A tárcsás mérés világszerte ismert és elterjedt, a legrégebbi és legismertebb terepi mérés. A nemzet­közi és hazai szabványokban párhuzamos vizsgálatra nincs előírás, nincs ismételhetőség. Magyarországon a statikus tárcsás vizsgálatot az MSZ 2509-3 : 1989 szabályozza. A terhelés kétciklusos, és talajok­nál 0,3 N/mm², míg pályaszerkezeti rétegnél 0,5 N/mm² (MPa) a felterhelési ciklus vége. A tárcsás vizsgálatot végző személyzettől függően a mérések közötti eltérés igen nagy lehet a teherbírási modulusban. 

A tárcsa alakváltozását elhanyagoljuk, és merevnek feltételezzük. Probléma a mérés során, hogy azt föld­közelben, kellemetlen testhelyzetben, a terhelő ellensúly (gép) alatt kell elvégezni. Az ASTM D1195/D1195M-21 USA-szabvány az ismételhetőségre és precizitásra ja­vaslatot vár a használóktól, ami meglepő, és egy meg­oldandó, valós problémára utal.

Teherbírásmérő eszközök

• TINSENG: jellemző a prizmatikus tárcsaelhelyezés oly módon, hogy a tárcsafülek nem zavaróak. A hidraulika­pumpa kézi, egyutas, terhelésmentesítése szelepes. A mérőórákhoz a javasolt tartót (zártszelvényt) alkalmazza, a mérőórák száma három.
• FESTAR: 300-as tárcsa, két, alakváltozás-mérő órával, a hidraulikapumpa kézi, a nyomásmérő óra többskálás, a hidraulika egyutas, terhelésmentesítése szele­pes. Az ellenmenetes támaszkiegyenlítő leleményes megoldás, gyors távolságkiegyenlítésre alkalmas.
• ASTM Bearing Test Apparatus: 300-as tárcsa, három, alakváltozás-mérő órával, a hidraulikapumpa kézi, a nyomásmérő óra többskálás, a hidraulika egyutas, terhe­lésmentesítése szelepes. A szellemes rudas kitámasz­tás több méretben alkalmas a támaszkiegyenlítésre.
• TESTMAK: 300-as tárcsa, három, alakváltozás-mérő órával, mely a tárcsára rögzített mágneses talpakra ta­pint. A hidraulikapumpa kézi, a nyomásmérő óra egyská­lás, a hidraulika egyutas, terhelésmentesítése szele­pes. A speciális 60°-os háromszögkeretet távolabb elhelye­zett lábak tartják, talajba szúrható tüskéken.
• CONTROLS: behajlásmentes rúd, állíthatóan rögzülő mérőóra tartókkal, a hidraulikapumpa kézi, nyomásmérő digitális kijelzéssel, bőröndben elhelyezve. Hidraulikatoldás és közgyűrűk a tartozékok. (1. kép)

1. kép. Munkakörülmények bemutatása a tárcsás mérésnél.

A mérések túlszabályozottak és nehezen betarthatók. Az ASTM jelzett mérési bizonytalansága okot ad az aggodalomra, egyben kötelez a mérnöki megoldásra, útkeresésre. 

Egy mérőóra legyen középen, vagy három 120°-ban? A német szakirodalom szerint már korábban felmerült a gyanú, hogy egy elmozdulásmérő órával mért eredmény nem azonos a három órával mért teherbírási modulus eredménnyel. A vitát Németországban kísérleti mérésekkel igazolták. 1993-ban J. Hothan és H. Beyer a Straβe und Autobahn folyóirat 12. számában ismertette a két mérési módszerrel elvégzett összehasonlító vizsgálatok eredményét – mely szerint nem azonosak a mérési eredmények. Az eredményekből egyértelműen megállapítható, hogy az egy elmozdulásmérő órával mért süllyedések nagyob­bak, mint a három órával mért süllyedések, vélhetően a tárcsa meghajlása miatt. 

Ez igazolja az ASTM-szabványokban előírt prizmatikus mérésitárcsa-kialakítás indokoltságát, vagy azokat a kü­lönleges tárcsakialakításokat, melyek bordával mereví­tettek. Tilmann Deutler és Hans Haas a fenti mérési ér­tékek felhasználásával tovább folytatták az eredmények értékelését 1996-ban, és meghatározták a mindkét módszer szerinti tárcsás teherbírásmérés relatív szórásának mérésével a – jellemző és meglehetősen gyenge – mérési pontosságot is. Ezt összefoglalta és jelezte összegző tanulmányában dr. Liptay András is a MAÚT megbízásából.

Kell a tárcsára merevítőborda? Amióta kiderült, hogy a középen egy órával mért, illetve a három órával elvég­zett mérések között ilyen nagy a különbség, azóta tudjuk, hogy indokolt a tárcsa merevítése.

Poisson-tényező és Boussinesq tárcsaszorzó

Ha a Poisson-tényezőt 0,5 és a „c” Boussinesq tárcsaszorzót merev tárcsának választjuk, akkor a szabványosan számolt E₂ modulusnak csak a 79 százaléka! a magyar előírásban is szerepel a „közelítő képletet” az „egyszerűbb” számításra. Ugyanakkor ez nyilván a mérési pontosság kárára nem mehet. A magyar szabvány 4.4.2. pontjában megadott képlet egyértelmű:

Vizsgálataink célja a tárcsás teherbírás legfontosabb szabályozási kérdésének, a mérés problémáinak mélyebb megismerése, elemzése, a problémák felderítése volt. A legfontosabb annak vizsgálata, hogy miként lehetséges a statikus tárcsás mérés módosításával ismételhető teherbírási eredményeket elérni. Ézsiás László 2008. évi feldolgozása szerint az E₂ teherbírásmérés megbízhatósága akár ±15 százalék is lehet, a korrigálások (min.-max. értékek elhagyása) ellenére. Ez nem megengedhető. 

Áttekintettük a mérési eszközök kialakításait, milyen előnyöket és hátrányokat mutatnak, miben térnek el. A mé­rések előkészítése, a műszer felállítása nehéz feladat, és sok időt vesz igénybe a terepen, egyszerűsítése indo­kolt. Később ezeknek a tapasztalatoknak nagy szerepük lehet az automata műszer kialakításában. (2. kép)

2. kép. Az Andreas MSZ2509-3 merevített terhelőtárcsája.

Észrevételeztük a Boussinesq képletben szereplő (1–µ²)  c szorzat „egyszerűsítését”, a Poisson-tényező elhanyagolását, az egy mérőóra vagy három kérdését, valamint a merevítőbordák szükségességét. 

A hazai és külföldi mérési módszerek mindegyiké­vel megismételhetetlen a teherbírási modulus mért ered­mé­nye. Ennek több oka van, de elsősorban – és legegy­sze­rűbben – a tárcsa módosítása javasolható. A szabadalmaztatott merevített tárcsa és a recézett talp mellett jobb ismételhetőség és nagyobb pontosság érhető el. 

A teherbírás E₂ (MPa) minősítő mérés, az ezzel járó joghatással, ezért a hibák minél nagyobb mértékű ki­küszöbölésére kell törekednünk – ráadásul sürgősen.•

Címlapkép: Andreas Kft.