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[email protected],*oder in Papierform an den Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DIN Deutsches Institut f r Normung e. V. 10772 Berlin (Hausanschrift: Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin). 2 TECHNISCHE SPEZIFIKATION TECHNICAL SPECIFICATION SP CIFICATION TECHNIQUE CEN/TS 15901-11 M rz 2011 ICS 93.080.20; 93.120 Deutsche Fassung Oberfl cheneigenschaften von Stra en und Flugpl tzen – Teil 11: Verfahren zur Bestimmung der Griffigkeit von Fahrbahndecken durch Messung des Gleitbeiwertes (LFCSR) am blockierten Schlepprad: das SRM-Messger t Road and airfield surface characteristics – Part 11: Procedure for determining the skid resistance of a pavement surface using a device with longitudinal block measurement (LFCSR): the SRM CaractØristiques de surface des revŒtements de chaussØe des routes et des aØrodromes – Partie 11: Mode opØratoire de dØtermination de l adhØrence de la surface d un revŒtement de chaussØe l aide d un dispositif de mesure longitudinale, roue bloquØe (CFLSR): le SRM Diese Technische spezifikation (CEN/TS) wurde vom CEN am 14. September 2010 als eine k nftige Norm zur vorl ufigen Anwendung angenommen. Die G ltigkeitsdauer dieser CEN/TS ist zun chst auf drei Jahre begrenzt. Nach zwei Jahren werden die Mitglieder des CEN gebeten, ihre Stellungnahmen abzugeben, insbesondere ber die Frage, ob die CEN/TS in eine Europ ische Norm umgewandelt werden kann. Die CEN Mitglieder sind verpflichtet, das Vorhandensein dieser CEN/TS in der gleichen Weise wie bei einer EN anzuk ndigen und die CEN/TS verf gbar zu machen. Es ist zul ssig, entgegenstehende nationale Normen bis zur Entscheidung ber eine m gliche Umwandlung der CEN/TS in eine EN (parallel zur CEN/TS) beizubehalten. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, D nemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rum nien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten K nigreich und Zypern. Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Br ssel 2011 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. CEN/TS 15901-11:2011 DE U RO P˜ I S C H E S KO M I T E E F R N O R M U N G EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION C O M I T E U RO P E N D E N O R M A L I S AT I O NCEN/TS 15901-11:2011 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Empfohlene Anwendungssituationen . 4 3 Begriffe. 4 4 Sicherheit . 6 5 Grunds tzliches. 6 5.1 Messprinzip 6 5.2 Betriebsprinzip 7 6 Wesentliche Merkmale 7 6.1 Allgemeines . 7 6.2 Messeinrichtung 7 6.3 Messradbaugruppe . 8 6.4 Messreifen 8 6.5 Wasserversorgung und Durchflussregelung 8 6.6 Aufgezeichnete Parameter . 8 7 Pr fverfahren. 9 7.1 Normpr fbedingungen 9 7.2 Vor der Pr fung . 9 7.3 Pr fung. 9 8 Datenaufzeichnung . 10 9 Kalibrierung . 10 10 Pr zision 11 11 Pr fbericht . 11 Literaturhinweise 12 DIN CEN/TS 15901-11 (DIN SPEC 91218-11):2011-06 CEN/TS 15901-11:2011 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (CEN/TS 15901-11:2011) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 227 „Stra enbau-stoffe erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird. Es wird auf die M glichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte ber hren k nnen. CEN [und/oder CENELEC] sind nicht daf r verantwortlich, einige oder alle diesbez glichen Patentrechte zu identifizieren. Entsprechend der CEN/CENELEC-Gesch ftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden L nder gehalten, diesen anzuk ndigen: Belgien, Bulgarien, D nemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rum