Файл: Анализ применения различных конструкций дорожных одежд при капитальном ремонте автомобильной дороги. Магистерская диссертация.docx

2.1 Анализ и оценки состояния дорожного покрытия

Автомобильная дорога – объект транспортной инфраструктуры, включающий в себя комплекс функционально связанных конструктивных элементов и искусственных инженерных сооружений, специально предназначенных для обеспечения безопасного движения автомобильных и других транспортных средств с расчётными скоростями, нагрузками и габаритами, с заданной интенсивностью движения в течение длительного времени, а так же участки земель, предоставленные для размещения этого комплекса и простран- ство в пределах установленного габарита. Определение понятия «дорога» в России закреплено законодательно. Согласно Федеральному закону от 10.12.1995 № 196-ФЗ «О безопасности дорожного движения», дорога – обустроенная или приспособленная и используемая для движения транспортных средств полоса земли либо поверхность искусственного сооружения. Дорога включает в себя одну или несколько проезжих частей, а также трамвайные пути, тротуары, обочины и разделительные полосы при их наличии.

Проведение качественного анализа состояния дорожного покрытия и его ремонта невозможно без специальных приспособлений и устройств. Поэтому на сегодняшний день существует множество разнообразных устройств помогающих человеку быстро и качественно проводить укладку нового дорожного покрытия, а так же выполнять оперативный ремонт.

Дорожные устройства

Особую роль выполняют устройства для анализа со- стояния дорожного покрытия. Данные устройства по- могают человеку выявлять на ранней стадии места где начался или может начаться процесс разрушения дорож- ного покрытия. Что в свою очередь позволит с минималь- ными затратами ликвидировать или локализовать процесс разрушения дорожного покрытия. Данные устройства условно можно разделить на две категории наблюдения рис. 1.



Рис. 1 Категории наблюдения
Оба вида наблюдений являются чрезвычайно важными для проведения диагностики состояния автомо- бильных дорог.

Устройства для глубинной оценки позволяют увидеть плотность дорожного покрытия, а также глубину слоя, состав и размер фракций дорожной одежды. Для этого разработаны приборы использующие принцип эхолота, которые способны определить плотность дорожного покрытия, а также наличие пустот в 30 сантиметровом слое дорожной одежды. Так же для исследований такого рода рабочими производятся вырубки и засверливания дорож- ного полотна для получения образцов дорожной одежды.

---

После чего образцы проходят исследования по физико- химическим характеристикам в лабораторных условиях.

Устройства второго вида предназначены для прове- дения оценок характеристик состояния дорожного покрытия, которые можно сделать визуально. К таким характеристикам относят:

1. Кривизна дорожного покрытия;

2. Поперечный уклон;

3. Продольный уклон;

4. Протяженность;

5. Наличие неровностей;

6. Качество разметки;

7. Коэффициент сцепления;

8. Наличие трещин;

9. Наличие впадин;

10. Наличие вспучиваний;

11. Освещенность полосы;

12. Ширина проезжей части.

Исследования данного вида являются основными в процессе эксплуатации автомобильных дорог. Резуль- таты исследований используются не только для текущей оценки состояния дорожного покрытия, но так же и для создания и ведения паспортизации дорог, что позволяет видеть динамику состояния дорожного покрытия. Поэтому исследования данного вида должны производиться при завершении работ строительных работ дорожного по лотна и периодически обновлять весь срок эксплуатации автомобильных дорог. Данная диагностика позволит объ- ективно и своевременно выявить разрушения дорожного покрытия на ранних стадиях, что в итоге приведет к суще- ственной экономии финансовых средств на капитальном ремонте дорожного полотна.

Для данного вида диагностики на данный момент раз- работано множество устройств и комплексов позволя- ющие оперативно и качественно проводит оценку состо- яния дорожного покрытия.

Первые приборы для оценки состояния дорожного по- крытия появились довольно давно, многие из них пре- терпев некоторое изменения и сегодня используются в до- рожном строительстве.

Дорожная рейка

Дорожная рейка – одно из самых распространенных на данный момент устройств оценки состояния дорож- ного покрытия. Дорожная рейка представляет собой 3 ме- тровую рейку изготовленную из алюминиевого профиля с нанесенными на нее делениями и снабженного устрой- ствами для измерения уклонов. Данное устройство яв- ляется примитивным измерительным устройством раз- работанным к моменту развития дорожно-строительных служб, и практически не претерпевшим существенных модернизаций до сегодняшнего момента.

Основным назначением дорожных реек является из- мерения неровностей поверхности покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов по ГОСТ 30412– 96п.4. Определение продольных и поперечных уклонов проезжей части дорог и аэродромных покрытий в соответ- ствии с требованиями СНиП 2.05.02–85, СНиП 32–03– 96, СНиП 2.05.11–83.

---

Данное устройство позволяет оценить такие характе- ристики дорожного покрытия как: 1. неровность поверхности, 2. толщина слоев дорожной одежды, 3. продольные и поперечные уклоны, 4. крутизна заложения откоса, насыпей и выемок 5. ширина трещин 6. линейные измерения Данное устройство является примитивным и не по- зволяет провести объективную оценку состояния дорож- ного полотна. Оценка состояния дороги с помощью рейки требует непосредственного присутствия сотрудника до- рожных служб. Данный метод не является оперативным и требует большого количества трудовых активов.

Дорожное колесо – устройство примитивного типа применяется для измерения расстояний. Данное устрой- ство является примитивным, применяется для опреде- ления больших расстояний. Устройство представляет собой колесо, закрепленное на конце трости и оснащенное

прибором для подсчитывания количества оборотов совер- шенное колесом. Процесс измерения предусматривает прокатывание колеса по траектории, расстояние которой необходимо замерить.

