Bijlage VII Bepaling asfalttemperatuur met BELLS3model
Voor het analyseren van deflectiedata is het noodzakelijk de deflecties of de daarvan afgeleide grootheden te normaliseren voor temperatuureffecten. De temperatuur van het asfalt kan worden bepaald door op een of meer dieptes gaten te boren en in die gaten de temperatuur te meten. Deze procedure is echter tijdrovend en resulteert in een gering aantal temperatuurmetingen per dag. Hierdoor is het niet mogelijk variatie in asfalttemperatuur met de tijd en met de lengte van het wegvak goed vast te leggen. De meting van de oppervlaktemperatuur kan veel sneller geschieden, door gebruikmaking van contactloze infrarood sensors of contacttemperatuurmeters. Met behulp van de zogenaamde BELLS3-aanpak kan vervolgens snel en eenvoudig per meetpunt een schatting worden gemaakt van de bijbehorende asfalttemperatuur. De aanpak biedt ook de mogelijkheid om de temperatuurgradiënt vast te leggen. Voor het bepalen van de asfalttemperatuur dienen de volgende data als invoergegeven:
- temperatuur van wegoppervlak;
- tijdstip van meting;
- gemiddelde luchttemperatuur van de vorige dag;
- diepte waarvoor de asfalttemperatuur moet worden bepaald.
Om via de BELLS3-aanpak de asfalttemperatuur te kunnen bepalen, moet per meetpunt de oppervlaktemperatuur zijn gemeten. Deze meting mag geschieden door een contactloze infraroodsensor of door een contacttemperatuurmeetinstrument. De meetplek moet zich tijdens de meting bevinden in de schaduw van meetvoertuig of meetaanhanger. De temperatuurmeting moet worden uitgevoerd ongeveer 30 seconden nadat het valgewicht op de meetplek is neergekomen.
Gelijktijdig met de registratie van de temperatuur moet het tijdstip van de meting in uren en minuten worden vastgelegd. Dit tijdstip moet worden uitgedrukt in de dan geldende lokale tijd. In de analyse worden effecten van zomertijd en wintertijd verdisconteerd. Voor het bepalen van de asfalttemperatuur is tevens de gemiddelde luchttemperatuur van de voorgaande dag gewenst. Deze mag zijn verkregen uit krant, weerbericht, eigen metingen, enzovoort.
Gelijktijdig met de registratie van de temperatuur moet het tijdstip van de meting in uren en minuten worden vastgelegd. Dit tijdstip moet worden uitgedrukt in de dan geldende lokale tijd. In de analyse worden effecten van zomertijd en wintertijd verdisconteerd. Voor het bepalen van de asfalttemperatuur is tevens de gemiddelde luchttemperatuur van de voorgaande dag gewenst. Deze mag zijn verkregen uit krant, weerbericht, eigen metingen, enzovoort.
Voor het voldoende nauwkeurig modelleren van fluctuaties in temperatuur over de dag kan geen gebruik worden gemaakt van een perfecte sinus met een looptijd van 24 uren. Betere resultaten worden verkregen door gebruik te maken van twee sinusfuncties, die elk zijn samengesteld uit een sinus met een looptijd van 18 uren en een vlak gedeelte ter lengte van 6 uren (zie figuur). In sinus A wordt een vlak tijdgedeelte gehanteerd van 03.00 tot 09.00 uur. In sinus B wordt een vlak tijdgedeelte gehanteerd van 05.00 tot 11.00 uur.
De asfalttemperatuur wordt als volgt bepaald:
waarbij:
De twee sinusfuncties moeten als volgt worden berekend.
| T d | = | asfalttemperatuur op diepte d (ºC) |
| T opp | = | oppervlaktemperatuur (ºC) |
| d | = | diepte waarvoor asfalttemperatuur bepaald moet worden (mm) |
| T vd | = | gemiddelde luchttemperatuur van de voorgaande dag (ºC) |
| sin | = | sinusfunctie in 18-urensysteem waarbij 2π radialen gelijk is aan een 18-urencyclus |
| hr 18 | = | tijdstip van de dag in 24-urensysteem (zomertijd) maar aangepast aan 18-urensystematiek |
Gebruik bij sinus A alleen de klokuren van 09.00 uur tot en met 03.00 uur. Indien de tijd tussen 03.00 uur en 09.00 uur valt, gebruik dan als kloktijd 09.00 uur. Als het tijdstip tussen middernacht en 03.00 uur ligt, tel dan 24 uur bij het tijdstip op. De berekening gaat als volgt. Als de tijd 15.08 is, dan is deze in decimale vorm 15,13. Trek hier bij sinus A 13,5 van af. Het resultaat is 1,63. De volgende rekenstap is 1,63/18 = 0,091. Bereken vervolgens 0,091 · 2π = 0,569 radialen, wat resulteert in sin(0,569) = 0,539.
Gebruik bij sinus B alleen de klokuren van 11.00 uur tot en met 05.00 uur. Indien de tijd tussen 05.00 uur en 11.00 uur valt, gebruik dan als kloktijd 11.00 uur. Als het tijdstip tussen middernacht en 05.00 uur ligt, tel dan 24 uur bij het tijdstip op. De berekening gaat als volgt. Als de tijd 13.15 is, dan is deze in decimale vorm 13,25. Trek hier bij sinus B 15,5 van af.
Het resultaat is – 2,25. De volgende rekenstap is – 2,25/18 = – 0,125. Bereken vervolgens
– 0,125 · 2π = – 0,785 radialen, wat resulteert in sin(– 0,785) = – 0,707.
Het resultaat is – 2,25. De volgende rekenstap is – 2,25/18 = – 0,125. Bereken vervolgens
– 0,125 · 2π = – 0,785 radialen, wat resulteert in sin(– 0,785) = – 0,707.
De berekening is in QUASAR ingebouwd. Er is echter ook een afzonderlijk spreadsheet beschikbaar met de naam BELLS3 dat [ link ] beschikbaar is. De in dat spreadsheet gebruikte aanduiding van tijdstip van meting wijkt enigszins af van de in de formule gebruikte notatie. In de spreadsheetversie wordt beter rekening gehouden met de overgang van tijdzones en met zomer/wintertijd. Bovendien is het spreadsheet zo geschreven dat het wereldwijd kan worden toegepast; de ligging van de meetlocatie wordt namelijk uitgedrukt in lengtegraden. Zie ook [ link ] beschrijving.