Skuteczne zarządzanie musi być oparte na solidnych strukturach, które w przypadku infrastruktury drogowej oznaczają odpowiednio dobrany, wdrożony system utrzymania nawierzchni. Aby system taki był przydatny musi być zasilany danymi o odpowiedniej jakości i dokładności, ale przede wszystkim danymi, które odzwierciedlają obecny, rzeczywisty stan infrastruktury drogowej. Rozwijane techniki diagnostyczne pozwalają zapewnić te wymagania poprzez swoją wydajność i precyzję oraz relatywnie niski koszt wykonania badań. Dzięki nieinwazyjnym metodom badawczym NDT (Non-Destructive Testing) możliwe jest pozyskanie w bardzo krótkim czasie informacji o stanie technicznym całej administrowanej sieci drogowej.

Poniżej przedstawiono wybrane systemy pomiarowe z grupy urządzeń NDT, które w chwili obecnej uznawane są za najnowocześniejsze rozwiązania technologiczne. Przedstawiono również możliwości wykorzystania wyników identyfikacji zarówno na poziomie danych elementarnych jak i systemu zarządzania nawierzchniami.

Technika radarowa

Zastosowania techniki radarowej GPR (Ground Penetrating Radar) w drogownictwie można podzielić na cztery ogólne kategorie: badania wykonywane w ramach projektowania nowych dróg, badania istniejących dróg, badania kontrolne i odbiorcze oraz badania dla potrzeb systemów zarządzania.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

System pomiarowy GPR

W badaniach istniejących dróg technika radarowa stosowana jest przede wszystkim w celu określenia układu warstw konstrukcyjnych nawierzchni. Pozyskiwane tą drogą dane są bardzo precyzyjne i stanowią ważny element procesu projektowania wzmocnień nawierzchni, są także istotnymi składnikami baz danych systemów utrzymania dróg.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Badania radarowe odcinka drogi dla potrzeb systemu utrzymania nawierzchni

Coraz częściej badania GPR wykonywane są na nowo wybudowanych nawierzchniach. W tego rodzaju pomiarach szczególnie uwypuklają się zalety techniki radarowej, tj efektywność pomiaru i dokładność uzyskiwanych danych. Dzięki tej metodzie pomiarowej eliminuje się przypadkowość jaką niesie za sobą wykonywanie odwiertów.

Pomiary radarowe dla celów projektowania nowych dróg to przede wszystkim badania podłoża gruntowego. Technika radarowa jest w tego typu badaniach bardzo dobrym uzupełnieniem klasycznych metod pomiarowych, dając pełen układ warstw w całym profilu pomiarowym. Przy pomocy GPR możliwa jest między innymi ocena poziomu zwierciadła wody gruntowej.


Pomiary ugięć nawierzchni

Najnowszym osiągnięciem w dziedzinie pomiarów ugięć nawierzchni jest ugięciomierz laserowy TSD (Traffic Speed Deflectometer). Stworzony został do wykonywania sieciowych badań nośności nawierzchni, ze szczególnym uwzględnieniem identyfikacji miejsc o obniżonej trwałości konstrukcji drogowej, w celu minimalizacji użycia tradycyjnych urządzeń o powolnej specyfice działania, takich jak ugięciomierz FWD.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Traffic Speed Deflectometer (http://www.greenwood.dk/)

Pomiar ugięciomierzem laserowym TSD oparty jest na zaawansowanej technologii laserowej. Do pomiaru pionowego przemieszczenia powierzchni nawierzchni wywołanego przez poruszającą się ciężarówkę stosowane są specjalne czujniki laserowe. Różnica przemieszczeń między punktem obciążonym i nieobciążonym jest wyrażeniem aktualnego ruchu nawierzchni wywołanego przez ciężarówkę o znanym obciążeniu. Wykorzystując technikę Dopplera możliwa jest ocena prędkości ugięcia powierzchni nawierzchni. W celu uzyskania optymalnych warunków pomiarowych stosowane są systemy kontroli (system bezwładnościowy oraz serwomechanizm) pozwalający monitorować pozycję czujników laserowych.

Ocena parametrów powierzchniowych

Przykładem nowoczesnego systemu pomiarowego, przy pomocy którego można zidentyfikować niemal wszystkie parametry powierzchniowe jest urządzenie ARGUS niemieckiej firmy Schniering. W takim systemie, oprócz zestawu czujników laserowych do pomiaru równości podłużnej, poprzecznej i tekstury, zastosowano układ kamer o wysokiej rozdzielczości, służące do identyfikacji uszkodzeń powierzchniowych oraz rejestracji obrazu pasa drogowego. Identyfikacja uszkodzeń w tego typu systemach polega na manualnej lub półautomatycznej analizie obrazów powierzchni.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

System ARGUS firmy Schniering.

Niewątpliwymi zaletami takich urządzeń jest ich efektywność (pomiar odbywa się przy prędkości 40-60 km/h i może być prowadzony bez utrudnień w ruchu drogowym) oraz wysoka odtwarzalność i powtarzalność wyników. Te cechy sprawiają, że systemy pomiarowe tego typu są bardzo przydatne w ocenie nawierzchni dla potrzeb systemów utrzymania i banków danych drogowych na poziomie sieci.

Identyfikacja stanu nawierzchni

Na przestrzeni ostatnich kilku lat Instytut, wspólnie z partnerami, zrealizował kilka dużych projektów polegających na identyfikacji i ocenie stanu nawierzchni dróg. W przeciągu trzech lat wykonano pomiary różnych cech nawierzchni na odcinkach o łącznej długości nieco ponad 2000 km., a w przeliczeniu na pasy ruchu ok. 4600 km.

Podejmowane przez administratorów działania polegały w pierwszym rzędzie na utworzeniu banku danych drogowych, które w wstępnym etapie posłużyły do identyfikacji stanu odcinków, a w następnym etapie wykorzystane zostały jako dane wejściowe w systemowej ocenie stanu nawierzchni zarządzanej sieci drogowej. Między innymi z tego powodu zakres prac obejmował:


  • rozpoznanie konstrukcji nawierzchni metodą radarową,
  • odwierty kalibracyjne wraz z dokumentacją,
  • pomiary równości poprzecznej i podłużnej nawierzchni,
  • pomiary ugięć nawierzchni wraz z oceną nośności,
  • identyfikację uszkodzeń powierzchniowych,
  • pomiary współczynnika tarcia,
  • wideorejestracja dróg i ich otoczenia,
  • opracowanie wstępnych zaleceń technologicznych.


Wyniki badań i analiz zarchiwizowane zostały w bazach danych oraz przedstawione w formie profili i map. Wszelkie dane dostępne są w formie elektronicznej poprzez program bazodanowy. Daje to możliwość dowolnego wizualizowania wybranych danych, jak również pozwala analizować całość, jak i fragment wybranej siei drogowej pod dowolnie zdefiniowanym kryterium.

Przykładowy profil danych elementarnych 

Więcej informacji na temat NDT w artykule Nowoczesne metody oceny stanu nawierzchni w utrzymaniu sieci drogowej opublikowanym podczas IV Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej Nowoczesne technologie w budownictwie drogowym, Poznań 3-4 września 2009 r.

Załączniki:
Pobierz plik (Nowoczesne metody oceny stanu nawierzchni.pdf)Nowoczesne metody oceny stanu nawierzchni.pdf[ ]681 Kb