Subert István Hatékony minőségellenőrzés dinamikus tömörségméréssel Egyre nyilvánvalóbb, hogy a közlekedés dinamikus terhelése, a valós igénybevételek pályaszerkezetre gyakorolt hatása már nem jellemezhető a hagyományos statikus tömörség- és teherbírás mérésekkel. A dinamikus módszerek terjedése a méréstechnika fejlődésével rohamos. Magyarországon a dinamikus tömörségmérést az ÚT2-2.124 ÚME szabályozza, mely egy kistárcsás könnyű-ejtősúlyos típus, a B&C mérőberendezés új európai generációját képviseli. A vasúti és közúti közlekedés dinamikus igénybevételei különösen kritikusak az átereszek, hídháttöltések, csatornaépítések és más közműbontás helyreállítások során. A budapesti, híres-hírhedt Városmajori út süllyedések felülvizsgálata után a BFFH elrendelte a dinamikus tömörségmérési módszer kontrollmérésre való alkalmazását. Az M7 autópályán tapasztalt tömörségmérési anomáliák szintén igazolták a dinamikus tömörségmérési módszer szükségességét és hasznosságát. Tömörségmérés viszonyítási sűrűséggel Az MSZ 15320 szabvány és az ÚT 2-3.103:1998 Radiometriás tömörségmérés Földművek, kötőanyag nélküli útalap rétegek, hidraulikus kötőanyagú útalapok térfogatsűrűségének és víztartalmának meghatározására című ÚME vonatkozik az izotópos tömörség mérésére. Az ÚME 4.2.2. pontja szerint az izotópos tömörségmérő berendezések kalibrációját OMH MAB által akkreditált laboratórium végzi. A víztartalom mérésének kalibrációjához a kalibráció kiterjesztése 1998 óta folyamatban van. A kalibrációs jegyzőkönyv a víztartalom mérésére nem is tér ki. A víztartalomra megengedett rendszeres hiba a mért érték 5,0%-ka, vagy ellenőrzés és korrekció nélkül az izotópos műszerrel mért érték 15%-a lenne. Ha a műszerrel mért érték és a laboratóriumi visszaszárításos víztartalom mérés (MSZ 14043-6) közötti különbség nagyobb lenne mint 1% (szinte mindig nagyobb), akkor csak a laboratóriumi visszaszárításos víztartalom értéke lenne felhasználható. A tömörségi fok, vagy a Proctor viszonyítási sűrűség megbízhatóságáról, megengedett pontosságáról sehol nem esik szó. A viszonyításos (izotópos) tömörségmérés kérdőjelei Az ÚT 2-3.103 szerinti izotópos, homokkiöntéses, vagy más térfogatmeghatározásos sűrűségmérésen alapuló tömörség-meghatározási módszerek a betömörített réteg nedves sűrűségének meghatározásán alapul. Ebből és a mért víztartalomból számítjuk a száraz sűrűséget, majd ezt viszonyítjuk százalékosan a Proctorvizsgálattal meghatározott legnagyobb száraz sűrűséghez. Fentiek szerint tehát az izotópos tömörségmérési módszer mérési hibája három lehetséges forrásból kumulálódik : nedves sűrűségmérés hibája (± ρn) víztartalom mérésének pontossága (± w%) viszonyítási sűrűség maghatározásának hibája (± ρ dmax ) Ezek hibaeredője H= ( ρn 2 + w% 2 + ρ dmax 2 ), elérheti a +/-6%-ot, azaz 95%-os tömörséget éppúgy mérhetünk 90%-nak, mint 100%-nak. Nyilvánvaló, hogy magasabb minőségi igények esetén az ilyen KÖZELÍTŐ MÉRÉSek alkalmazását kerülni kell. A nedves sűrűség mért ingadozása közismert anyagtulajdonság, míg a víztartalom mérés pontatlansága már kevésbé. A viszonyítási sűrűség megbízhatóságáról, pontosságáról azonban szó sem esik, pedig ehhez hasonlítjuk a mért értékekből számított száraz sűrűséget. A dmax viszonyítási sűrűség egy tapasztalati vizsgálati megoszlását látjuk az 1.sz ábrán, ahol egy homoklisztes homok Proctorpontjainak halmazát mutatjuk be 28 laboratórium mérésében, a KTI körvizsgálatból. Nem halogatható tehát a viszonyítási sűrűség pontosságának behatárolása.
