Kandevõime mõõtmine
Probleem – mida me saame mõõta ja millega?
NB! täiendasin oluliselt 03.03.2012
Teehoiutööde tehnoloogianõuete §23. Muldkeha pinnase tihendamist kontrollitakse vastavalt projektis esitatud nõuetele. Juhul kui projektis nõuded puuduvad, peab pinnase tihendamist kontrollima ristlõike kolmes punktis, muldkehal kõrgusega kuni 3 m iga 100 m tagant ja muldkehal kõrgusega üle 3 m iga 50 m tagant. Liivpinnasest muldkeha tihendustegur peab vastama lisas 2 toodud nõuetele. Muudest pinnastest ehitatud muldkeha kihil kontrollitakse tihendamist elastsusmooduli mõõtmise teel kas INSPECTOR või LOADMAN seadmega. Elastsusmoodul muldkeha pinnal ei tohi olla väiksem projektis esitatud nõuetest.
Teehoiutööde tehnoloogianõuete §23. Muldkeha pinnase tihendamist kontrollitakse vastavalt projektis esitatud nõuetele. Juhul kui projektis nõuded puuduvad, peab pinnase tihendamist kontrollima ristlõike kolmes punktis, muldkehal kõrgusega kuni 3 m iga 100 m tagant ja muldkehal kõrgusega üle 3 m iga 50 m tagant. Liivpinnasest muldkeha tihendustegur peab vastama lisas 2 toodud nõuetele. Muudest pinnastest ehitatud muldkeha kihil kontrollitakse tihendamist elastsusmooduli mõõtmise teel kas INSPECTOR või LOADMAN seadmega. Elastsusmoodul muldkeha pinnal ei tohi olla väiksem projektis esitatud nõuetest.
Küsimus seega, milliseid nõudeid saab projektis ehitada muldkehale,
milline ehitatakse mitte liivpinnasest? Millised on siis need pinnased, mis ei ole liivpinnased kuid mida kasutatakse ehituses, eriti teedeehituses? Reeglina peaksid liivpinnased olema muldkeha aktiivtsoonis ehk siis 1,5 meetri ulatuses katte pinnast. Ilmselt on küsimus siiski muldkeha
alakihtidest, ehk siis alast, milline jääb katte pinnast sügavamale kui 1,5
meetrit. Millega saab mõõta pinnaseid mida ei loeta liivpinnasteks? Kus on
Inspectori-Loadmani piirid ja mis on üldse võimalused. Kas elastsusmoodul, mida
me mõõta saame, vastab 2001-52 ehk siis BCH 46-83 metoodikale või hoopis Soome,
Taani ja Rootsi ehk siis lääneriikides kasutusesolevale metoodikale?
Ja siiski ka see, et mida me saame mõõta liivpinnastel. Juhendi järgi käitudes, tuleks mõõta tihendustegurit mida tegelikult vähemalt Inspectori puhul mõõdetakse läbi elastsusmooduli muutuse 8-katselises seerias. Ja mitte kandevõimet ennast.
Võtame ette ühe uurimistöö - TTÜ ja Tehnokeskuse tehtud, Maanteeameti kodulehelt. Teekatendi üksikute kihtide elastsusmoodulite mõõtmine ja nende alusel kandevõime parameetrite väljatöötamine. Töö käigus teostati kandevõime mõõtmisi tee ehitusprotsessis erinevatel kihtidel, kasutades mõõtmiseks nii Dynatesti FWD seadet kui Inspector-2 nimelist seadet. Kokku teostati 350 mõõtmist Inspector seadmega ja sellega paralleelselt ka FWD seadmega. Töö lisas on esitatud andmebaas mõõtmistulemustest, kuid Inspector seadme mõõtetulemusi ei ole analüüsitud.
Tegemist on üsna suure mõõtetulemuste hajumisega. Võrdleme ainult tulemusi dreenkihil (kruusast, kõigil lõikudel sama) ja killustikalusel (9 katselõigul erinevad konstruktsioonid, kuid võrreldavuse mõttes sama paksusega ja arvutuslikult tänaste reeglite järgi samaväärsed).
1) arvutustulemuste järgi peaks kandevõime dreenkihil olema 129 MPa ja alusel 189 MPa.
2) FWD seadmega mõõdetuna saavutati keskmiselt vastavalt 134 MPa ja 160 MPa.
