (Foto: Anna Björk) Figur 3. Avvägningsinstrument med avvägningsstång i bakgrunden. (Foto: Helena Gryth) 12

MÄTPRINCIP VÄGYTOR Inmätningar på vägytor utförs med avseende på ytjämnhet, nivåer samt lutningar i längs- och tvärled. Ojämnheter i längsled omräknas till IRI-mått som är ett ojämnhetsindex vilket visar ojämnhet i höjd i mm per m väg. IRI (International Roughness Index) definieras i Sverige för riksvägnätet per 20 m längdenhet. Ojämnheter definieras genom mätta våglängder mellan 0,5 100 m. Beräkning av IRImått definieras av World Bank Technical Paper, Nummer 46: Guidelines for Conducting and Calibrating Road Roughness Measurements, ISSN 0253-7494 Längs profil A Längs profil B Längs profil C Sektion 0/000 0/150 0/200 0/250 0/300 Figur 4. Visar exempel på hur mätningar kan utföras på en vägsträcka. Vägsträckan ses ovanifrån. Inmätningar i längsled kan avse en eller flera profiler som mäts längs vägen, som i figur 4 benämns A, B och C. Sektionerna i tvärled benämns som i figur 4 dvs. km/meter. Mätningar kan också göras för att erhålla lagertjocklek. Mätning sker i samma profiler på under- respektive överyta och på så sätt beräknas en tjocklek. Kravnivåerna i ATB Väg 2003 och HusAMA 98 är olika beroende på vilken kontrollmetod som använts. Kraven är även olika beroende på aktuellt mätobjekt till exempel vägsträcka med referenshastighet 90 eller 110 km/h eller undergolv och ytskikt när det gäller golvytor. MÄTPRINCIP GOLVYTOR Inmätningar på golvytor utförs med avseende på lutning, buktighet samt nivåer. Buktighet bestäms av variationen mellan mätytans yttre punkter. Förutom att bestämma jämnhet och läge kan det vara aktuellt att beräkna pålagda mängder material till exempel spackel. Dvs. mäta under- respektive överytor samt areor. Skillnaden mellan lutning och buktighet kan ses i figur 5 respektive figur 6. Figur 5. Lutning Figur 6. Buktighet 13

GENOMFÖRANDE INTRODUKTION Projektet introduceras med demonstration och genomgång av mätinstrument, mätdon, metodens hantering, inlärning av aktuella krav samt programvaran GEO. Under dessa dagar övades mätförfarandet såsom stationsetablering, inmätning och filhantering. PROJEKT LINKÖPING VÄG Första fältförsöket utfördes på en äldre belagd väg för kontroll av jämnhet i längs- och tvärled. Mätobjektet har en längd av 300 m. Fem tvärsektioner 0/000, 0/150, 0/200, 0/250, 0/300 inmättes tre gånger vardera för att kunna kontrollera repeterbarheten. I längsled utfördes inmätningarna efter lasermätbilens markerade linjer i mitt-, högeroch vänsterprofil. Mittprofilen mättes 2 gånger för kontroll av repeterbarhet. I försöket användes ett lokalt koordinat- och höjdsystem. Samma vägsträcka mättes med lasermätbil av VTI i Linköping. Detta för att ha mätvärden att jämföra med. PROJEKT STRÄNGNÄS VÄG Under ett pågående vägprojekt utfördes inmätningar på belagd väg och terrassyta.i figur 7 kan mätobjektet ses. På terrassytan inmättes längsprofil och på den belagda ytan inmättes även tvärsektioner. Mätvagnen användes på den belagda ytan och mäthjulet på terrassytan då där är grövre struktur. Den belagda vägsträckan inmättes även med lasermätbil med hjälp av VTI. Dess mätdata används för kontroll av mätvagnens resultat. De med mätvagn samt mäthjul inmätta värden jämföres med kontrollinmätningarna från vägprojektet. Inmätt terrassyta har en längd av ca 180 m och den belagda ytan 300 m. Mätningarna utfördes med vägprojektet befintliga koordinat- och höjdsystem. Figur 7. Bild över mätobjektet i Strängnäs. Till vänster ses terrassytan, som inmättes med mäthjul. Den belagda vägytan till höger inmättes med mätvagn. (Foto: Anna Björk) 14