KTI körvizsgálati minta Proctor-pontjai 1. ábra Iszapos hom okliszt (KTIKV-2) 2,1 2 y = -0,0017x 2 + 0,0447x + 1,4903 R 2 = 0,4724 1,9 ró-dé-jí 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 0 5 10 15 20 25 30 35 w % Hogy a probléma mennyire súlyos, nézzünk meg egy konkrét példán. Egy homogén 95,0%- os tömörségű helyszínen izotópos műszerrel mért nedves sűrűség legyen 2,180 g/cm 3. Az izotópos műszerünk kalibrált mérési hibája legyen az ÚME által megengedett +/-0,07 g/cm 3. A vizsgált rétegen mért sűrűségi érték ekkor 2,11 és 2,25 közötti. A víztartalom az izotópos műszerrel mérve átlagosan 5%, de az egyes méréseknél mértünk 3%-ot, illetve 8%- ot is. A számított száraz sűrűségek alakulását az 1. számú táblázatban összesítettük. Ezt még a Proctor vizsgálattal megállapított dmax hoz kell százalékosan viszonyítsuk. A Proctor viszonyítási sűrűség dmax minimuma 2,09 átlaga 2,19 maximuma pedig 2,29 g/cm 3 volt, mely a körvizsgálati adatokat tekintve még nem is túlzás, sőt inkább mérsékeltnek tekinthető. 1. táblázat 95%-os tömörség eltérései csak a műszer és a Proctor pontatlansága miatt Trg=95% +/- Hiba Nedves sűrűség = 2,18 g/cm 3 valós n izotópos 0,07 ±hiba 2,11 2,18 2,25 Mért víz wt=5% -2% +3% 3 5 8 3 5 8 3 5 8 Mért száraz Számított 2,05 2,01 1,95 2,12 2,08 2,02 2,18 2,14 2,08 Számított dmax min -0,1 2,09 98,3 96,4 93,7 102 99,6 96,8 105 103 99,9 Számított dmax átlag 2,19 2,19 93,8 92 89,4 96,9 95,0 92,4 100 98,1 95,3 Számított dmax max +0,1 2,29 89,7 87,9 85,5 92,6 90,9 88,3 95,6 93,8 91,2 Számított Trg% max 104,8 Minősítés Trg% min 85,5 ÚT 2-1.222 Trg% átlag 94,9 Szerint Trg% szórása 4,8 Minősítés: Trg%>90% Trg% Előírás =90-3=87 =T- Követelmén y Trg Minősítés éppen csak megfelel a Trg=90%-nak a 95% helyett!!? =T-1,465s Az itt bemutatott eset szerint egy, a valóságban teljesen homogénnek feltételezett 95%-os tömörséget a példa szerint 85,5 104,8% közöttinek mérjük izotópos műszerünkkel. A rossz tömörségért természetesen a Kivitelezőt okoljuk, míg a véletlenül jó eredmények láttán elfogadjuk a minősítést aztán a
bekövetkező után-tömörödések, süllyedések ennek ellenkezőjét bizonyítják be. Miért van az, hogy az ÚT2-1.222 által előírt nagy mintaszámú minőségtanúsítást mindenki kerülni igyekszik és kivétel nélkül az egyedi határértékekre vonatkozó előírást alkalmazzuk? merül fel a kérdés. Amiatt, hogy a mérési pontatlanság miatti szórás nem okozzon minőségcsökkentést, túl kell tömöríteni. Ez a mérnöki precizitást egyrészt bántóan sérti, másrészt a Kivitelezőt jogtalanul károsítja meg azzal, hogy nem is a munkáját minősítjük, hanem a műszer véletlen hibáját varrjuk a nyakába. Ráadásul a minősítési módszerben 5%-os túltömörítési igényt építünk be (lásd 1.sz. táblázat) azért, mert az alkalmazott mérési módszer megbízhatósága rossz. Másképpen fogalmazva, ma minden izotópos műszert alkalmazó laboratórium saját Megrendelőjét bünteti. A Vállalkozónak ugyanis 5%-kal magasabb tömörséget kell előállítania ahhoz, hogy az előírt minőség teljesüljön. Ezt igazolják azok a számítások is, hogy a 85% tömörséget sem szabadna megengedni, mert a dinamikus tömörségmérés szerint olyan nagy alakváltozás tartozik hozzá. A jelenlegi állapotok zavaróak mind a tisztességes laboratóriumoknak, mind a ma már kivétel nélkül minőségi munkára törekvő Kivitelezőknek. Az izotópos tömörségi fok hibaeloszlását (az 1. táblázatból véve) gyakorisági intervallumokba soroltuk, majd a véletlen ingadozást mozgóátlaggal szűrve meghatároztuk a hibaeloszlást grafikusan is, melyet a 2.sz. ábrán mutatjuk be. 2 ábra. Az izotópos mérés hibája és eloszlása Izotópos mérés hiba-eloszlása db (db%) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 80 85 90 95 100 105 110 Trg% db db% Polinom. (db) Polinom. (db%) Jól látható, hogy éppúgy mérhetünk 85,5 mint 104,8%-ot a homogénnek választott, valóságos Trg=95% helyett, ami az izotópos mérést