🏗️ Längsebenheit einer Fahrbahn — Messung des Profils mit einem Laserprofilografen und Ermittlung des IRI

Bauwesen PN-EN 13036-6

Übersicht

Die Norm legt Verfahren zur Messung von Quer- und Längsprofilen einer Fahrbahn in den Wellenlängenbereichen der Ebenheit und der Megatextur fest. Sie bestimmt die Begriffe, die zur Beschreibung einer solchen Messung nötig sind: die Genauigkeit des zurückgelegten Weges, die vertikale Auflösung, das Abtastintervall und die Querneigung, sowie eine Einteilung der Messgeräte.

Die Längsebenheit erlaubt es, Abweichungen der Fahrbahnoberfläche von einer wirklich ebenen zu erkennen, gemessen längs der Fahrtrichtung im Wellenlängenbereich von 0,05 m bis 50,00 m. Sie ist eine Gebrauchseigenschaft, die das Vermögen der Fahrbahn beschreibt, in einem fahrenden Fahrzeug keine Stöße und Schwingungen hervorzurufen.

In der polnischen Straßenbaupraxis werden zwei Messwege unterschieden. Das profilometrische Verfahren stützt sich auf die IRI-Kennwerte und ist für die Beurteilung von Straßen der Klassen A, S, GP und G gefordert und auch für die Klassen Z, L und D empfohlen. Das Verfahren der kontinuierlichen Messung, das der Verwendung einer 4 m langen Latte und eines Keils gleichwertig ist, zum Beispiel mit einem Planografen, ist für Straßen der Klassen Z, L und D sowie für Plätze und Abstellflächen zugelassen; an für den Planografen unzugänglichen Stellen und auf Abschnitten mit Brückenfugen ist die Messung mit Latte und Keil zugelassen. Bei der Messung mit einem Laserprofilografen ist die gleichzeitige Aufzeichnung von Versätzen der Betonplatten möglich — Versätze von 5 mm und mehr werden samt ihrer Lage aufgezeichnet.

Der IRI kennzeichnet den Fahrkomfort durch die Simulation der Arbeit der Federung eines gedachten Fahrzeugs, das mit einer Geschwindigkeit von 80 km/h über die Länge des untersuchten Abschnitts fährt. Er wird in Einheiten der Neigung angegeben: Millimeter je Meter oder Meter je Kilometer.

WAS DIESE NORM NICHT ENTHÄLT — und das ist für eine richtige Anführung im Prüfbericht entscheidend. PN-EN 13036-6 beschreibt die MESSUNG DES PROFILS und stellt technische Anforderungen an die Sensoren des Profilografen; sie enthält dagegen weder den Algorithmus zur Berechnung des IRI noch das Verfahren zur Aufzeichnung der Versätze von Betonplatten. Die nationalen Richtlinien nennen für diese beiden Dinge gesonderte Dokumente: die IRI-Kennwerte werden „zgodnie z procedurą obliczeniową według normy [4]" [nach dem Rechenverfahren der Norm [4]] ermittelt, also nach ASTM E1926-08 (Standard Practice for Computing International Roughness Index of Roads from Longitudinal Profile Measurements), und die Aufzeichnung der Plattenversätze erfolgt bei der Profilmessung „według algorytmu z normy [1]" [nach dem Algorithmus der Norm [1]], also nach AASHTO R 36-04 (Standard Practice for Evaluating Faulting of Concrete Pavements). PN-EN 13036-6 erscheint in demselben Verzeichnis erst als Position [8] und wird ausschließlich dort angeführt, wo von den technischen Anforderungen an die Sensoren die Rede ist. Ein Laboratorium, das im Prüfbericht beim IRI-Ergebnis oder beim Verzeichnis der Versätze allein die Nummer PN-EN 13036-6 angibt, führt ein Dokument an, das diese Berechnungen nicht beschreibt. Die Texte der ASTM E1926-08 und der AASHTO R 36-04 hatten wir nicht — ihren Inhalt geben wir hier nicht wieder, wir weisen nur darauf hin, dass sie die für die Berechnungen zuständigen Dokumente sind.

Prinzip der Methode

Der Profilograf ist ein inertiales Gerät: Beschleunigungsaufnehmer überwachen die senkrechte Auslenkung des Messbalkens auf der Messspur und bestimmen damit die Bezugslinie, auf die die Unebenheiten der Fahrbahn bezogen werden. Die relative Höhe des Balkens über der Oberfläche messen Lasersensoren, den zurückgelegten Weg ein am Rad angebrachter Wegsensor. Die Ordinaten des Längsprofils über die Länge des Abschnitts erhält man durch Summierung der aus der Messung mit dem Beschleunigungsaufnehmer berechneten Auslenkung des Balkens und der ihr entsprechenden, mit dem Laser gemessenen relativen Höhe des Balkens über der Fahrbahn. Aus dem so bestimmten Profil berechnet das Rechenprogramm die IRI-Kennwerte nach dem Rechenverfahren der zuständigen Norm, fortlaufend bei einer Abtastschrittweite von 25 mm, gleichzeitig für die rechte und die linke Rollspur und die Mitte des Fahrstreifens.

