Мониторинг дорожного покрытия: влияние климата на безопасность

Мониторинг дорожного покрытия – это важный элемент безопасных и современных дорог, который позволяет быстро реагировать на изменения ключевых параметров и своевременно устранять возникшие проблемы. Качество автомобильных дорог в России является больным вопросом по большей части из-за сложного климата, поэтому роль различных систем наблюдения сложно переоценить.

На данный момент существуют устоявшиеся подходы к мониторингу, которые, в целом, отвечают необходимым требованиям, но их устаревание не за горами. В нашей статье мы расскажем, как осуществляется мониторинг за полотном дороги, почему это важно делать, а также поговорим о современных требованиях к дорожным комплексам.

Важность мониторинга дорожного покрытия

Благодаря своевременному отслеживанию и выявлению дефектов на автомобильных дорогах можно избежать глобальных разрушений. Результат такой проверки складывается из полученной информации о дорожном покрытии: его состоянии, изношенности, соответствии стандартам и основным параметрам.

Только благодаря постоянному отслеживанию и контролю можно рационально использовать денежные ресурсы, которые ежегодно выделяются государством на ремонт, реконструкцию и содержание дорог.

Специальные службы ведут мониторинг состояния дорожного покрытия на всем протяжении срока службы автодороги и сооружений к ней относящихся. Периодичность такого мониторинга определяется заранее.

Оценка дорожного покрытия происходит в следующих ситуациях:

• После окончания строительства автодороги. Проверяется ее изначальное соответствие всем стандартам качества и нормам;
• В процессе эксплуатации дороги. Такие проверки проходят периодически, для того, чтобы понимать, какие изменения произошли с дорожным покрытием, составить возможный прогноз этих изменений и запланировать ремонтные работы;
• В момент планирования работ по капитальному или частичному ремонту, обновлению дорог. В это время определяется, будет ли дорожное покрытие соответствовать требованиям и стандартам при прогнозируемом транспортном потоке, эффективность работ, которые планируется провести;
• После выполнения капитальных ремонтных работ, ямочного ремонта или реконструкции, для получения полной картины того, насколько удалось улучшить состояние автомобильной дороги.

По результатам мониторинга дорожного покрытия определяются участки дорог, на которых есть нарушения, связанные с постоянной эксплуатацией. На основании «Классификации работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования» составляется план работ или необходимых действий по ремонту, направленных на приведение дорожного покрытия к соответствию необходимым нормам и стандартам.

Такие работы, с помощью которых можно установить несоответствие качества дорожного полотна нормам, выполняют специальные организации. Они имеют всю необходимую технику: мобильное оборудование, различные измерительные приборы и передвижные лаборатории.

Виды и причины деформации дорожного покрытия

Образования на дорогах в виде углублений от колес (колейность) являются самыми распространенными наглядными примерами их разрушения. Колея – вид деформирования поперечного профиля проезжей части с образованием углублений по полосам наката с гребнями или без гребней выпора.

Колееобразование бывает трех видов:

• Пластическое. Происходит из-за накопления в верхнем слое полотна незначительных по величине сдвиговых деформаций.
• Абразивное. Образуется при истирающем воздействии шин (особенно шипованных) на верхнее покрытие.
• Поверхностное. Возникает из-за того, что основной слой дорожного покрытия не достаточно прочный.

В целом колейность образуется из-за совокупного влияния на дорожное покрытие нескольких факторов. Постоянно эксплуатируемая дорога со временем изнашивается и начинает разрушаться не только под влиянием колес автотранспорта, но и, в том числе, под воздействием климатических условий (перепады температур, дожди, снег, солнце). Такой деформации подвержены верхние слои дорожного полотна.

В основном дорожное покрытие деформируется по ходу движения транспорта (продольно), но бывает и такое, что деформация происходит поперек (поперечно). В результате этого на дороге образуются «волны».

Если дорога содержит большое количество битума, то там случается, как правило, небольшая, но частая колейность, где-то на расстоянии от 0,2 до 2 м. Это происходит из-за того, что покрытие слишком пластичное, не выдерживает перепадов температуры и содержит в своем составе недостаточное количество щебня.