komolytalanná teszi. Nem engedhető meg, hogy a tömörségi fok pontosságáról ne nyilatkozzon egyik mérési szabványa sem, sem az ÚME, sem az MSZ. Mondhatjuk, hogy a hiba véletlen megjelenése lehetőséget ad arra, hogy több mérésből átlagot képezzünk (ÚME ehhez most 3 különböző irányú mérést jelöl meg, az MSZ 15320 pedig 9-et). Megvizsgáltuk, hogy az 1. táblázatban kapott, a mérési hibára jellemző s=4,8 szórással hány izotópos mérésből kellene átlagoljunk egy eredményt, hogy a még elfogadhatónak tekinthető +/-3% mérési pontosságot megtarthassuk. Ha a mérés darabszámát n-nel, a Student-féle t-eloszlás kritikus értékét t s -sel jelöljük, akkor =0,1 szignifikancia szinten (p=90% valószínűséggel) figyelembe vett eltérés = ± (s*t s )/ n lehet. Ezt a 2. számú táblázatban számítjuk. E szerint ±3 Trg% pontosságú mérési igény esetén az adott halmazra jellemző szórások és 3
hibák mellett 9db izotópos mérés eredményét kellene átlagolni. Az útépítésben az ÚT 2-3.103 ÚME csak 3db különböző irányban mért részeredményt átlagol, ez pedig csak Trg±8% pontosságúnak becsülhető, ha lehet egyáltalán ilyen esetben pontosságról beszélni. 2. táblázat Izotópos mérés szükséges darabszáma az átlagképzéshez Trg+/-3%-os pontossági elvárás esetén n= 3 4 5 6 7 8 9 10 Ts 2,92 2,35 2,13 2,0 1,94 1,89 1,86 1,83 = ± 8 Trg% 5,6 Trg% 4,6 Trg% 3,9 Trg% 3,5 Trg% 3,2 Trg% 3,0 Trg% 2,8 Trg% Az izotópos mérés az ÚT 2-3.103 ÚME szerint tehát legföljebb tájékoztató mérés lehet, ha egy ponton három mérést átlagolunk és nem versenyezhet a dinamikus tömörségmérés pontosságával. Az izotópos mérés eredményének eltérése, vagy a dinamikus tömörségméréssel nem egyező trendje az izotópos mérés hibáit egyértelműen jelzi. 1. kép Összehasonlító mérések az M7 autópálya Zamárdi szakaszán Általánosságban a B&C berendezéssel a +/-2% pontosság nagy biztonsággal tartható. Ez a fentiek szerint 300%-kal jobb a jelenleg általánosan alkalmazott izotópos tömörségmérési módszer pontosságánál. Kiemelendő, hogy a B&C módszer az ipari melléktermékek, bontási anyagok tömörségének vizsgálatára is ugyanilyen pontossággal alkalmas, mint például a pernye, a kohósalak, mart aszfalt és tört beton. Ezek tömörségét az inhomogén sűrűség miatt az izotópos berendezéssel egyáltalán nem, vagy csak igen nagy nehézségek árán tudjuk mérni. Más módszerrel, például kiszúró-hengerrel is csak a pernye volt mérhető eddig, a többi NEM. Minek alapján minősítettük ezeket az anyagokat eddig? A teherbírás méréséből számított T t értékével - jobb híján. Mit minősítsünk: a relatív, vagy az abszolút tömörségi fokot? Dinamikus tömörségmérés pontossága és vizsgálati megbízhatósága A B&C relatív tömörségi fok vizsgálati megbízhatósága kizárólag az alakváltozás mérési pontosságától függ. A sűrűségi inhomogenitásnak semmilyen hatása nincs a tömörségi fokra, mert a tömörödési görbe alakja attól független. A T rw nedvességkorrekciós tényező az alkalmazott Proctor-pontok számától, a közelítő görbe alakjától és a víztartalomtól (w opt -tól való távolságától) függ. A w opt körüli víztartalomnál a hiba nulla, attól messzebb növekvő és elérheti a 2-3 Trg%-ot. Mivel a beépítési víztartalom az optimális körüli kell legyen, ezért a relatív tömörség pontossága általában Trg+/-1%, azaz a többi tömörségmérési módszerhez képest kiemelkedően pontos! A mélyépítésben a tömörség mérésére Európában mértékadónk tekintett útmutató a 2003 évi német FGSV 516 Merkblatt für die Verdichtung das Untergrundes mit Unterbaues im Straβenbau 10.6. pontjában egy konkrét mintapéldán mutatja be a D Pr % tömörségi fok minősítésének módját a Proctor viszonyítási sűrűség alkalmazásával. Az FGSV-beli példa szerint a 3. táblázatban összefoglalt értékeket mérték a nedves sűrűségre, víztartalomra, száraz sűrűségre és tömörségi fokra. A viszonyítási sűrűség az A1 munkavégzésű, azaz egyszerűsített (nem a nálunk alkalmazott módosított Proctor!) volt. Általunk alkalmazott jelölés a D RE % relatív tömörség, mely az adott, természetes víztartalom mellett létrehozott, azaz relatív tömörségi fokot mutatja. Számítása a tömörségi fokból visszafelé is lehetséges a D RE % =(D Pr %)/T rw kifejezéssel. Ez a Proctorgörbéből következik, mely szerint a w opt -tól 4