Dreenkihil 9 katselõigust 4 puhul on mõõtmiste keskväärtused madalamad projektsest. Mitte ühelgi lõigul ei olnud kõik mõõtmistulemused projektsest paremad. Mõõtmiste üksiktulemused kõikusid vahemikus 62 MPa kuni 511 MPa.
Killustikalusel 9 lõigust 6 puhul on keskmised projektsest madalamad. Tulemuste kõikumine 50 MPa kuni 523 MPa.
3) Inspector-2 seadmega mõõdetuna saadi keskmisteks 229 MPa ja 258 MPa.
Dreenkihil kõigi katselõikude keskväärtused vähemalt projektsed. Üksikmõõtmistest 5 mõõtetulemust alla projektis ettenähtu (kokku 176 mõõtmist). Samuti viiel juhul oli üksiktulemus tihendusteguri mõttes alla 1,00 mis tegelikult peaks olema aktsepteeritava kõikumise piires ning vaid ühel juhul nendest viiest mõõdeti samas ka projektsest madalam elastsusmoodul. Kõikumised vahemikus 128 MPa kuni 420 MPa.
Killustikalusel ühe katselõigu keskväärtus alla projektis ettenähtu. Üksikmõõtmistest 32 mõõtetulemust alla projektis ettenähtu (kokku 158 mõõtmist). Kõikumised vahemikus 115 MPa kuni 423 MPa.
Oskan siit järeldada, et FWD seadmega mõõdetu läheb keskväärtuselt suhteliselt lähedale arvutuslikule väärtusele, kuid Inspectori tulemus on palju suurem.
Linnukese jaoks on asi ilus. Indikatiivse väärtusena millekski kasutatav - ehk et, mõõdab tõepoolest tihendamist kuigi kasutades selleks aeglustumisest (kiirendusest) arvutatud elastsusmooduli muutust. Kuid väita, et selliselt mõõdetud elastsusmoodul kehtib mõõdetud konstruktsiooni kui terviku kohta on ilmne liialdus. Ühe anduriga mõõtes on mõõteseadme tööulatus ligikaudselt võrdne seadme talla diameetriga mis Inspector-seadmel 140 mm. Heal juhul kehtiks seega tulemus 20 cm kihi suhtes ja parimal juhul indikatiivsena 40 cm suhtes. Kuid konstruktsioon tervikuna on oluliselt paksem. FWD seadmel on langev koormus mitte 10 kg vaid võrdne 5 tonniga. Ja koormustalla diameeter lähedane rattajälje diameetriga (30 cm) ning kogu konstruktsiooni mooduli määramine on saavutatav VAID tänu täiendavate anduritega vajumikausi mõõtmisele.
Lõpetuseks tuleb tõdeda, et jätkuvalt puudub teedeinseneril-projekteerijal alus projektis selliste elastsusmooduli väärtuste väljatoomiseks, mille täitmist võiks Inspector-seadmega ehitusprotsessis kontrollida. Ja jätkuvalt tuleb tõdeda, et Teehoiutööde Tehnoloogianõuete §23 sätestatud nõudeid EI OLE PÕHIMÕTTELISELT VÕIMALIK TÄITA. Ehk siis, jääb üle vaid tsiteerida teadureid:
Täna kehtivad erinevad nõuded teehoiutööde teostamisele näevad ette konstruktsioonikihtide tihendamise kontrolli elastsusmooduli mõõtmise teel kas INSPECTOR või LOADMAN seadmega. Samas ei eksisteeri tõendatud seost INSPECTOR või LOADMAN seadmega mõõdetud elastsusmooduli väärtuste ja kihi tiheduse või tihendusteguri vahel. Seega ei saa ei projekteerija ega järelevalvaja
vastavaid elastsusmooduli väärtuse nõudeid projektis põhjendatult kehtestada.
Võtame ette ühe uurimistöö - TTÜ ja Tehnokeskuse tehtud, Maanteeameti kodulehelt. Teekatendi üksikute kihtide elastsusmoodulite mõõtmine ja nende alusel kandevõime parameetrite väljatöötamine. Töö käigus teostati kandevõime mõõtmisi tee ehitusprotsessis erinevatel kihtidel, kasutades mõõtmiseks nii Dynatesti FWD seadet kui Inspector-2 nimelist seadet. Kokku teostati 350 mõõtmist Inspector seadmega ja sellega paralleelselt ka FWD seadmega. Töö lisas on esitatud andmebaas mõõtmistulemustest, kuid Inspector seadme mõõtetulemusi ei ole analüüsitud.