PROJEKT HALLSTAHAMMAR GOLV På ett befintligt platsgjutet betonggolv i en lagerhall utfördes de avslutande mätförsöken. Mätvagnen framfördes i längs-, tvärled samt diagonalt över en del av hallgolve, se figur 8. Mätningarna utfördes i ett lokalt koordinat- och höjdsystem. För att ha mätvärden att jämföra med avvägdes kontrollpunkter på valda delar av golvytan. Figur 8. Bilden visar hur mätvagnen har framförts över golvytan som har måtten cirka 20 x 40 m. De förekommande luckorna i linjerna är resultat av pelare som skymt prismat. 15

RESULTAT OCH UTVÄRDERING Kalibrering av totalstationen kan göras för olika typer av mätning, detta har ej genomförts i fältförsöken, vilket kan vara en orsak till bristande resultat där långa avstånd har rådigt. Denna inställningsmöjlighet har framkommit först efter utförda fältförsök. Hänsyn till reduktion för refraktion har heller ej tagits, detta kan ha inverkan på resultaten. PROJEKT LINKÖPING VÄG För kontroll av repeterbarhet inmättes tvärsektioner på belagd väg upprepade gånger med både mätvagn och mäthjul. Vid jämförelse mellan sektionerna som ligger nära totalstationen är höjdskillnaderna generellt små, det handlar om en eller ett par mm. Lokalt förekommer dock större höjdskillnader, vilket kan bero på att de inmätta sektionerna skiljer sig i sidled se figur 9 och figur 10. Även de mindre höjdskillnaderna kan antas bero på skillnader i sidled vid inmätning. Större enskilda höjdskillnader kan också antas bero på stenar och håligheter i vägen. I figur 9 och figur 10 ses tre tvärsektioner i plan, inmätta med mätvagn respektive mäthjul. Här syns det tydligt att framfarten är vingligare och mindre stabil med mäthjul än med mätvagn. Även skillnaderna i sidled mellan de olika inmätningarna åskådliggörs i figurerna. Figurena är skapade i programvaran GEO 2004. Figur 9. Tvärsektion 0/150 inmätt med mätvagn. Figur 10. Tvärsektion 0/150 inmätt med mäthjul. Sektionerna som ligger längre bort från totalstationen ger däremot sämre resultat. Försöken tyder på att ökat avstånd mellan totalstation och mätdon ger sämre resultat se bilaga 1 samt bilaga 2. En möjlig felkälla kan vara att totalstationen har svårt att registrera data med sådan täthet som gäller här när mätdonet befinner sig på längre avstånd, eller att avståndskalibrering ej har utförts. Repeterbarheten med mätvagn är bättre än med mäthjul. Vad gäller framförandet av de båda mätdonen är mätvagnen lättare att manövrera, vilket kan förklara att repeterbarheten är bättre med mätvagnen. 16