eltérő víztartalmak esetén legföljebb a Proctor tömöríthetőségi vizsgálatban megállapított (100% relatív tömörségi fokra) tömöríthető be a réteg. A relatív tömörség jelentősége az, hogy az adott víztartalmú rétegen elvégzett tömörítési munkától függ és kizárólag a tömörítés hatékonyságát jellemzi. A kivitelezés jellemzően a tömörség biztosításánál adott víztartalom mellett, a hengerlésre összpontosít (csak súlyos problémáknál szárít, vagy locsol). A tömörítés minősítésére e logika alapján a relatív tömörséget kellene alkalmazni. A jelenlegi minősítés az optimális víztartalomnál számítja a tömörségi fokot, mint a hengerlés minősítését, pedig az nem is állt rendelkezésre. Ezzel nem a valóságos (adott víztartalom melletti) tömörítést jellemzi, hanem a réteg vélt, vagy valós víztartalmi ingadozásait, a víztartalom-mérés durva hibáit is ráterheli a tömörségi fokra (lásd 4. táblázat). 3. táblázat FGSV 516 minta feldolgozásának tömörségi részeredményei N i w t di D Pr % Trw D RE % 1 2,00 0,12 1,79 96,76 0,98 98,7 2 2,10 0,15 1,83 98,92 1,00 98,9 3 2,11 0,16 1,82 98,38 1,00 98,4 4 2,06 0,17 1,76 95,14 0,97 98,1 Jól látható a D re % relatív tömörségi fokokból, hogy a példabeli tömörítés igen egyenletes, az értékek alig térnek el egymástól, fél százalékos eltéréssel azonosak. Ugyanakkor jóval nagyobb eltérést D Pr % mutat a 95-99% közötti Trg% tömörségi fok, a w t =12-17% közöttinek mért, de nem tudni pontosan, valójában mekkora mérési hibával terhelt víztartalom miatt. Ez általában jellemző, más, általunk vizsgált esetekre is. Látható tehát, hogy egy tökéletesen egyenletes minőségű tömörséget hogyan rontunk le a méréssel a minősítéskor, a víztartalom ismeretlen mérési pontatlansága miatt. A víztartalmat ugyan lehetne minősíteni külön is, de semmiképpen nem szabadna minősíteni úgy, mint a tömörség részét. A víztartalmak egyenetlenségét ma inkább okozza az alkalmazott izotópos mérőműszer pontossága, semmint a természetes víztartalom ingadozása maga.(közismert, hogy az izotópos mérőberendezést csak a sűrűségre hitelesítik, a víztartalom mérésre nem.) El kell tehát dönteni, hogy a tömörítési munka minősítését - a létrehozott tömörséget - a Kivitelező munkáját valójában végzett tömörítési munka egyenletessége és foka alapján, vagy a tömörített anyag ingadozó, de a kivitelező által a tömörítéskor NEM befolyásolható víztartalom mérési pontatlanságával terhelten értékeljük. Nyilván az lenne a tisztességes, ha a beépítési víztartalom határok pontos - ellenőrzése mellett végzett tömörítést a relatív tömörséggel jellemeznénk. Ezzel egy hibalehetőséggel csökkenne a jelenlegi izotópos mérés véghibája (+/-5%), ugyanakkor Trg=+/-1% belüli lenne a B&C dinamikus tömörségmérés pontossága. Nem tartható tovább, hogy mérési modell, mérési módszer hibás megválasztása hatalmas gazdasági károkat okozzon a földmunka kivitelezés tömörségének téves megítélése miatt. Ez éppúgy tarthatatlan, ha a mért tömörségi fok értéke alacsonyabb mint a valóságban, mint az, ha magasabb mint a tényleges. Sem a garanciális munkákat növelő és a forgalmat zavaró utólagos megsüllyedések nem kívánatosak, sem a feleslegesen alkalmazott túltömörítés költsége nem térül meg. Ez olyan többletköltség, mely indokolatlanul terheli a Kivitelezőt, ebből fakadóan pedig az építési projektek teljes költségét. Hatásmélység és terítési rétegvastagság Általában elfogadott, hogy az alakváltozás 10%-kát, illetve a feszültség 15%-kát tekintsük hatásmélységnek. Elterjedt ökölszabály, hogy ez durván a tárcsaátmérő kétszerese (egyesek szerint 2,5-szöröse). A nagytárcsás dinamikus könnyűejtősúlyos berendezés (ZORN, HMP), a vasúti alkalmazásból terjedt át útépítési területre. Az ott megszokott használati feszültségek az altalajon 0,1 MPa (MN/m 2 ) voltak, ezért a tárcsa alatti terhelés nagyságát 5
