Методы визуальной оценки состояния дорог

Общие принципы визуальной оценки. Визуальный осмотр, обследование и простейшие измерения могут применяться как самостоятельный способ упрощённой диагностики и оценки состояния дороги, на основании которой ориентировочно могут быть выявлены и дифференцированы участки с различным транспортно-эксплуатационным состоянием, в первом приближении установлены виды и причины деформаций и разрушений, назначены ремонтно-восстановительные и профилактические мероприятия, определены объёмы работ и требуемые затраты на ремонт и содержание. Кроме того, визуальный осмотр и оценка, как правило, проводятся на первом этапе работ по объективной оценке состояния дороги, а также при оценке качества ремонта и содержания. В практической деятельности дорожных организаций визуальную оценку широко применяют для оценки как состояния дороги и всех дорожных сооружений в целом, так и отдельных элементов и сооружений дорог. Наиболее часто применяются визуальные методы оценки состояния дорожных одежд и покрытий.

Существует большое количество разнообразных методов визуальной оценки, которые применяются в различных странах и различных дорожных организациях. Однако все эти методы имеют много общего. Всякая визуальная оценка включает в себя осмотр и обследование состояния дороги и дорожных сооружений специально подготовленными высококвалифицированными специалистами-экспертами, по заранее разработанной методике; выявление дефектов в состоянии дороги и отступлений от требований норм; фиксацию информации об этих дефектах и отступлениях на различных носителях информации (в журналах, на магнитных лентах, дисках, компьютерных дискетах и т.д.); экспертную оценку значимости выявленных дефектов и отступлений по заранее разработанной шкале оценок и назначение рекомендуемых мероприятий по их устранению, на основании которых можно ориентировочно определить виды и объёмы дорожно-ремонтных работ, а также требуемые объёмы финансирования и материально-технических ресурсов.

В чистом виде визуальная оценка применяется редко. Обычно она выполняется с применением простейших средств измерения, записи информации с помощью портативных диктофонов, киносъёмки или телесъёмки, средств автоматической записи и отработки результатов оценки и т.д.

Различают два основных способа визуальной оценки.

В первом способе высококвалифицированный эксперт-дорожник или группа специалистов проходят пешком или проезжают на автомобиле с малой скоростью (10-20 км/час) с остановками весь участок дороги, осматривают состояние поверхности и дорожных сооружений, проводят простейшие измерения, заносят всю информацию в журнал, диктофон или переносной компьютер. При этом координаты места нахождения дефектов, деформаций и разрушений определяют в привязке к километровым и пикетным столбам или измеряют по спидометру.

Во Франции для этих целей разработана система DESY (сокращенно от слов Decri System). Она состоит из микроЭВМ типа PC; двух специальных клавиатур, каждая клавиша которой имеет свой символ, означающий ту или иную информацию; набора программ по обработке собранных данных.

Во втором способе на автомобиле устанавливают видеокамеру и из движущегося автомобиля снимают весь участок дороги. Есть два варианта съёмки поверхности дороги.

В первом варианте камеру устанавливают так, чтобы съемка производилась с точки, близкой к глазам водителя и под тем же углом, под которым водитель видит дорогу. В этом случае снимают вид проезжей части, обочин, откосов и прилегающей обстановки. Автомобиль-лабораторию, оборудованный видеокамерой для этой цели, во Франции называют VIDEOROUTE. Съемка ведется при движении автомобиля со скоростью 50 км/ч. Видеосъёмку просматривают в лаборатории с применением системы DESY.

Во втором варианте наибольшее внимание при визуальном осмотре уделяют состоянию дорожной одежды и покрытия. Для этих целей во Франции кроме системы VIDEOROUTE и DESY применяют систему дорожного фотоконтроля GERPHO. Это автомобиль, оборудованный видеокамерой, расположенной впереди автомобиля на выдвижной балке. Видеокамера непрерывно снимает поверхность покрытия шириной полосы 5 м, с масштабом съемки 1:200, при скорости движения автомобиля 60 км/ч. Съёмка производится ночью при искусственном освещении покрытия.

После проявления снятые кадры просматривают на экране, отмечают и измеряют все дефекты, деформации и разрушения покрытия и дорожкой одежды.

В МАДИ (ГТУ) разработана система видеокомпьютерной съемки в дневное время и автоматизированной фиксации состояния дорожного покрытия и характера его повреждений.

Визуальная оценка элементов автомобильных дорог. Оценка состояния земляного полотна и системы водоотвода выполняется в два этапа: визуальный осмотр и инструментальная оценка характеристик грунта, необходимая для выяснения причин деформаций и разрушений и разработки мероприятий по их устранению.