PROJEKT STRÄNGNÄS VÄG Terrassyta En anläggningsmodell upprättades av projekteringsfiler från vägprojektet, denna modell jämfördes med de av mäthjulet inmätta längsprofilerna. På detta sätt kan eventuella höjdskillnader tydliggöras. Terrassytan ska enligt ritningar ligga 170 mm under färdig vägyta. Ett medelvärde av den inmätta terrassytan visar att inmätt yta ligger 6 mm högre än projekterad. Av den inmätta terrassytan skapades en digital terrängmodell med hjälp av programvaran GEO. Terrängmodellen jämfördes med inmätta kontrollpunkter från vägprojektet för att kontrollera vagnens noggrannhet. Jämförelserna visar goda resultat, då mäthjulets värden generellt skiljer sig marginellt mot kontrollpunkterna se bilaga 3. De större skillnaderna som dock förekommer kan antas bero på att dessa kontrollpunkter är lokaliserade mellan de inmätta längsprofilerna. Vilket gör att kontrollpunkten inte jämförs med verklig inmätt punkt utan med en framräknad punkt, genom interpolation. För att se hur kvalitén påverkas av antal mätpunkter kontrollerades detta genom att reducera antal mätpunkter. Detta gjordes genom att jämföra en 3-D modell baserad på olika antal längsprofiler mot kontrollpunkterna. Utifrån resultatet beräknades standardavvikelse för de olika fallen, se bilaga 3. De indikerar att skillnaderna i noggrannhet mellan de olika fallen är små, dock skiljer sig 3-D modellen baserad på 3 längsprofiler i större utsträckning mot kontrollpunkterna än de övriga. Detta är motsägelsefullt mot resultatet från jämförelse mot anläggningsmodell som indikerar en marginell noggrannhetsskillnad gentemot 3-D modeller baserade på olika antal längsprofiler, se bilaga 4. Detta kan förklaras med att de få kontrollpunkterna jämförs med en modell av inmätningarna och att det därför finns en möjlighet att de jämförs med interpolerade värden, vilket kan ge en missvisande bild av verkligheten. Skillnaderna mellan standardavvikelsen för kontrollpunkterna respektive av mäthjul inmätta punkter kan förklaras med att med ökat antal inmätta punkter erhålls mer information, som inte framkommer vid traditionell mätning på grund av för få mätningar. Ytterliggare anledning till skillnaderna kan vara att totalstationen inte var kalibrerad för omständigheterna, vilket kan ha en negativ inverkan på inmätning på långt avstånd. De goda resultaten från 3-D modell jämförd med anläggningsmodell styrks även av volymberäkningar från modeller baserade på olika antal längsprofiler som jämförts med projekterad väg. Volymberäkningarna visar att modell med samtliga längsprofiler ligger 8 mm högre än projekterat. Resultatet från reducerat antal längsprofiler ger 9 respektive 11 mm, vilket är marginella skillnader. Inmätta värden med mäthjul ger godkända resultat enligt ATB Väg 2003. 17

Belagd vägyta Inmätningar utförda på belagd väg bearbetades i den för projektet utvecklade programvaran. Programmet beräknar tvärfall, spårdjup samt IRI som är ett ojämnhetsindex vilket visar ojämnhet i höjd i mm per m väg. Då programmet beräknar IRI för varje 0,25 m har ett medelvärde beräknats för var 20: de m mellan sektion 0/020 och 0/300. Totalstation är etablerad i närhet av sektion 0/150. Dessa värden jämförs med mätbilens värden. Vid jämförelse överensstämmer dock inte resultaten. IRI värden beräknade från inmätning med mätvagn är upptill 87 % högre än IRI värden baserade på mätbilens inmätning. Värden från mätvagnen antyder att ökat avstånd till totalstationen ger sämre resultat se bilaga 6 samt bilaga 7. Diagrammen och tabellerna i bilaga 6 och bilaga 7 påvisar att bättre värden erhålls i närhet av totalstationen medan värdena försämras med ökat avstånd, vilket kan antyda att instrumentet är kalibrerat för andra omständigheter. Resultat från inmätning med mätvagn ger ej acceptabla värden enligt ATB Väg 2003, lokala värden är dock godkända. De med mätbilen inmätta spårdjup är ej jämförbara med mätvagnens inmätta spårdjup, då mätbilen beräknar medelvärde av 20 m och inmätningarna från mätvagnen beräknas för varje enskild tvärsektion. Därav är utvärderingsunderlaget otillräckligt, dock antyder resultat från mätvagn att inmätningar i närhet av totalstation ger bättre noggrannhet än inmätning utförd på lägre avstånd. Utvärdering av mätvagnens korrekthet vad gäller tvärfall i jämförelse med mätbilen, visar små skillnader. Dock har inmätta tvärfall god överensstämmelse med anläggningsmodell, vilket kan tolkas som att mätvagnen ger goda resultat vad gäller tvärfall. Se bilaga 8. Vad gäller tidsåtgång för mätmetoden så är den generellt tidsbesparande. Mycket information erhålls i förhållande till arbetsinsatsen, speciellt i jämförelse med metoder som mätning med rätskiva eller avvägning. I jämförelse med lasermätbil är metoden dock inte tidsbesparande men har fördelar genom att vara lätt tillgänglig och i ekonomiskt avseende ett gott alternativ. 18