erre választották. Az útépítésben azonban 0,3 MPa tárcsa alatti terhelés egyezik meg a használati feszültséggel a földmű-szinten. Ezért az európában is új kistárcsás B&C mérőeszköz más, 0,35MPa tárcsa alatti terhelést használ (megjegyezzük, hogy az MSZ 2509-3 statikus tárcsás mérésünk is 0,3 MPa terhelési szintet alkalmaz). A B&C kistárcsás dinamikus könnyűejtősúlyos berendezés által mért E d teherbírás értékek ugyan abban a tartományban mozognak, mint a statikus E 2 eredmények, így azokat NEM kell átszámítani sem. A B&C mérőeszközzel két mérés végezhető el, egyetlen mérési sorozatban. A 4-5-6 ejtésből számítható a teherbírásra jellemző dinamikus modulus, továbbá a 16-17-18.-dik ejtésből az általunk bevezetett végmodulus; míg a 1-18 ejtéssel létrehozott tömörödési görbéből a relatív tömörségi fok számítható. A 0,35 Mpa tárcsa alatti terhelés, illetve a tömörségi fok méréséhez szükséges, megfelelő nagyságú tömörítő munka csak a kis tárcsaméret alkalmazásával biztosítható. 3-4. ábra Kistárcsás B&C és nagytárcsás Zorn berendezés hatásmélysége 26cm-es rétegnél Mivel a két különböző tárcsa-átmérőnél a tárcsa alatti terhelés jelentősen eltér, nem egyszerű a hatásmélység összehasonlítása. A kisebb tárcsa miatti 10% alakváltozás ugyanis abszolút értékben (mm-ben) lehet nagyobb, mint a nagyobb tárcsa, mert a terhelés mértéke nagyobb. A Boussinesq képletből különböző modulusokkal elvégzett számítások szerint a B&C mérőeszköz hatásmélysége valóban nagyobb (lásd 3-4. ábra), mint a nagytárcsás készüléké. Fontos, hogy a dinamikus tömörségmérési módszer 25-26cm rétegvastagsággal számol, amikor a tömörségi fok számításához szükséges tényezőt is meghatározza. A tömörödés a hengerek alatt is, a dinamikus ejtések során is jellemzően nem egyenletes a teljes rétegben, jellemzően a felső 15-cm-ben aktív, azaz a mérés eredményét ez befolyásolja lényegesen. E miatt a B&C tömörség és teherbírás mérés 20 cm-től a 30 cm-es tömör rétegvastagságig korrekció nélkül alkalmazható. Ez a valósággal is jól egyező, ezért fontos kivitelezéskor próbatömörítés alklamazásával - a terítési rétegvastagságok helyes megválasztása. Ezt igazolja a Kaposvári elkerülő út földművén saját fejlesztésű berendezéssel mért A-szondás csúcsellenállás vizsgálatunk is 2003-ból, melyen a terítési rétegek jól láthatók és a tömörségbeli különbség is kimutatható volt. 6
5.ábra A rétegek tömörödése csúcsbehatolási ellenállással kimutatva 610.út 116+900 bal o. tengely +10m (2003) Ecs (Mpa) 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 mélység (m) Felmerülhet, hogy az eredetileg vasútépítésben alkalmazott 300mm-es tárcsaátmérőből adódó 0,1MPa (MN/m 2 ) tárcsa alatti terhelést alkalmazó nagytárcsás dinamikus könnyűejtősúlyos berendezés útépítésben való alkalmazása nem helytálló, nem elfogadható, sőt pontosságát és alkalmazhatóságát illetően számos más kérdés is felvetődik (alkalmazott hajlékony c=2 Buissinesq tárcsaszorzó, fixre beállított 0,5-ös Poisson-féle tényező stb). A B&C dinamikus tömörség- és teherbírás mérő berendezés megjelenésével mérhető lett a teherbírás mellett a tömörség is. Az E d -E 2 teherbírás értékeknél itt semmiféle (Zorn KTI stb) átszámítást nem kell alkalmazni. A dinamikus mérésnél alkalmazott teherbírási és tömörségi határértékek változatlanok lehetnek. Jelentős változás lehet a minősítésben, hogy a teherbírás és tömörség mérések modellhatása egyező a valóságos forgalmi igénybevétellel. Emiatt - a statikus mérések mellé - nem halogatható a dinamikus mérések bevezetése a minősítésbe. A teherbírási határértékek megválasztása a keletkező feszültségekből számított, határérték szemléletű kell legyen, semmiképpen