nien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes K nigreich und Zypern. DIN CEN/TS 15901-11 (DIN SPEC 91218-11):2011-06 CEN/TS 15901-11:2011 (D) 4 1 Anwendungsbereich Diese Technische Spezifikation beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Griffigkeit von Fahrbahndecken durch Messung des Reibungskoeffizienten in L ngsrichtung SRM. Dieses Verfahren liefert ein Ma f r die Nassgriffigkeitseigenschaften einer gebundenen Oberfl che durch Messung des Reibungskoeffizienten in L ngsrichtung mit Hilfe eines gebremsten Messreifens und einem Schlupfverh ltnis von 0 % (gebremster Reifen: Standard) oder einem Schlupfverh ltnis von (15 ! 1) % oder ABS, wobei eine geregelte Geschwindigkeit verwendet wird. Der Messreifen wird mit geregelter Belastung und konstanter Geschwindigkeit ber eine zuvor angen sste Fahrbahndecke gezogen, wobei er parallel zur Bewegungsrichtung und zur Fahrbahn l uft. Dieses Dokument behandelt den Betrieb des Stuttgarter Reibungsmessers (SRM) des Instituts f r Verkehrsplanung und Transportsysteme (IVT) der Eidgen ssischen Technischen Hochschule (EHT) Z rich. 2 Empfohlene Anwendungssituationen Dieses Verfahren stellt ein Hilfsmittel f r die Beurteilung der Griffigkeit einer Fahrbahndecke zur Verf gung. Es eignet sich f r die Anwendung in folgenden Situationen: “ Messungen auf Stra en bei laufendem Betrieb entweder im Rahmen der Netzwerk berwachung f r das Pavement Management oder von Messungen auf Projektebene; “ Abnahme neu verlegter oder erneuerter Fahrbahndecken; “ Messungen f r Forschungszwecke; “ spezielle Messungen nach einem gesondert festgelegten Messverfahren unter winterlichen Bedingungen (Eis, Schnee, Frost). 3 Begriffe F r die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Reibung Widerstand gegen die Relativbewegung zweier miteinander in Kontakt befindlicher K rper ANMERKUNG Die Reibungskraft ist die tangential im Kontaktbereich wirkende Kraft. 3.2 Griffigkeit Charakterisierung der Reibung eines Fahrbahnbelags bei der Messung nach einem genormten Verfahren 3.3 Nassgriffigkeit Griffigkeit auf nasser Stra e Eigenschaft einer Verkehrsfl che, die die Relativbewegung zwischen der Oberfl che und dem Teil eines mit der Oberfl che in Kontakt befindlichen Fahrzeugreifens bei Schmierung durch einen Wasserfilm begrenzt ANMERKUNG Zu den Faktoren, die zur Griffigkeit beitragen, geh ren: der Reifendruck, die Fl che des Kontaktbereichs, das Profilmuster und die Gummizusammensetzung, die Ausrichtung, Textur, Verschmutzung und die Kennwerte des Fahrbahnbelags sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Witterungsbedingungen. DIN CEN/TS 15901-11 (DIN SPEC 91218-11):2011-06 CEN/TS 15901-11:2011 (D) 5 Die Griffigkeit von Fahrbahnbel gen variiert im europ ischen Raum mit den Jahreszeiten. Im Allgemeinen ist die Nassgriffigkeit im Winter aufgrund der Auswirkungen von nassem Schutt und der Auswirkungen von Frost und Abnutzung durch Reifen auf die Mikro- und Makrotextur h her. Im Sommer ist die Nassgriffigkeit aufgrund des Trockenpolierens durch Reifen in Anwesenheit von Feinschutt geringer. Die ˜nderung der Griffigkeit einer befahrenen Oberfl che wird von der Verkehrsbelastung und der Zusammensetzung des Verkehrs, d. h. den Anteilen von PKW, Bussen und Nutzfahrzeugen unterschiedlicher Gr e beeinflusst, da die Reifen dieser Fahrzeuge das Material der Fahrbahndecke auf unterschiedliche Weise polieren und/oder abtragen. Die geometrische Gestalt der Stra e hat ebenfalls Einfluss auf die ˜nderung der Griffigkeit. Im Allgemeinen polieren Reifen auf gerader Stra e weniger als in Kurven. Falls die Fahrbahndecke Gesteinsk rnungen mit