PROJEKT HALLSTAHAMMAR GOLV Programmet för beräkning av lutning och buktighet är under utveckling har därför ej kunnat utnyttjas till våra inmätta golvytor, därför kommer tolkningsunderlaget från golvytan vara bristfälligt. Varken lutningar eller buktighet kan utvärderas gentemot gällande krav i nuläget. Mätvagnens resultat är däremot kontrollerat mot avvägda kontrollpunkter på golvytan, vilket visar obetydliga höjdskillnader mellan mätvagnens punkter och avvägda punkter, se bilaga 1. Uppskattad noggrannhet av inmätningarna är ± 2 mm. Detta resultat visar att mätvagnen har god noggrannhet och ger stabila mätvärden. De mätvärden som dock skiljer sig mer gentemot de avvägda kontrollpunkterna kan antas bero på att golvytan bitvis var skräpig och hade lokala håligheter, vilket påverkar mätvagnens hjul vid framfart. Då mätningarna på golvytan på grund av brister i programmet inte kan kontrolleras på ett riktigt sätt kan heller inga bedömningar göras med avseende på hur antal mätpunkter påverkar kvalitén. Vad som är ett rimligt antal punkter kan i nuläget ej utvärderas. Tidsåtgång för inmätning av golvytan vars area var 800 m 2 var ungefär 40 minuter exklusive stationsetablering, detta är en bråkdel av tidsåtgång för kontroll med rätskiva. Under inmätningen insamlades totalt drygt 4000 punkter. Under mätförsöket upplevdes mätmetoden som lätthanterlig. Kommunikationen mellan totalstationen och prismat kan dock störas av pelare som bitvis täcker prismat, även framfarten av vagnen måste planeras så att prismat inte täcks av personen som framför mätvagnen. 19

SLUTKOMMENTAR Då mätdonen är prototyper och mätmetoden ny har det under försöken framkommit funktioner som behöver utvecklas. Mätvagnens utformning gör att prismat i vissa fall skyms. Även mätdonets förare kan utgöra hinder mellan prisma och totalstation. Mätvagnen har stor svängradie som gör den svår vänd. Mäthjulet är statiskt att köra då det är svårt att byta arbetsställning, uppställningsstödet sitter illa eftersom det är i vägen vid framfart. Under försöken har upptäckts att då prismat befinner sig nära totalstationen får den svårt att läsa korrekt, gränsen går ungefär vid 8 m. Placering av eventuella batterier på mätdonen behöver vidareutvecklas. Lösningen med bärbar dator för insamling av inmätningsdata är opraktisk. Programmet för datainsamling kan göras mer användarvänligt, till exempel genom direktknapp för på- och avloggning och automatisk uppräkning av filer. Undersökning av felkälla till att programmet ibland förlorar stationsetableringen. Enklare hantering för borttagning av felvärden. Det som uppfattas positivt med metoden är att den är smidig och lätthanterlig. Jämfört med traditionella inmätningsmetoder erhålls mycket information på ett enkelt och förhållandevis snabbt sätt. Resultaten av de olika fältförsöken har gett varierat utfall. Inmätningar av tvärfall på vägytor har gett goda resultat likaså inmätt terrassyta. Repeterbarhet och spårdjup visar goda resultat i närhet av totalstation, dock försämras resultaten med ökat avstånd mellan totalstation och mätdon. Mindre positiva resultat har framkommit vad gäller IRI-mått, möjliga felkällor har ej med säkerhet utrönts. Inmätningar av golvytor har inte kunnat utvärderas till fullo då programvara ej är färdigutvecklad. Men resultat som framkommit har visat god noggrannhet. 20

REFERENSER ABT Väg 2003, utgiven av Vägverket, ISBN 1401-9612 HusAMA 98, utgiven av Svensk Byggtjänst AB, 1998-01-01 21

PERSONLIGA KONTAKTER Hans Holm, Geodesigruppen i Mellansverige AB Stefan Starkman, Geodesigruppen i Mellansverige AB Thomas Larson, Geograf Sverige AB Thomas Lundberg, VTI Harry Sörensen, VTI Peter Andrén, VTI Björn Fernström, PEAB Hans Wilander, NCC 22

BILAGA 1 REPETERBARHET MÄTVAGN. Diagrammen visar inmätning av tvärprofiler där varje tvärprofil är inmätt tre gånger. Totalstationen är etablerad i närhet av tvärprofil 0/150 där också goda resultat erhålls. Diagrammen påvisar att det ökade avstånd till totalstationen påverkar resultatet negativt. X-axelns värden motsvarar vägens bredd, 9 meter, där 1 är vägens vänsterkant och 20 vägens högerkant. Tvärprofil 0/150 Höjd (m) 20,114 20,110 20,106 20,102 20,098 20,094 20,090 20,086 20,082 20,078 20,074 20,070 20,066 20,062 20,058 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Inmätta punkter Tvärprofil 0/200 Höjd (m) 20,000 19,996 19,992 19,988 19,984 19,980 19,976 19,972 19,968 19,964 19,960 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 inmäta punkter