sem anyag-centrikus, mint a német próbálkozások. Az, hogy az egyes előírások nem minden anyaggal valósíthatók meg, eddig is természetes volt a hazai mérnökök számára. A dinamikus tömörségmérés elmélete és gyakorlata jelentősen megváltoztatja a Kivitelező és Mérnök szemléletét, mert mérhetővé tette a hengerlés hatékonyságát (relatív tömörség), illetve leválasztotta és külön értékelhetővé tette a víztartalom szerepét (T rw ). A dinamikus tömörségmérési módszer számos következtetést tett lehetővé, ezek közül néhány fontosabb: A tömörségi határértékek átszámítás nélkül alkalmazhatók, de felülvizsgálatuk a dinamikus tömörségmérésnél alkalmazott elmélet és a szerzett tapasztalatok alapján indokolt lehet. A 85%-os tömörségi előíráshoz (víztartalomtól függően) például olyan mértékű alakváltozás is tartozhat, ami nem tűrhető meg. Célszerű lenne a víztartalom intervallum és a relatív tömörségi fok, mint minősítő mérés bevezetése. Indokolt lenne egy minimálisan elvárható, tájékoztató teherbírás megjelölése, mert a jelenleg csak tömörségi követelményű földmunkák, közműárok feltöltések süllyedési problémái ebből eredeztethetők. Kellő tömörítés csak megfelelő teherbírású (legalább 15-25Mpa) ellenfelület esetén, rétegesen végezhető, még ha a követelmény csak 85% is. Jól tömöríthető anyagnak csak az legyen nevezhető, melynek T rw = di / dmax nedvességkorrekciós együtthatója széles
víztartalom tartományban is egyenletes, alig csökkenő. A 85%-os tömörségi követelményhez jelenleg T rw =85/97=0,87(!!!) nedvességkorrekciós együttható tartozik, mely elképesztően széles víztartalom tartomány az optimálishoz víztartalomhoz képest. Nem szabadna megengedni, hogy az alacsony tömörségi követelményre adott válasz a rendkívül száraz, vagy igen magas víztartalmú, elázott anyag legyen, mely még tömöríthetetlen ellenfelületen is megfelelőnek minősül. További vizsgálatok szükségesek annak eldöntésére, hogy a jelenlegi 85-90-95-97%- os tömörségi követelmények nem egységes 97-98%-os relatív tömörséget takarnak-e, a megengedett beépítési víztartalmi intervallumok (jellemzők) durva határainak és a tömöríthetőséget figyelembe nem vevő beépítési rétegvastagságok megengedésével. További kutatások szükségesek abban a tekintetben, hogy a dinamikus tömörségmérés elmélete, a mért tömörödési görbe hogyan adaptálható a teljes tömörített felület folyamatos minősítésére (H-CCC), mely egyben az automatikus gépvezérlést is biztosítani képes. A valóságos, dinamikus forgalmi terhelés miatt összességében a B&C módszer modellhatása a valósághoz közelebb álló, a mérés pontosabb, olcsóbb és jobb, mint a jelenleg alkalmazott tömörség- és statikus teherbírás mérési módszerek. Hazai alkalmazása kizárólag Kivitelezőn és Mérnök felelős gondolkodásán múlik. Összefoglalás A B&C dinamikus tömörségmérés megjelenésével, megismerésével egy újabb szempontból is értékelhetővé váltak tömörségmérési módszereink és minősítésünk. Bizonyítható, hogy a tömegesen alkalmazott izotópos tömörségmérés nem csak a környezetre veszélyes, nem csak az egészségre káros hatású, de mérési pontossága sem felel meg a mai minőségi követelmények elvárásainak. Sem az MSZ 15320 szabvány, sem az ÚT 2-3.103:1998 Radiometriás tömörségmérés Földművek, kötőanyag nélküli útalap rétegek, hidraulikus kötőanyagú útalapok térfogatsűrűségének és víztartalmának meghatározására című ÚME szerinti sűrűség (és tömörség) mérési módszerek nem alkalmasak a szemcsés rétegek, altalaj és töltések tömörségének, a valóságot tükröző, megfelelő pontosságú, +/-2%-on belüli minősítésére. A magas pontossági és minőségi elvárást kizárólag dinamikus tömörségméréssel lehet biztosítani. Nem lehet alkalmas a minősítésre olyan módszer, amelyik mérési pontossága a minősítést jelentősen befolyásolja, vagy bizonytalanná teszi. El kell dönteni, hogy a tömörséget a Kivitelező által végzett valós tömörítés minősítésével, vagy