einer Beschichtung durch ein Bindemittel, wie z. B. Bitumen, Harz oder Portlandzement enth lt, ndert sich die Griffigkeit, da die Beschichtung durch die Reifen abgetragen wird. 3.4 Reibungskoeffizient in L ngsrichtung (LFC) Verh ltnis zwischen den unter geregelten Bedingungen auf ein gebremstes Rad wirkenden Horizontalkr ften (Zug) und Vertikalkr ften (Last) ANMERKUNG 1 Das ist in der Regel eine auf zwei signifikante Stellen anzugebende Dezimalzahl. ANMERKUNG 2 Der LFC variiert in Abh ngigkeit vom Schlupfverh ltnis des Messger ts und der Fahrgeschwindigkeit. 3.5 Reibungskoeffizient in L ngsrichtung SRM SRM unter geregelten Bedingungen gegebenes Verh ltnis zwischen der Horizontalkraft (die zwischen dem Messrad und der angen ssten Fahrbahndecke auftritt) und der vertikalen Radlast des Skiddometers 3.6 Kalibrierung periodische Einstellung des Versatzes, des Verst rkungsfaktors und der Linearit t der Ausgabewerte eines Messverfahrens, so dass alle kalibrierten Messger te eines bestimmten Typs denselben Wert innerhalb eines bekannten und anerkannten Unsicherheitsbereichs liefern, wenn unter identischen Bedingungen innerhalb gegebener Grenzen oder Parameter gemessen wird ANMERKUNG Das Verfahren f r die Kalibrierung des Referenzmessger ts ist in Abschnitt 6 angegeben. 3.7 SRM Kurzbezeichnung f r ein vom Forschungsinstitut f r Kraftfahrtwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS) entwickeltes Messger t SRM zur Durchf hrung von routinem igen Reibungsmessungen auf langen Stra enabschnitten oder zur Durchf hrung von punktuellen Messungen bei unterschiedlichen Geschwindig-keiten zur Charakterisierung eines bestimmten Abschnitts 3.8 Fahrgeschwindigkeit Geschwindigkeit, mit der das Messger t ber die Pr ffl che gef hrt wird 3.9 Schlupfgeschwindigkeit Relativgeschwindigkeit zwischen dem Messreifen und der befahrenen Oberfl che im Kontaktbereich 3.10 Schlupfverh ltnis Schlupfgeschwindigkeit geteilt durch die Fahrgeschwindigkeit DIN CEN/TS 15901-11 (DIN SPEC 91218-11):2011-06 CEN/TS 15901-11:2011 (D) 6 3.11 Radspur Teile der Fahrbahnoberfl che, in denen sich die Mehrheit der Radspuren konzentriert ANMERKUNG Die Radspur stellt keine festgelegte Position auf einer Fahrbahnoberfl che dar. Auf abgenutzten Fahrbahnen l sst sich die Radspur in der Regel leicht visuell erkennen. Auf neu verlegten Deckschichten muss die Position der Radspuren von erfahrenen Pr fern gesch tzt werden. Unter besonderen Umst nden, wie z. B. bei Abnahmepr fungen, kann eine bestimmte Wegstrecke festgelegt werden, z. B. so, dass sie einen Abstand von (700 150) mm zum Rand der Fahrspur einer Stra e hat. 3.12 theoretische Wasserfilmdicke theoretische Dicke eines vor dem Messreifen auf der Fahrbahndecke befindlichen Wasserfilms unter der Annahme, dass die Fahrbahndecke eine Texturtiefe gleich null habe 3.13 Wiederholpr zision gr ter Unterschied, der f r zwei Messungen, die mit demselben Messger t und demselben Reifen von derselben Arbeitsgruppe innerhalb eines kurzen Zeitraums auf demselben Stra enabschnitt durchgef hrt werden, mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % erwartet wird 3.14 Vergleichpr zision gr ter Unterschied, der f r zwei Messungen, die mit unterschiedlichen Messger ten mit unterschiedlichen Reifen von verschiedenen Arbeitsgruppen innerhalb eines kurzen Zeitraums auf demselben Stra enabschnitt durchgef hrt werden, mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % erwartet wird 4 Sicherheit Es m ssen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, um geltenden Arbeitsschutzbestimmungen gerecht zu werden und die Sicherheit anderer