Tvärprofil 0/250 Höjd (m) 19,946 19,942 19,938 19,934 19,930 19,926 19,922 19,918 19,914 19,910 19,906 19,902 19,898 19,894 19,890 19,886 19,882 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Inmätta punkter Tvärprofil 0/300 19,808 19,804 19,800 19,796 19,792 Höjd (m) 19,788 19,784 19,780 19,776 19,772 19,768 19,764 19,760 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Inmätta punkter Sektion 0/300 inmättes endast två gånger, därav redovisas bara två profiler på denna sektion.

BILAGA 2 REPETERBARHET MÄTHJUL Diagrammen visar inmätning av tvärprofiler där varje tvärprofil är inmätt tre gånger. Totalstationen är etablerad i närhet av tvärprofil 0/150 där också goda resultat erhålls. Diagrammen påvisar att det ökade avstånd till totalstationen påverkar resultatet negativt. X-axelns värden motsvarar vägens bredd, 9 meter, där 1 är vägens vänsterkant och 20 vägens högerkant. Tvärprofil 0/150 Höjd (m) 20,112 20,108 20,104 20,100 20,096 20,092 20,088 20,084 20,080 20,076 20,072 20,068 20,064 20,060 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Inmätta punkter Tvärprofil 0/200 Höjd (m) 20,002 19,998 19,994 19,990 19,986 19,982 19,978 19,974 19,970 19,966 19,962 19,958 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Inmätta punkter

Tvärprofil 0/250 Höjd (m) 19,944 19,940 19,936 19,932 19,928 19,924 19,920 19,916 19,912 19,908 19,904 19,900 19,896 19,892 19,888 19,884 19,880 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Inmätta punkter Tvärprofil 0/300 Höjd (m) 19,816 19,812 19,808 19,804 19,800 19,796 19,792 19,788 19,784 19,780 19,776 19,772 19,768 19,764 19,760 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Inmätta punkter

BILAGA 3 JÄMFÖRELSE KONTROLLPUNKTER - INMÄTT TERRASSYTA Punkt nr. x y z 1 82 812.70 38 962.56-0.002 2 82 813.21 38 963.85-0.008 3 82 819.07 38 967.75-0.006 4 82 813.44 38 977.59 0.002 5 82 809.42 38 980.47-0.002 6 82 807.24 38 981.57-0.008 7 82 801.92 38 994.92-0.010 8 82 803.64 39 016.47-0.010 9 82 798.88 39 017.44-0.010 10 82 796.43 39 018.47-0.011 11 82 797.68 39 022.23-0.010 12 82 799.74 39 026.78-0.012 13 82 792.55 39 029.37-0.009 14 82 790.99 39 034.61-0.009 15 82 795.09 39 036.90-0.011 20 82 848.25 38 884.08 0.004 21 82 842.98 38 892.87-0.002 22 82 842.81 38 893.40-0.001 23 82 841.79 38 894.83 0.004 24 82 840.78 38 908.22 0.005 25 82 830.67 38 915.69 0.006 26 82 829.54 38 918.78 0.000 27 82 832.30 38 925.25 0.001 28 82 825.60 38 927.95-0.004 29 82 828.97 38 935.15 0.001 30 82 821.06 38 942.67-0.004 31 82 819.52 38 954.21-0.005 32 82 819.89 38 963.42-0.003 Jämförelse mellan samtliga sju längsprofiler och kontrollpunkter. Tabellen visar skillnader i höjd mellan inmätning utförd med mäthjul och inmätning utförd med traditionell metod med kontrollpunkter, gjorda av mättekniker på vägprojektet. Diagrammet tydliggör höjdskillnaderna (z) mellan de olika inmätningarna. Standardavvikelse är 5.4 mm 0.009 0.007 0.005 0.003 0.001-0.001-0.003-0.005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 1415 20 2122 23 2425 26 2728 29 3031 32-0.007-0.009-0.011-0.013-0.015