a kivitelező által NEM befolyásolt, virtuális víztartalomingadozás miatt értékeljük le. Nyilván az a tisztességes, ha a beépítési víztartalom határok ellenőrzése mellett a végzett tömörítést a relatív tömörséggel jellemeznénk, minősítenénk. Ekkor Trg=+/-1% belüli lehet a B&C dinamikus tömörségmérés pontossága. Nem tartható tovább, hogy mérési mód hibás megválasztása gazdasági károkat okozzon a nemzetgazdaságnak, a tömörség láthatóan súlyos és következetesen téves megítélése miatt. Ez éppúgy tarthatatlan, ha a mért érték alacsonyabb, mint a valóságos, mint az, ha magasabb, mint a valóságos. Sem a garanciális munkákat növelő utólagos megsüllyedések, sem a feleslegesen alkalmazott túltömörítés költsége nem terhelhető rá a projekt költségeire. A Közlekedéstudományi Intézetben kalibrált B&C dinamikus mérőeszközzel ma már 17 akkreditált hazai laboratórium rendelkezik, a KTI-ÁKMI körvizsgálaton 28 magyar laboráns vizsgázott. A B&C Sp-LFWD dinamikus mérőberendezés és vizsgálati módszer számos elismerés és oklevél mellett aranyérmet kapott a 2003-as genfi találmányi világkiállításon, 2006-ban IFIA aranyérmet nyert a Genius 2006 nemzetközi találmányi világkiállításon. Sikeresen vizsgázott B&C készülék Szlovéniában, Kazahsztánban, Romániában és Szerbiában is. 8
Szakirodalom MSZ 15320 Földművek tömörségének meghatározása radioizotópos módszerrel MSZ EN 13286-2 Kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú keverékek 2. Vizsgálati módszerek a laboratóriumi viszonyítási térfogatsűrűség és víztartalom meghatározására. Proctor-tömörítés. MSZ EN 13286-3 Kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú keverékek 3. A laboratóriumi viszonyítási térfogatsűrűség és víztartalom vizsgálati módszerei. Vibrosajtolás szabályozott paraméterekkel. MSZ EN 13286-4 Kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú keverékek 4. A laboratóriumi viszonyítási térfogatsűrűség és víztartalom vizsgálati módszerei. Vibrokalapács. MSZ EN 13286-5 Kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú keverékek 3. A laboratóriumi viszonyítási térfogatsűrűség és víztartalom vizsgálati módszerei. Vibroasztal. ÚT 2-3.103 Radiometriás tömörségmérés. Földművek, kötőanyag nélküli alaprétegek, hidraulikus kötésű útalapok térfogatsűrűségének és víztartalmának meghatározása ÚT 2-2.124 Dinamikus tömörség és teherbírás mérés kistárcsás könnyűejtősúlyos berendezéssel FGSV 516 Merkblatt für die Verdichtung das Uthergrundes mit Unterbauer im Straβenbau 2003. Dr. Kézdi Árpád: Talajmechanika I-II. TK Budapest 1972. METRÓBER: ER-TRG01 Ellenőrzési rendszer próbatömörítések végrehajtására és értékelésére az M7 Zamárdi Balatonszárszó szakszán. Mérnöki Eljárási Utasítás. p.:10 METRÓBER Dinamikus és izotópos tömörségmérés összehasonlítása próba-tömörítéssel az ER-TRG01szerint 2005 M7 Zamárdi Balatonszárszó autópálya szakasz. p.:23 METRÓBER Tömörségmérések mérési hibája és pontossága az FGSV 516 tükrében Subert István minőségellenőrzési vezető, 2005. 12. 20. (14 oldal) Adam & Kopf: Operational devices for compaction optimization and quality control. 2004. p:97-106., Proceedings of the International Seminarium on Geotechnics in Pavement and Railway Design on Construction Fáy M.- Subert I.- Király Á.: Egy földmű-tömörségi anomália feltárása és megoldása. Közúti és mélyépítési szemle (megjelenés alatt) Fáy M.- Király Á.