Данное устройство является примитивным. Оценка состояния дороги с помощью рейки требует непосредст- венного присутствия сотрудника дорожных служб. Позво- ляет провести оценку только одному параметру.

Многоколесная диагностическая станция – устройство прицепного типа имеющая в составе от 8 до 12 колесных осей. При прогоне данного устройства по поверхности до- рожного полотна устройство фиксирует все динамические изменения в колесной базе и в платформе тележки. Это устройство позволяет оценить такие характеристики до- рожной полотна как: 1. неровность поверхности 2. продольные и поперечные уклоны 3. крутизна заложения откоса 4. сцепление и линейные измерения 5. Линейные измерения Недостатками данного метода оценки состояния до- рожного покрытия заключается в отсутствии возмож- ности оценки устройством мелких трещин и дефектов, а также дефектов, не попавших под колесо многоколесной платформы. Результаты исследований должны оцени- ваться экспертами вручную.

Передвижной диагностический комплекс – представ- ляет собой передвижную исследовательскую автоматизи- рованную лабораторию для оценки состояния дорожного полотна. Отличительной особенностью комплекса явля- ется удобство эксплуатации и высокая производитель- ность работы.

При помощи данной лаборатории в автоматическом режиме производятся измерения параметров:

---

1. Пройденный путь;

2. Скорость движения;

3. Ровность покрытия (в том числе продольный про- филь и международный индекс ровности);

4. Продольный и поперечный уклоны проезжей части;

5. Углы поворота трассы и радиусы кривых в плане;

6. Коэффициент продольного сцепления (определяется с помощью приборов ПКСН, в комплект комплекса не входит);

7. Динамический прогиб дорожной конструкции, приведенный к показаниям установки

Недостатком данного исследовательского комплекса является не объективность оценки наличия и состояния дефектов, так как для оценки этих параметров использу- ется только анализ видеоизображения полученного с ви- деокамеры. Дорожная лаборатория является базой сбора информации с привязкой ее к координатам глобального позиционирования, оценка состояния дорожного полотна выносится экспертами на основе анализа собранного си- стемой материала. Не ведется паспортизация состояния дорожного полотна.

Программно-аппаратный комплекс видеопаспартизации дорог «СВПД»

Программно-аппаратный комплекс видеопаспарти- зации дорог «СВПД» является одной из последних разра- боток в сфере передвижных дорожных лабораторий. Ком- плекс является модульным и оснащен множеством датчиков оценки состояния дорожного покрытия. Дорожная лабора- тория может автоматически вести регистрацию таких пара- метров состояния дорожного полотна как: 1. кривизна дорожного покрытия, 2. поперечный и продольный уклон, 3. протяженность дорожного полотна, 4. наличие неровностей, 5. качество разметки, 6. коэффициент сцепления, 7. колейность.

Измерение ведется с дискретностью 1 метр и при- вязкой к координатам глобального позиционирования или к существующим километровым знакам.

Недостатками работы данного комплекса является от- сутствие представления данных мелких дефектах в на- глядном виде, отсутствие алгоритмов сопряжения данных видеокамеры и сканирующего лазера для определения де- фектов дорожного полотна. Отсутствие алгоритмов авто- матической оценки состояния дорожного покрытия.

Все рассмотренные устройства имеют недостатки и не обеспечивают желаемый уровень детализации дорож- ного покрытия и не имеют встроенного системы экспер- тной оценки.

---

К устройствам такого рода предъявляются следующие требования:

1. Обеспечивать определение основных параметров дорожного покрытия.

2. Осуществлять привязку измеренных параметров координатам глобального позиционирования.

3. Работать в автоматическом режиме.

4. Обеспечивать измерения с уровнем дискретности не более 1 сантиметра.

5. Все узлы устройства должны быть модульными для легкого конфигурирования под определенные задачи

6. Обеспечивать возможность ведения видеопа- спартизации дорог.

7. Иметь встроенную систему экспертных оценок для оценки состояния дорожного покрытия.

1. видеокамера используется для получения виде- оряда изображения дорожного покрытия, который в дальнейшем анализируется на выявление дефектов, а так же для подготовки документов видеопаспартизации, дорог.

2. сканирующий лазерный дальномер используется для получения значений высот дорожного покрытия. Данные полученные с дальномера помогут устройству более адекватно различать наличие количество и состав дефектов дорожного покрытия.

3. цифровые гироскопы предназначены для полу- чения цифрового значения продольных и поперечных уклонов.

4. GPS приемник используется для получения абсолютных координат глобального позиционирования. Все данные упаковываются в пакеты с определенной дискретностью. Пакет получает свой маркер с координатами от приемника.

5. ПК используется как устройства для сбора всей не- обходимой информации, упаковки ее в пакеты. Из полученных пакетов формируется база данных о параметрах дорожного покрытия. После окончания процесса сбора данных на компьютере происходит процесс анализа со- бранных данных, по результатам которой выносятся оценки общему состоянию дорожного покрытия, безопасности движения и безопасности для автомобиля. Так же по результатам анализа собранной информации автоматически формируется отчетная документация.

6. устройство хранения информации. Вся собранная информация, а так же результаты ее анализа записывается для удобства на съемном носителе.

Структурная схема устройства оценки состояния до- рожного покрытия представлена на рис 2.



Рис. 2. Cтруктурная схема устройства оценки состояния дорожного покрытия

---