Punkt nr. x y z 1 82 812.70 38 962.56-0.001 2 82 813.21 38 963.85-0.007 3 82 819.07 38 967.75-0.005 4 82 813.44 38 977.59 0.010 5 82 809.42 38 980.47-0.002 6 82 807.24 38 981.57-0.012 7 82 801.92 38 994.92-0.012 8 82 803.64 39 016.47-0.009 9 82 798.88 39 017.44-0.005 10 82 796.43 39 018.47-0.011 11 82 797.68 39 022.23-0.008 12 82 799.74 39 026.78-0.005 13 82 792.55 39 029.37-0.010 14 82 790.99 39 034.61-0.008 15 82 795.09 39 036.90-0.009 20 82 848.25 38 884.08 0.014 21 82 842.98 38 892.87-0.002 22 82 842.81 38 893.40 0.000 23 82 841.79 38 894.83 0.004 24 82 840.78 38 908.22 0.004 25 82 830.67 38 915.69 0.005 26 82 829.54 38 918.78 0.004 27 82 832.30 38 925.25 0.003 28 82 825.60 38 927.95-0.001 29 82 828.97 38 935.15-0.002 30 82 821.06 38 942.67-0.004 31 82 819.52 38 954.21-0.006 32 82 819.89 38 963.42-0.001 Jämförelse mellan fyra längsprofiler och kontrollpunkter. Tabellen visar skillnader i höjd mellan inmätning utförd med mäthjul och inmätning utförd med traditionell metod med kontrollpunkter, gjorda av mättekniker på vägprojektet. Diagrammet tydliggör höjdskillnaderna (z) mellan de olika inmätningarna. Standardavvikelse är 6.1 mm 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000-0,005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 1415 20 2122 23 2425 26 2728 29 3031 32-0,010-0,015

Punkt nr. x y z 1 82 812.70 38 962.56-0.001 2 82 813.21 38 963.85-0.005 3 82 819.07 38 967.75-0.007 4 82 813.44 38 977.59 0.001 5 82 809.42 38 980.47 0.000 6 82 807.24 38 981.57-0.013 7 82 801.92 38 994.92-0.012 8 82 803.64 39 016.47-0.006 9 82 798.88 39 017.44-0.011 10 82 796.43 39 018.47-0.022 11 82 797.68 39 022.23-0.010 12 82 799.74 39 026.78-0.001 13 82 792.55 39 029.37-0.010 14 82 790.99 39 034.61-0.012 15 82 795.09 39 036.90-0.005 20 82 848.25 38 884.08 0.015 21 82 842.98 38 892.87 0.001 22 82 842.81 38 893.40-0.002 23 82 841.79 38 894.83 0.005 24 82 840.78 38 908.22 0.002 25 82 830.67 38 915.69 0.007 26 82 829.54 38 918.78 0.002 27 82 832.30 38 925.25-0.004 28 82 825.60 38 927.95 0.002 29 82 828.97 38 935.15 0.000 30 82 821.06 38 942.67-0.003 31 82 819.52 38 954.21-0.005 32 82 819.89 38 963.42-0.010 Jämförelse mellan tre längsprofiler och kontrollpunkter. Tabellen visar skillnader i höjd mellan inmätning utförd med mäthjul och inmätning utförd med traditionell metod med kontrollpunkter, gjorda av mättekniker på vägprojektet. Diagrammet tydliggör höjdskillnaderna (z) mellan de olika inmätningarna. Standardavvikelse är 7.8 mm 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000-0,005-0,010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 1415 20 2122 23 2425 26 2728 29 3031 32-0,015-0,020-0,025

BILAGA 4 JÄMFÖRELSE TERRASSYTA ANLÄGGNINGSMODELL Jämförelse har utförts mellan anläggningsmodell och kontrollpunkter respektive med mätvagn inmätta längsprofiler. Av höjdskillnaderna har standard- och medelavvikelse beräknats, dessa redovisas i nedanstående text. s =standardavvikelse m=medelavvikelse Kontrollpunkter (innehållande 32 punkter) s = 6 mm m = 3 mm Samtliga sju längsprofiler (innehållande 6656 punkter) s = 12 mm m = 6 mm Fyra längsprofiler (innehållande 3728 punkter) s = 12 mm m = 6 mm Tre längsprofiler (innehållande 2852 punkter) s = 11 mm m = 5 mm