- Subert I.: Közúti forgalom igénybevételének modellezése új, dinamikus tömörség- és teherbírásméréssel. Városi Közlekedés, 2006 szeptember p. Almássy Subert: Dinamikus teherbírás és tömörségmérések az M7 Letenyei szakaszán. Mélyépítés 2006 május Ézsiás: Dinamikus tömörségmérés összehasonlítása Szakdolgozat SZIE 2005. p.:54 dr Szepesházi: A dinamikus tömörségmérés alkalmasságának vizsgálata A B&C könnyű ejtősúlyos tömörség- és teherbírásmérő berendezés alkalmazhatósága földművek minősítésére. SZIE KKK 2005 02.28. p.:62 Subert I. Dinamikus tömörségmérés alkalmazhatósága. Korreferátum a SZIE KKK Jelentéséről. Colas-Hungária rendezvény.budapest, 2006 május 2. p.:34 Subert I.: Hatékony minőség-ellenőrzés dinamikus tömörségméréssel. Útügyi Napok Eger 2006. Szeptember Subert: Tanulmány Budapest XII. kerület Városmajor utcai burkolatmegsüllyedések okairól. Msz: 1005/SPS/2006, Andreas Kft Subert: Method for Measuring Compactness-rate with New Dynamic LFWD. XIII. Danube- Europeon Conference on Geotechnical Engineering 2006 Ljubljana. Subert I.: Dinamikus tömörségmérés alkalmazása híd-háttöltéseknél. Hídkonferencia Siófok 2006. Május 24-26 Subert: Method for Measuring Compactness-rate with New Dynamic Light Falling Weight Deflectometer. Geotechnic (V4) 10 th International Conference 2005. Ráckeve. Subert I.: Tömörségmérések mérési hibája és pontossága az FGSV-516 tükrében. Megjelenés alatt. Subert: Dinamikus tömörségmérés aktuális kérdései. Geotechnika Konferencia 2005. Ráckeve 2005. október 18-20. Subert: 3.1/2004 ÉME szerinti földmű tömörségi előírások értékelése és módosítási javaslat. Metróber Kft. 2005. 06. 22. p.:11. 950/2005 ÁKMI: Dinamikus tömörség- és teherbírás mérés kistárcsás könnyűejtősúlyos berendezéssel ÚT 2-2.124 ÚME szerint. AndreaS Kft. B&C jártassági vizsgálat az országos közúthálózat építési felújítási munkáinál. Dr. Boromisza Tibor: Megjegyzések Subert István A dinamikus tömörség- és teherbírásmérés újabb paraméterei és a modulusok átszámíthatósági kérdései c. cikkéhez Közúti és mélyépítési szemle 55. évf. 2005. 2. sz. p.:35-36 Subert I.: A 3.1/2004 ÉME szerinti földmű tömörségi előírások értékelése és módosítási javaslata. Metróber Kft. Subert István minőségellenőrzési vezető, 2005. 06. 22. (11 oldal) Subert I.: A dinamikus tömörség- és teherbírásmérés újabb paraméterei és a modulusok átszámíthatósági kérdései Közúti és mélyépítési szemle 55. évf. 2005. 1. sz. p.:28-32 Subert I.: Válasz Dr. Boromisza Tibor hozzászólására. Közúti és mélyépítési szemle 55. évf. 2005. 2. sz. p.:37-39 10
Subert.: Izotópmentes tömörségmérés Mélyépítés 2005. január-március sz. /p.:25/ Subert I.: Új, környezetkímélő, gazdaságos mérőeszközök a közlekedésépítésben. Geotechnika Konferencia Ráckeve 2004 október 26-27 Subert I.: B&C dinamikus tömörségmérés Mélyépítés 2004 október-december /p.:38-39/. Subert I.: B&C egy hasznos társ. Magyar Építő Fórum 2004/25 szám /p.:36. oldal/. Subert I.: Dinamikus tömörség- és teherbírásmérés könnyű-ejtősúlyos berendezéssel. Közúti és Mélyépítési Szemle 53. évf. 2003. 5 sz./ p.: 184-191/ Subert I.: A dinamikus tömörségmérés tapasztalatai 31. Útügyi Napok Győr 2003. 3. szekció. /p.: 10 / Subert: Dinamikus tömörségmérés alkalmazásának újabb tapasztalatai. Geotechnika Konferencia 2003 Ráckeve Subert I.: Dinamikus tömörségmérés környezetbarát, új mérés a mélyépítésben. Mélyépítés 2003 p.:36.- 37. Subert I.: Teherbírás és tömörség. Magyar Ipari és Környezetvédelmi Magazin 2003/5. szeptember /p.:20/ Subert I.: Hordozható CPT talajszonda hazai alkalmazásának tapasztalatai. Közúti és Mélyépítési Szemle 53. évf. 2003. 6 sz./ p.: 235-242/ MixControl Kft. Subert I.: Tömörség és teherbírás Ideális eszköz a mérésre a B&C berendezés. Mélyépítő Tükörkép 2003. februári szám /p.:15./ MixControl Kft. Subert I.: Tömörség- és teherbírásmérés könnyűejtősúlyos berendezéssel. MixControll Kft K+F Jelentés Budapest ÁKMI Kht. 3810.5.1/2002 Subert I.: Újonnan kifejlesztett tömörség- és teherbírásmérő MixControl Kft. Gazdasági tükörkép 2002. december 10 szám /p.:42./ Subert I.: MixControl Kft. Teherbírás- és tömörségmérés B&C módosított ejtősúlyos berendezéssel 2747/2002 sz. ÁKMI Kht Alkalmazási Hozzájárulás Műszaki Szállítási Feltétlek. Subert I. MixControl Kft.: Teherbírás- és tömörségmérés módosított ejtősúlyos berendezéssel 2877/2001 sz. ÁKMI Kht. Alkalmazási Hozzájárulás, Műszaki Szállítási Feltétlek. 11