Часто бывает так, что грунт недостаточно плотный или после заморозков внутри него образовалась вода, в связи с этим и происходит деформация дорожного покрытия.

Нарушение целостности (сплошности) или функциональности дорожного полотна является тоже довольной частой проблемой. К ней можно отнести такие деформации как различные трещины на дорогах, ямы и ухабы, пробоины, поверхностные разрушения.

В основном деформация дорожного покрытия происходит в неблагоприятных погодных условиях, например, весной, когда возможны паводки и резкие переходы от холодной температуры воздуха к теплой. В грунте и дорожных слоях накапливается слишком много влаги.

Неровности при изначальном укладывании дорожного покрытия тоже являются причиной появления ухабов на дорогах. Они могут возникнуть из-за нарушения технологии укладки слоев дорожного полотна, например, плохо разровнены материалы или они смешены в неверной консистенции. Так же, трещины и сдвиги могут возникнуть из-за использования слишком пластичных материалов, которые при использовании и дадут такой эффект.

После того, как автомобиль наехал на образовавшийся ухаб, при его приземлении через некоторое время обратно на дорожное покрытие возникает резкий удар. Именно из-за этого удара, который постоянно повторяется, ухаб продолжает увеличиваться в размерах и в итоге становится большой ямой. Еще одна причина возникновения ухабов – это поверхностное разрушение дорожного материала с выпадением его частиц.

Методы мониторинга дорожного покрытия

Чтобы провести качественный анализ состояния дорог нужно обязательно использовать специальную технику и оборудование. В самом процессе укладки дороги тоже используются современные устройства, благодаря которым сама работа проходит гораздо быстрее и качественнее.

С их помощью можно в самом начале выявить те места, в которых возможно начнется разрушение дорожного полотна. Это поможет предотвратить или в кратчайшие сроки устранить разрушение, потратив на это минимум финансов и усилий.

Существуют два способа оценить дорожное состояние:

• внешняя оценка;
• внутренняя (глубинная) оценка.

Оба они очень важны и необходимы.

С помощью приборов, которые применяются при внутренней оценке, можно увидеть насколько дорожное покрытие плотное, какова глубина слоев, из чего они состоят и как уложены. Эти специальные приборы, проникают на 30 см в глубину дорожного полотна, чтобы можно было наглядно все это увидеть. Еще, дорожными работниками берутся пробы так называемой «дорожной одежды», для того, чтобы получить более подробную информацию. Вырубленные или высверленные пробы отвозятся в лабораторию и исследуются.

Устройства для внешней оценки используются для того, чтобы дать визуальную характеристику дорожному покрытию. Благодаря такой оценке можно определить:

• искривления дороги;
• геометрические особенности поверхности (поперечный или продольный уклон);
• километраж;
• неровности;
• качество нанесенной дорожной разметки;
• сцепные свойства дорожного покрытия;
• расщелины, углубления, ухабы;
• освещение дороги;
• соответствие стандартам ширины проезжей части.

Читайте также

Инновации в дорожном строительстве на страже безопасности человечества

Подробнее

1. Многоколесная диагностическая станция

Многоколесная диагностическая станция – устройство прицепного типа имеющая в составе от 8 до 12 колесных осей. При прогоне данного устройства по поверхности дорожного полотна устройство фиксирует все динамические изменения в колесной базе и в платформе тележки. С помощью такой станции можно выделить следующие отклонения дорожного покрытия:

• выбоины на поверхности;
• геометрические отклонения от нормы (уклоны вдоль и поперек);
• высота откоса насыпи к его основанию;
• сцепные свойства дорожного покрытия.

У этого метода проверки есть серьезные недостатки. Например, устройство не способно оценить мелкие дорожные дефекты, а так же те повреждения, на которые станция во время движения не наехала колесами. Все собранные показания направляются в лабораторию и изучаются только ручным методом.

2. Передвижной диагностический комплекс

Передвижной диагностический комплекс – представляет собой передвижную исследовательскую автоматизированную лабораторию для оценки состояния дорожного полотна. Отличительной особенностью комплекса является удобство эксплуатации и высокая производительность работы.