BILAGA 5 DIGITAL TERRÄNGMODELL ÖVER INMÄTT GOLVYTA Höjdskalan är förvrängd 50 gånger för att åskådliggöra nivåskillnaderna. På terrängmodellen visas svackor med blått och toppar med gult och rött. De lokalt förekommande topparna kan antas vara skräp som påverkar mätvagnen. Genom terrängmodellen fås en visuell bild över ojämnheterna på golvytan. I nedanstående tabellen visas höjddifferenser i meter mellan avvägda kontrollpunkter och 3-D modell av golvytan baserat på av mätvagnen inmätta punkter. Standardavvikelsen är 3,5 mm. X Y HÖJDDIFF (m) Kontrollpunkt1 112.673 299.997 0.001 Kontrollpunkt2 115.673 299.998 0.000 Kontrollpunkt3 118.673 299.999 0.001 Kontrollpunkt4 121.673 299.999 0.005 Kontrollpunkt5 124.685 300.000 0.000 Kontrollpunkt6 127.685 300.000 0.007 Kontrollpunkt7 130.685 300.000 0.003 Kontrollpunkt8 133.685 300.000 0.001

BILAGA 6 IRI VÄRDEN MÄTVAGN MÄTBIL I tabellerna visas IRI värden baserade på inmätning med mätvagn respektive mätbil. Vänster Sektion Mätvagn Mätbil 20 3.27 1.20 40 2.69 1.25 60 2.20 0.79 80 2.27 1.02 100 2.33 1.28 120 1.64 0.92 140 1.22 1.03 160 1.57 1.10 180 0.99 1.02 200 1.35 1.12 220 1.74 0.95 240 2.47 1.04 260 3.19 0.77 280 4.18 0.98 300 4.09 1.19 Höger Sektion Mätvagn Mätbil 20 5.50 1.66 40 3.63 1.36 60 3.00 1.48 80 2.45 1.09 100 2.12 0.98 120 1.87 0.81 140 1.05 1.17 160 1.15 0.77 180 0.99 0.84 200 1.44 0.72 220 2.24 1.06 240 3.23 0.98 260 3.78 1.11 280 5.41 1.05 300 7.07 0.94 Mitt Sektion Mätvagn Mätbil 1 Mätbil 2 20 4.34 1.67 1.38 40 3.14 1.16 1.00 60 3.00 0.96 1.09 80 2.81 0.88 0.83 100 2.69 1.23 1.15 120 1.38 0.77 0.75 140 1.59 0.99 0.79 160 1.16 0.80 0.89 180 1.21 0.93 0.75 200 1.86 0.79 0.67 220 2.58 0.95 0.98 240 3.56 0.83 0.92 260 4.16 0.89 0.89 280 3.34 0.71 0.88 300 3.99 0.99 0.96 Längsprofil mitt är inmätt två gånger av mätbil. I tabellen visas första inmätningen som Mätbil 1 och den andra som Mätbil 2.

BILAGA 7 JÄMFÖRELSE AV IRI VÄRDEN Diagrammen visar skillnader mellan IRI värden inmätt med mätvagn respektive mätbil. Vänster Mätvagn Mätbil IRI 8 7 6 5 4 3 2 1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Sektion (m) Mitt Mätvagn Mätbil1 Mätbil2 IRI 8 7 6 5 4 3 2 1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Sektion (m) Längsprofil mitt är inmätt två gånger av mätbil. I diagrammet visas första inmätningen som Mätbil 1 och den andra som Mätbil 2.

Höger Mätbil Mätvagn IRI 8 7 6 5 4 3 2 1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Sektion (m)

BILAGA 8 TVÄRFALL Kravkontroll av spårdjup och tvärfall 1 Filnamn Spårdjup mm OK/ Avvikelse FEL Tvärfall % 000.txt 7.4 2.4 0.1 050.txt 6.6 2.1 0.4 100.txt 5.8 2.4 0.1 150.txt 2.3 2.4 0.1 Avvikelse OK/ FEL ANM. Tvärfall enligt projektering är 2.5%. Tillåten tvärfallsavvikelse enligt ATB Väg 2003 är ± 0.4 - ± 0.5 % - enheter beroende på mätmetod.