Verkehrsteilnehmer sicherzustellen; dazu geh ren erforderlichenfalls auch Ma nahmen zur Regelung des Verkehrs. ANMERKUNG Die Ann ssung der Fahrbahndecke kann Auswirkungen f r andere Verkehrsteilnehmer haben, und es sollten alle Anstrengungen unternommen werden, um sicherzustellen, dass diese keine pl tzlichen ˜nderungen in Bezug auf Fahrgeschwindigkeit oder Fahrtrichtung vornehmen m ssen. Bei der Messung der Griffigkeit auf befahrenen Stra en kann das SRM mit anderen als den auf der betref-fenden Stra e blichen Fahrgeschwindigkeiten laufen, was zu einer Gef hrdung der anderen Verkehrs-teilnehmer f hren kann. Bei der Festlegung der Messgeschwindigkeit im Rahmen der Auftragserteilung f r die Pr fung nach der vorliegenden Norm sollte dies ber cksichtigt werden. Es sollten keine Pr fungen durchgef hrt werden, wenn die Gefahr besteht, dass Wasser auf der Fahrbahn gefriert. 5 Grunds tzliches 5.1 Messprinzip Das SRM-Messger t arbeitet nach dem Prinzip, dass das Messrad die Simulation und Untersuchung einer Bremssituation mit vollst ndig blockiertem Rad erm glicht. Das System unterst tzt Messungen in der rechten und linken Radspur. Die Bremssequenzen umfassen Bremsphasen und Freilaufphasen bei festgelegten Pr fgeschwindigkeiten. DIN CEN/TS 15901-11 (DIN SPEC 91218-11):2011-06 CEN/TS 15901-11:2011 (D) 7 Bild 1 — Pr flastkraftwagen mit Messeinrichtung 5.2 Betriebsprinzip Das am Heck des Pr flastkraftwagens befindliche Messrad ist zwischen den Laufr dern montiert und bringt eine bekannte vertikale Last auf den Fahrbahnbelag auf. Die pneumatische Lasteinheit bietet eine konstante und genaue Steuerung der Radlast. Die Fahrbahndecke wird unmittelbar vor dem Messrad mit einem geregelten Wasserstrom vorangen sst, so dass das Messrad, wenn sich das Fahrzeug vorw rts bewegt, in Vorw rtsrichtung ber die angen sste Oberfl che rutscht. Es k nnen unterschiedliche Wasserfilmdicken (im Bereich von 0 mm bis 3 mm, blicherweise 0,5 mm) und unterschiedliche Messgeschwindigkeiten von 40 km/h, 60 km/h, 80 km/h und 100 km/h gew hlt werden. Abschnittl ngen bis zu 50 km k nnen mit einer Wassertankf llung gemessen werden. Aufgrund der Bauweise des Messfahrzeugs (20-t-LKW) sind die Messgeschwindigkeit, Grenzwerte f r den Kurvenradius und die Breite der Fahrspur (Stra e mit entgegenkommendem Verkehr) angegeben. 6 Wesentliche Merkmale 6.1 Allgemeines Im Folgenden sind die Mindestanforderungen an Messger te aufgef hrt, die zur Sicherstellung des Erhalts von Ergebnissen mit guter Wiederhol- und Vergleichpr zision erforderlich sind. 6.2 Messeinrichtung Die Messeinrichtung umfasst die folgenden Bestandteile: a) Messradbaugruppe; b) Wasserversorgung und Durchflussregelungsmechanismus; c) computergesteuerte elektronische Messeinheit. DIN CEN/TS 15901-11 (DIN SPEC 91218-11):2011-06 CEN/TS 15901-11:2011 (D) 8 6.3 Messradbaugruppe Die Messradbaugruppe am Heck des Fahrzeugs ist so montiert, dass es in Kurven ohne Beanspruchung durch Seitenkr fte frei mitl uft. Die Messradbaugruppe umfasst einen pneumatisch gesteuerten Ladezylinder, eine Drehmomentachse, eine Bremsanlage, ein Getriebegeh use und eine E-Kupplung, um ein konstantes Schlupfverh ltnis sicherzu-stellen, ein System, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufzuzeichnen, eine elektronische Ladezelle, um die vertikale Last zu messen sowie einen Dehnungsmessstreifen zur Messung des durch die horizontale Last verursachten Drehmoments im Kontaktbereich von Reifen/Fahrbahnoberfl che. ANMERKUNG Die pneumatisch gesteuerte Ladeeinheit und die zus tzliche Erfassung von momenta
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