Данный комплекс работает в автоматическом режиме. С его помощью можно получить следующие данные:

• проделанный путь;
• скорость передвижения;
• насколько ровным является дорожное покрытие (определяется с помощью международного индекса ровности);
• геометрические отклонения от нормы (уклоны);
• соответствие углов поворота на трассах и их радиус;
• сцепление колес с дорогой (определяется отдельным прибором ПКСН).

Так как этот комплекс анализирует только изображения, которые получены с видеокамеры, то такая оценка может носить субъективный характер присутствия или отсутствия дорожного дефекта и его качественной характеристики. По сути, такой мобильный комплекс просто собирает информацию в единую базу с указанием координат объекта. Уже после того как специалисты проанализировали собранную информацию, они могут дать окончательное заключение. Паспортизация объекта не осуществляется.

3. Программно-аппаратный комплекс видеопаспортизации дорог “СВПД”

Программно-аппаратный комплекс видеопаспортизации дорог “СВПД” – является одной из последних разработок в сфере передвижных дорожных лабораторий. Комплекс является модульным и оснащен множеством датчиков оценки состояния дорожного покрытия. Этот комплекс автоматически регистрирует следующие данные о дорожном покрытии:

• искривление дороги;
• геометрические отклонения от нормы;
• километраж;
• насколько ровным является дорожное покрытие;
• качество нанесенной дорожной разметки;
• сцепление колес с дорогой;
• наличие колей.

Измерения ведутся беспрерывно на протяжении 1 м дороги. Полученные показания сопоставляются с координатами местности или дорожными знаками с указанием километража.

Недостатки у данного комплекса тоже имеются, например, он не дает наглядной информации о небольших дорожных деформациях. Данные с камер видеонаблюдения никак не связываются с данными, которые предоставляет сканирующий лазер. Из-за этого комплекс не выдает автоматическую оценку данных состояния дорожного покрытия.

Требования к проектированию комплекса мониторинга дорожного покрытия

Для оперативного отслеживания состояния дорожного покрытия используется устройство оценки состояния дорожного покрытия (УОСД). Оно соответствует всем предъявляемым к такой технике стандартам и требованиям. Все его части должны быть мобильным и простым в установке и подключении на определенной местности. Создается единая система, к которой подключаются все устройства, и происходит обмен данными между ними и управляющими узлами.

Читайте также

Как сделать дороги безопасными для водителей и пешеходов

Подробнее

В состав измерительного устройства может входить следующая техника:

• Видеокамера. С ее помощью на управляющий узел приходят изображения участков дорог. Информация анализируется, и выявляются места, где необходимы работы. Так же данные с видеокамеры вставляются в дорожный видеопаспорт;
• Сканирующий лазерный дальномер. Он измеряет значения коэффициента высоты дорожного покрытия. Благодаря этим данным наиболее точно определяется наличие дефектов и их качество;
• Цифровой гироскоп. Используются для определения геометрических параметров дороги в цифровом значении (продольные и поперечные уклоны);
• GPS приемник. С его помощью определяется точное местонахождение проблемных мест. Полученные данные формируются в отдельные разделы. Каждый раздел подписывается, и на нем указываются точные координаты;
• Персональный компьютер. Собирает всю информацию и сортирует данные по разделам. Полученные разделы формируются в единую базу с данными. После того, как вся база собрана, ее анализируют, и выдают оценку состояния дорожного полотна, насколько дорога не представляет опасности для транспорта и движения в целом. Происходит автоматический сбор, и формирование информации, на основании которой делается отчет;
• Цифровые запоминающие устройства. Используются для записи всей полученной информации.

Такой прибор измерения состояния дорожного покрытия соответствует всем необходимым параметрам для таких устройств. Его основной отличительной особенностью является то, что анализируемая информация поступает сразу из нескольких источников, данные с видеокамеры и с лазерного длинномера. Этот метод сбора информации ранее не применялся. Благодаря этому удается избежать основных ошибок и просчетов, и получить наиболее точные данные. Только опытные специалисты, которые давно и успешно работают в сфере мониторинга дорожных покрытий, могут сконструировать подобный прибор.

Редакция сайта:
Трасском