Tegemist on üsna suure mõõtetulemuste hajumisega. Võrdleme ainult tulemusi dreenkihil (kruusast, kõigil lõikudel sama) ja killustikalusel (9 katselõigul erinevad konstruktsioonid, kuid võrreldavuse mõttes sama paksusega ja arvutuslikult tänaste reeglite järgi samaväärsed).
1) arvutustulemuste järgi peaks kandevõime dreenkihil olema 129 MPa ja alusel 189 MPa.
2) FWD seadmega mõõdetuna saavutati keskmiselt vastavalt 134 MPa ja 160 MPa.
Dreenkihil 9 katselõigust 4 puhul on mõõtmiste keskväärtused madalamad projektsest. Mitte ühelgi lõigul ei olnud kõik mõõtmistulemused projektsest paremad. Mõõtmiste üksiktulemused kõikusid vahemikus 62 MPa kuni 511 MPa.
Killustikalusel 9 lõigust 6 puhul on keskmised projektsest madalamad. Tulemuste kõikumine 50 MPa kuni 523 MPa.
3) Inspector-2 seadmega mõõdetuna saadi keskmisteks 229 MPa ja 258 MPa.
Dreenkihil kõigi katselõikude keskväärtused vähemalt projektsed. Üksikmõõtmistest 5 mõõtetulemust alla projektis ettenähtu (kokku 176 mõõtmist). Samuti viiel juhul oli üksiktulemus tihendusteguri mõttes alla 1,00 mis tegelikult peaks olema aktsepteeritava kõikumise piires ning vaid ühel juhul nendest viiest mõõdeti samas ka projektsest madalam elastsusmoodul. Kõikumised vahemikus 128 MPa kuni 420 MPa.
Killustikalusel ühe katselõigu keskväärtus alla projektis ettenähtu. Üksikmõõtmistest 32 mõõtetulemust alla projektis ettenähtu (kokku 158 mõõtmist). Kõikumised vahemikus 115 MPa kuni 423 MPa.
Oskan siit järeldada, et FWD seadmega mõõdetu läheb keskväärtuselt suhteliselt lähedale arvutuslikule väärtusele, kuid Inspectori tulemus on palju suurem.
Linnukese jaoks on asi ilus. Indikatiivse väärtusena millekski kasutatav - ehk et, mõõdab tõepoolest tihendamist kuigi kasutades selleks aeglustumisest (kiirendusest) arvutatud elastsusmooduli muutust. Kuid väita, et selliselt mõõdetud elastsusmoodul kehtib mõõdetud konstruktsiooni kui terviku kohta on ilmne liialdus. Ühe anduriga mõõtes on mõõteseadme tööulatus ligikaudselt võrdne seadme talla diameetriga mis Inspector-seadmel 140 mm. Heal juhul kehtiks seega tulemus 20 cm kihi suhtes ja parimal juhul indikatiivsena 40 cm suhtes. Kuid konstruktsioon tervikuna on oluliselt paksem. FWD seadmel on langev koormus mitte 10 kg vaid võrdne 5 tonniga. Ja koormustalla diameeter lähedane rattajälje diameetriga (30 cm) ning kogu konstruktsiooni mooduli määramine on saavutatav VAID tänu täiendavate anduritega vajumikausi mõõtmisele.
Lõpetuseks tuleb tõdeda, et jätkuvalt puudub teedeinseneril-projekteerijal alus projektis selliste elastsusmooduli väärtuste väljatoomiseks, mille täitmist võiks Inspector-seadmega ehitusprotsessis kontrollida. Ja jätkuvalt tuleb tõdeda, et Teehoiutööde Tehnoloogianõuete §23 sätestatud nõudeid EI OLE PÕHIMÕTTELISELT VÕIMALIK TÄITA. Ehk siis, jääb üle vaid tsiteerida teadureid:
Täna kehtivad erinevad nõuded teehoiutööde teostamisele näevad ette konstruktsioonikihtide tihendamise kontrolli elastsusmooduli mõõtmise teel kas INSPECTOR või LOADMAN seadmega. Samas ei eksisteeri tõendatud seost INSPECTOR või LOADMAN seadmega mõõdetud elastsusmooduli väärtuste ja kihi tiheduse või tihendusteguri vahel. Seega ei saa ei projekteerija ega järelevalvaja
vastavaid elastsusmooduli väärtuse nõudeid projektis põhjendatult kehtestada.
Kommentaarid