1. M+P | MBBM groep
www.mp.nl
Mensen met oplossingen
Metingen van rolweerstand
en wegdektextuur
Onderzoek naar relatie tussen textuur
en rolweerstand
door Bert Peeters
CROW Infradagen, 19 juni 2014
‒‒

2. Brandstofverbruik
Waar wordt energie verbruikt?
 massatraagheid (inertia): kinetische energie nodig om het
voertuig te bewegen
 interne wrijving van de motor en de aandrijving
 luchtweerstand: weerstand veroorzaakt door wrijving met de lucht
 rolweerstand: weerstand veroorzaakt door de band
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur
rolweerstand
luchtweerstand
bron: TU Eindhoven

3. Wat is rolweerstand?
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur
 Rolweerstandskracht FRR
is tegengesteld aan
beweging van het voertuig
 Rolweerstandscoëfficiënt:
𝐶 𝑅𝑅 =
𝐹𝑅𝑅
𝑍
 Personenwagenbanden:
▫ CRR circa 0,8 tot 1,2 %
▫ ofwel: 8 tot 12 kg/ton
-Z
FRR

4. Meten van rolweerstand
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur
TU Gdansk

5. Meetprincipe trailer TU Gdansk
 rolweerstandskracht Fr zorgt voor een hoekverdraaiing θ
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur
 tan
N
F
C r
RR

6. Aanvullende meetgrootheden
 bandenspanning (continu)
 temperatuur
▫ band
▫ wegdek
▫ lucht
 wegdektextuur
▫ hoogteprofiel van het wegdek
▫ tegelijk met rolweerstand, in
hetzelfde rijspoor
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur

7. Meetprogramma
 Totaal 69 wegvakken waar tegelijk textuur en rolweerstand
gemeten is
▫ regulier ZOAB – max 16 mm
▫ tweelaags ZOAB fijn – 2/6 mm
▫ dunne deklaag (DGD) – 2/6 mm
▫ overige: SMA, afgestrooide vakken, beton
 Zowel wegdekken in nieuwstaat (< 3 jr) als einde levensduur,
d.w.z. wegvakken die in 2013 of 2014 vervangen worden
 Metingen uitgevoerd van 17 t/m 23 april 2013
▫ luchttemperatuur 8 – 22 °C
▫ droog wegdekoppervlak
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur

8. Randvoorwaarden
 geen hellingen of bochten: wegen zijn vlak en recht
 metingen kunnen worden uitgevoerd met de meetband in het
rechter rijspoor
 max. snelheid 80 km/uur
 binnen een locatie van 100 x 100 km
 meetprocedure
▫ metingen met SRTT (standard reference test tyre)
▫ meetband wordt vóór elke meetrun opgewarmd
▫ na het opwarmen wordt de bandenspanning gecorrigeerd
▫ bandenspanning wordt constant gehouden: 205 – 215 kPa
▫ band-, wegdek- en luchttemperatuur worden tijdens elke
run gemeten
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur

9. Invloed bandenspanning
 invloed van bandenspanning apart onderzocht
 referentiewegvak: ‘oud’ ZOAB16 op A65
 variatie van bandenspanning van 230 kPa tot 190 kPa
 conclusies:
▫ Crr neemt af met -0,23
per 10 kPa
▫ gedurende de metingen
varieert bandenspanning
tussen 205 en 215 kPa
▫ max. fout: 0,23 kg/ton,
circa 3%
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur

10. Invloed temperatuur
 twee referentievakken:
▫ 2LZOAB 4/8 (A2 Vught, nieuw)
▫ ZOAB 0/16 (A65, einde levensduur)
 rolweerstand uitgezet tegen lucht-,
wegdek- en bandtemperatuur
 goede correlatie gevonden met
bandtemperatuur:
▫ verklaart > 85% van de variatie
▫ Crr neemt af bij warmere band:
• 2LZOAB: -0.15 kg/t per °C
• ZOAB: -0.19 kg/t per °C
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur

11. Nauwkeurigheid meetmethoden
 herhaalbaarheid: twee meetruns direct na elkaar
▫ rolweerstand: ± 2 – 8% van de gemeten Crr waarde
▫ textuur: ± 1 – 6% van de gemeten MPD
▫ geen duidelijk verband met wegdektype of leeftijd
 reproduceerbaarheid: opnieuw meten van referentievakken op
een andere dag, maar met dezelfde apparatuur en operators
▫ rolweerstand: ± 4% van de gemeten Crr waarde
▫ textuur: ± 5 – 6% van de gemeten MPD
 rolweerstand waarden worden gecorrigeerd voor
bandtemperatuur
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur

12. Relatie rolweerstand met textuur (1)
 drie textuurparameters zijn onderzocht:
▫ RMS: variatie textuurprofiel rondom gemiddelde,
onafhankelijk van de richting
▫ skewness: gemiddelde richting van de textuurvariatie
• positief
• negatief
▫ MPD: variatie textuurprofiel rondom gemiddelde, wél
afhankelijk van de richting: pieken omhoog dragen sterk bij
aan de MPD
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur

13. Relatie rolweerstand met textuur (2)
 enkelvoudige regressie:
▫ 𝐶𝑟𝑟 = 𝑎 + 𝑏 ∙ 𝑀𝑃𝐷
▫ 𝐶𝑟𝑟 = 𝑎 + 𝑏 ∙ 𝑅𝑀𝑆
▫ 𝐶𝑟𝑟 = 𝑎 + 𝑏 ∙ 𝑠𝑘𝑒𝑤𝑛𝑒𝑠𝑠
 conclusies:
▫ MPD correleert het best
▫ MPD verklaart 68% van de variaties in rolweerstand
▫ aan de hand van de gemeten MPD kan de invloed van het
wegdek op de rolweerstand worden berekend met een
betrouwbaarheid (95%) van ± 3%
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur

14. Relatie rolweerstand met textuur (3)
 meervoudige regressie:
▫ 𝐶𝑟𝑟 = 𝑎 + 𝑏 ∙ 𝑀𝑃𝐷 + 𝑐 ∙ 𝑅𝑀𝑆 + 𝑑 ∙ 𝑠𝑘𝑒𝑤𝑛𝑒𝑠𝑠
▫ 𝐶𝑟𝑟 = 𝑎 + 𝑏 ∙ 𝑀𝑃𝐷 + 𝑐 ∙
𝑀𝑃𝐷
𝑅𝑀𝑆
▫ MPD/RMS is een maat die afhangt van de skewness
 conclusies:
▫ tweede relatie correleert het best
▫ dit model verklaart 71% van variaties in Crr
▫ betrouwbaarheid ongeveer gelijk aan enkelvoudige
regressie o.b.v. MPD
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur

15. Conclusies
 met behulp van metingen rolweerstand en textuur is een grote,
betrouwbare set gegevens opgebouwd
 belangrijk om bij meting rolweerstand nauwkeurig
bandenspanning en temperatuur te meten (en te sturen)
 op basis van textuurgegevens kan 70% van de variatie in
rolweerstand tussen wegdekken worden verklaard
 op basis van textuurmetingen kan het effect van het wegdek
op de rolweerstand worden berekend met een nauwkeurigheid
van ± 3%
Metingen van rolweerstand en wegdektextuur