BILAGA 9 SPECIFIKATION AV EXAMENSARBETE Titel: Undersökning av ny metod för mätning av ytjämnhet, nivåer och lutningar inom hus- och anläggningsarbeten. Bakgrund Mätning av ytjämnhet, nivåer och lutningar utförs idag vanligen som stickprov med enkla verktyg som rätskivor och genom avvägning. Dessa verktyg har funnits under en lång tid och ej utvecklats. Metoderna ger också bristfälliga resultat, oftast på grund av för lite mätningar. Metoderna ger t.ex. avvikande resultat vid mätning på vägytor vid nybyggnads- eller förstärkningsåtgärder gentemot teknik med bilburen kontrollmätning som utförs efter avslutad entreprenad. Den nu föreslagna tekniken med en ny mätapplikation är i första hand avsedd för entreprenörers egenkontroll vid utförande av olika ytor, men kan även nyttjas som verifikationsmetod för slutliga godkännanden. Projektet har initierats med ekonomiskt stöd av SBUF (Svenska Byggbranschens utvecklingsfond) genom deras Anläggnings- resp. Husbyggnadsutskott samt med mindre delar från VTI (Väg- och Transportforskningsinstitutet) och Geodesigruppen i Mellansverige AB. Uppdragsbeskrivning Arbetet innehåller dels viss inlärning av krav, metodens hantering, mätmetodik, programvara GEO, hantering av anläggningsmodell samt metodens utvecklade programvara. Examensarbetet avser att testa metoden och programvara under verkliga förhållanden samt undersöka noggrannhet (repeterbarhet) av olika instrument. Vid undersökningarna skall även metoden tidsuppskattas. T.ex. tidsåtgång vid mätning av nivåyta på terrass, mätning av längsprofil på beläggning mm. Vid mätning av längsprofiler, jämnhet och tvärfall på belagd väg kommer även VTI att mäta motsvarande sträcka med lasermätbil för att påvisa jämförbarheten mellan metoderna. Examensarbetet planeras att genomföras enligt följande: 1. Introduktion och inlärning av metoden, handhavande och utförande. Genomgång av instrument, mätdonen, program GEO, metodens utvecklade dataprogram. I samband med detta kommer även bestämning av repeterbarhet (noggrannhet) att ske.

2. Mätning av beläggning på väg. Mätning för längsprofil, jämnhet i längs- och tvärled samt bestämning av tvärfall. Mätning samordnas med kontrollen från VTI: s mätbil. Utvärdering skall ske mot krav i ATB Väg 2003 och jämföras med utvärdering från mätbil (resultat erhålls från VTI). I examensarbetet skall ingå att kommentera och värdera resultatskillnader. Mätningen innebär längs- och tvärprofiler på belagd yta. 3. Mätning av terrass eller annan yta med obundet material för att kontrollera nivåkrav enligt ATB Väg 2003. I detta utförande ingår att i GEO framställa en Anläggningsmodell över den yta som skall mätas. Anläggningsmodellen baseras på plan- och profildata, normal- och tvärsektioner. Anläggningsmodellen ger de teoretiska värdena för aktuell lageryta med vilken mätdatas enskilda punkter skall jämföras. Avvikelser skall registreras samt standardavvikelse för kontrollytan skall beräknas och jämföras med krav. 4. Mätning av golvyta för hus- eller industriobjekt. Mätningen skall utföras så att en modell av golvet upprättas. Ur denna värderas golvnivån och lutningar resp. buktigheter, med det utvecklade programmet. Erhållet resultat skall sedan kunna höjas och sänkas för att värdera spackling eller slipning. Kontroll av erhållet resultat skall ske med några slumpvisa mätningar med rätskiva (buktighet) samt ev. kontrollavvägning. Utvärdering Utvärderingen som delvis beskrivits ovan avser att presentera resultat i resp. delprojekt. Ange för- och nackdelar med metoden, i förekommande fall utvärdera skillnad i resultat mellan olika mätmetoder samt kvalitetsbedömning avseende antal mätningar för att åstadkomma en optimal mätmängd med metodiken (ur tids- och ekonomi synpunkt). Repeterbarheten hos metoden enligt punkt 1 samt värdering av den utvecklade programvaran och hantering av dataflödet i processen.