Anwendungen

• Abnahme neuer und instand gesetzter Fahrbahnen auf Straßen der Klassen A, S, GP und G
• Zustandserfassung der Fahrbahnen im Straßennetz
• Beurteilung der Ebenheit von Plätzen und Abstellflächen mit Latte und Keil
• Aufzeichnung der Versätze von Betonplatten bei der Messung des Längsprofils
• Vergleichsuntersuchungen von Profilografen und Prüfung ihrer Richtigkeit

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN 13036-6:2008

Titel (PL)

Właściwości nawierzchni drogowych i lotniskowych — Metody badań — Część 6: Pomiary poprzecznych i podłużnych profili w zakresie długości fali równości i megatekstury

Title (EN)

Road and airfield surface characteristics — Test methods — Part 6: Measurement of transverse and longitudinal profiles in the evenness and megatexture wavelength ranges

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Wahl des Verfahrens

   Für Straßen der Klassen A, S, GP und G das profilometrische, auf den IRI-Kennwerten beruhende Verfahren anwenden; für die Klassen Z, L und D ist es empfohlen, zulässig ist aber auch das Verfahren der kontinuierlichen Messung, das Latte und Keil gleichwertig ist. Für Plätze und Abstellflächen ist das Verfahren mit dem Planografen zulässig.

2. Prüfung der Geräte

   Bestätigen, dass die Sensoren des Profilografen die Anforderungen erfüllen: vertikale Auflösung des Lasersensors nicht größer als 0,2 mm, Abtastintervall des Signals nicht größer als 50 mm, Intervall der Aufzeichnung der Ordinaten nicht größer als 100 mm, Langwellenfilter nicht weniger als 100 m bei einem Abfall von 3 dB.

3. Vorbereitung der Fahrt

   Die Messspur und die Fahrgeschwindigkeit im Bereich von 20 km/h bis 100 km/h planen, entsprechend der Geschwindigkeit des Verkehrsstroms.

4. Aufzeichnung der Lage

   Während der Untersuchung die Daten über die Lage der Messspur durch Angabe der Stationierung oder des Bezugssystems sowie der geographischen Koordinaten aufzeichnen.

5. Messung des Profils

   Eine fortlaufende Messung des Längsprofils ausführen: die Lasersensoren messen die relative Höhe des Balkens über der Fahrbahn, die Beschleunigungsaufnehmer bestimmen die senkrechte Auslenkung des Balkens und der Wegsensor den zurückgelegten Weg. Die Ordinaten des Profils entstehen durch Summierung beider Anteile.

6. Berechnung der IRI-Kennwerte

   Die IRI-Kennwerte mit einem verifizierten Rechenprogramm ermitteln, bei einer Abtastschrittweite von 25 mm, gleichzeitig für die rechte und die linke Rollspur und die Mitte des Fahrstreifens. HINWEIS: das Rechenverfahren gibt PN-EN 13036-6 NICHT an — die nationalen Richtlinien verweisen hier auf ASTM E1926-08, und dieses Dokument ist im Prüfbericht beim IRI-Ergebnis anzuführen.

7. Aufzeichnung der Ergebnisse

   In der Messdatei die Werte der IRI-Kennwerte alle 1 m sowie die Höhen der Versätze von Betonplatten von 5 mm und mehr samt ihrer Lage aufzeichnen. HINWEIS: die Aufzeichnung der Versätze erfolgt nach dem Algorithmus der AASHTO R 36-04 und nicht nach PN-EN 13036-6.

8. Prüfbericht

   Das Messverfahren, die Klasse des Profilografen und die Erfüllung der Geräteanforderungen, die Fahrgeschwindigkeit, die Lage des Abschnitts, die Werte der IRI-Kennwerte samt der Art ihrer Mittelung sowie die aufgezeichneten Versätze angeben.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Die Messung erfolgt im fließenden Verkehr mit der Geschwindigkeit des Verkehrsstroms — für die Dauer der Untersuchung gelten eine Verkehrsregelung und die Kennzeichnung des Messfahrzeugs
• Lasersensoren am Messbalken — nicht in den Strahl blicken, beim Kalibrieren im Stand Vorsicht walten lassen
• Der Messbalken ragt vor das Fahrzeug hinaus — Kollisionsgefahr beim Rangieren und Gefahr der Beschädigung der Sensoren an Hindernissen im Gelände
• Messungen mit Latte und Keil werden zu Fuß auf der Fahrbahn ausgeführt — Warnweste, Sicherung der Arbeitsstelle
• Arbeiten an Brückenfugen und auf Bauwerken — Sicherung gegen Absturz aus der Höhe

Häufige Fragen