Comparison of methods to determine the texture based on measurements with various profilometers

openaccess, Vol. 623 (7) 2024 / poniedziałek, 29 lipca, 2024

Porównanie metod oceny tekstury nawierzchni lotniskowych na podstawie pomiarów różnymi profilometrami

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2024.07.08

Wasilewska M., Wesołowski M., Blacha K. Comparison of methods to determine the texture based on measurements with various profilometers. Materiały Budowlane. 2024. Volume 623. Issue 7. Pages 53-63. DOI: 10.15199/33.2024.07.08

The paper presents a comparative analysis of the results of the MPD (Mean Profile Depth) parameter based on three methods for determining the texture of airport pavements using a dynamic profilometer (2D/3D scan CHS (CONTROL HIGH-SPEED scanner)) and stationary profilometers (Circular TrackMeter; ElaTexture). Themeasurements were performed on test sections with different surface technologies, which were located on the Warsaw-Modlin Masovian Airport. Using the R&R (repeatability & reproducibility) method, the ability of measurement systems to monitor the texture was analyzed. The expanded uncertainty of EV(Equipment Variability) repeatability was 0.066 mm, andAV (Appraiser Variability) repeatability was 0.169mm. The value of repeatability and reproducibility%R&R equal to 21.9% proves that the source of variability in obtaining MPD results is the difference in the recorded area of the test surface in individual measurement systems. Additionally, measurements of the friction coefficient were carried out using theASFT tester (Airport Surface Friction Trailer), which enabled verification of the skid resistance of the test sections in relation to changes in their texture.

W artykule przedstawiono analizę porównawczą wyników badania parametru MPD (Mean Profile Depth) z wykorzystaniem profilometru dynamicznego (Skaner 2D/3D scan CHS (CONTROLHIGH-SPEED)) i profilometrów stacjonarnych (Circular Track Meter; ElaTexture), które są przeznaczone do oceny tekstury nawierzchni lotniskowych. Pomiary wykonano na odcinkach testowych o zróżnicowanej technologii nawierzchni dróg kołowania Mazowieckiego Portu Lotniczego Warszawa – Modlin. Wykorzystując metodę R&R (repeatability & reproducibility) dokonano analizy zdolności systemów pomiarowych do monitorowania tekstury. Niepewność rozszerzona powtarzalności EV(Equipment Variability)wyniosła 0,066mm, a odtwarzalność AV (Appraiser Variability) 0,169 mm. Wypadkowa wartość powtarzalności i odtwarzalności %R&R równa 21,9% świadczy, że źródłem zmienności w pozyskiwaniu wyników MPD jest różnica w rozmieszczeniu czujników w poszczególnych systemach pomiarowych, rejestrujących profile powierzchni. Dodatkowo przeprowadzono pomiary współczynnika tarcia testerem ASFT (Airport Surface Friction Trailer), które umożliwiły weryfikację właściwości przeciwpoślizgowych odcinków testowych w odniesieniu do zmian w ich teksturze.
macrotexture; microtexture; friction coefficient; airfield pavement.

makrotekstura; mikrotekstura; współczynnik tarcia; nawierzchnia lotniskowa.
  1. Wesołowski M, Blacha K. Evaluation of airfield pavementmicro andmacrotexture in the light of skid resistance (friction coefficient) measurements. MATECWeb Conf. 2019 https://doi. org/10.1051/matecconf/201926205017.
  2. Zieja M,Wesołowski M., Blacha K, Iwanowski P. Analysis of the Anti- -Skid Properties of New Airfield Pavements in Aspect of Applicable Requirements, Coatings 2021 https://doi. org/10.3390/coatings11070778.
  3. Norma Obronna NO-17-A501:2015 Nawierzchnie lotniskowe. Badanie szorstkości.
  4. Gardziejczyk W. Hałaśliwość nawierzchni drogowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej; 2018.
  5. Kane M, EdmondsonV. Skid resistance: understanding the role of road texture scales using a signal decomposition technique and a friction model. Int. J. Pavement Eng. 2020. https://doi.org/10.1080/10298436.2020.1757669Xx.
  6. EASA, Annex to ED Decision 2021/003/R „AMC & GM to Authority, Organisation and Operations Requirements for Aerodromes – Issue 1, Amendment 5”, 2021.
  7. Załącznik 14 ICAO do Konwencji o Międzynarodowym Lotnictwie Cywilnym, Lotniska Tom I – Projektowanie i eksploatacja lotnisk, OrganizacjaMiędzynarodowego Lotnictwa Cywilnego (ICAO), 2016 (wydanie 7).
  8. Doc. 9157 Podręcznik projektowania lotnisk. Część 1 – Drogi startowe (Aerodrome Design Manual Part 1 – Runways), ICAO, 2006.
  9. Doc. 9137 Podręcznik służb portu lotniczego. Część 2 – Stan nawierzchni lotniskowych” (Airport ServicesManual Part 2 – Pavement Surface Conditions), ICAO, 2002.
  10. Advisory Circular no: 150/5320-12C, U. S. Department of Transportation, FAA, 1997 z późn. zm.
  11. Gierasimiuk P,WasilewskaM,GardziejczykW.Acomparative study on skid resistance of concrete pavements differing in texturing technique,Materials, 2021 https://doi.org/10.3390/ma14010178.
  12. PN-EN 13036-1:2010 Cechy powierzchniowe nawierzchni drogowych i lotniskowych. Metody badań. Część 1: Pomiar głębokości makrotekstury metodą objętościową.
  13. PN-EN ISO 13473-1:2019-04E Charakterystyka tekstury nawierzchni przy użyciu profili powierzchniowych – Część 1: Określanie średniej głębokości profilu.
  14. Torbruegge S,Wies B. Characterization of pavement texture by means of height difference correlation and relation to wet skid resistance. J. Traffic Trans. Eng. (Engl. Ed.) 2015 https://doi. org/10.1016/j. jtte. 2015.02.001.
  15. Brown CA, Hansen, 4HN, Jiang XJ, Blateyron F, Berglund J, SeninN, Bartkowiak T, Dixon B, Goïc GL, Quinsat Y, Stemp WJ, Thompson MK, Ungar PS, Zahouani EH. Multiscale analyses and characterizations of surface topographies. CIRP Annals. 2018. https://doi. org/10.1016/j. cirp. 2018.06.001
  16. PN-ISO 5725-1:2002 Dokładność (poprawność i precyzja) metod pomiarowych i wyników pomiarów – Część 1: Ogólne zasady i definicje
  17. Antosz K. Zastosowanie metod R&R do analizy wybranych systemów pomiarowych. Technologia i Automatyzacja Montażu. 2012; 3: 57-61
  18. Diering M, Kujawińska A. MSA – Analiza Systemów Pomiarowych – przewodnik po procedurach. AR Comprint; 2012.
dr inż. Marta Wasilewska, Bialystok University of Technology
ORCID: 0000-0001-6834-5206
dr hab. inż. Mariusz Wesołowski, Military Institute of Armor and Automotive Technology
ORCID: 0000-0002-5545-8831
dr inż. Krzysztof Blacha, Air Force Institute of Technology
ORCID: 0000-0002-4599-4294

dr inż. Marta Wasilewska, Bialystok University of Technology
ORCID: 0000-0001-6834-5206

marta.wasilewska@pb.edu.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2024.07.08

Article in PDF file

Received: 19.02.2024 / Wpłynął do redakcji: 19.02.2024 r.
Revised: 05.04.2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 05.04.2024 r.