Визуальная оценка состояния обочин включает:

а) неукреплённых или укреплённых несвязным материалом и травосеянием - поверку наличия колей и ям, мест застоя воды, наличия промоин, оползней грунта на прибровочной полосе, переноса грунта с обочин на проезжую часть, просадок или вспученных мест, наличие деформаций или разрушений поверхности слоев укрепления, целостность травяного покрова;

б) укреплённых связными материалами - проверку наличия просадок, разрушения покрытий укрепления, особенно в местах стыковки с проезжей частью и прибровочной полосой, сохранность поперечных уклонов. Характер деформаций, протяженность участков с отмеченными деформациями и их объём заносят в ведомость дефектов. Здесь же даются рекомендации о местах проведения инструментальных обследований.

Визуальная оценка состояния откосов включает:

а) укреплённых травосеянием откосов - объём и характер разрушения травяного покрова, наличие и объём оплывов и сплывов грунта, промоин, участков с оползневыми явлениями, обрушений грунта, выноса грунта из откоса;

б) укреплённых различными материалами и конструкциями откосов - состояние конструкций укрепления, объём и вид деформаций и разрушений, определение эффективности использованного вида укрепления в данных грунтовых, гидрологических и климатических условиях.

Визуальная оценка состояния водоотводных сооружений включает оценку целостности устройств, степени сохранности заданных геометрических форм, конструкций укрепления, стоковой способности. При этом выявляются места застоя воды, заиливания, засорения или зарастания боковых канав травой и кустарником, места оползания откосов или их размыва, отсутствие необходимых водоотводных сооружений.

При осмотре дренажных устройств отмечают места засорения устьев оплывшим по откосу грунтом, выбоины и трещины в дренах, засорение полости дрен, оседание отдельных звеньев, засорение отстойников, разрушение вокруг них грунтовой обсыпки. Особо тщательно осматривают выпуски из всех водоотводных сооружений с целью обнаружения начальных стадий размыва грунтов.

Результаты визуальной оценки с рекомендациями по ликвидации деформаций и разрушений заносят в ведомость дефектов.

Визуальная оценка состояния покрытия и дорожной одежды. Это наиболее часто применяемый в различных странах вид визуальной оценки состояния дорог. В России впервые для этих целей в 1953 г. была предложена трёхбалльная шкала оценки прочности дорожной одежды, разработанная СоюзДорНИИ. Прочность оценивали экспертным путем по наличию на покрытии трещин, сетки трещин и разрушений. В зависимости от состояния дорожной одежды оценка колеблется от I до III баллов. В дальнейшим оценка качества была дополнена оценкой ровности. На участках с прочной дорожной одеждой (оценка I балл) оценивают ещё и состояние покрытия по ровности. Оценка покрытия по ровности колеблется от 1 балла (отличное состояние) до 4 баллов (неудовлетворительное состояние). Таким образом, состояние дорожной одежды по прочности и ровности оценивают с помощью двойной шкалы: I/1, I/2 - I/4, II, III.

Значительное развитие метод оценки состояния дорожной одежды по прочности на основе результатов визуального осмотра состояния дороги получил в работах проф. Ю.М. Яковлева, который установил корреляционную зависимость между видами, характером и количеством дефектов покрытия и дорожной одежды и коэффициентом запаса прочности (табл. 9.5).

Таблица 9.5

№ п/п	Состояние покрытия и характер повреждения	Коэффициент прочности, Кпр
I	Без дефектов и отдельные трещины на расстоянии более 40 м	1,00
	Отдельные трещины на расстоянии 20-40 м между трещинами	0,98-1,00
	То же, на расстоянии между соседними трещинами 10-20 м	0,95-0,98
	Редкие трещины на расстоянии между соседними трещинами 8-10 м	0,90-0,95
	То же, 6-8 м	0,88-0,90
	То же, 4-6 м	0,85-0,88
	Частые трещины на расстоянии между соседними трещинами 3-4 м	0,80-0,85
	То же, 2-3 м	0,78-0,80
	То же, 1-2 м	0,75-0,78
	Сетка трещин при относительной площади, занимаемой сеткой менее 30 %	0,70-0,75
	То же, от 60 до 30 %	0,68-0,70
	То же, 90-60 %	0,65-0,68
	Искажение продольного микропрофиля и поперечного профиля (волны, колея)	0,68-0,70
	Просадки при относительной площади просадок до 20 %	0,60-0,65
	То же, от 50 до 20 %	0,58-0,60
	То же, более 50 %	0,55-0,58
	Проломы дорожной одежды при относительной площади проломов менее 10 %	0,60-0,65
	То же, от 30 до 10 %	0,58-0,60
	То же, более 30 %	0,50-0,58

Разработанный им метод визуальных наблюдений за состоянием дорожной одежды позволяет во многих случаях заменять методы инструментальных испытаний. Сущность этого метода состоит в том, что, фиксируя фактическое состояние дорожной одежды (трещины, сетка трещин, просадка, колея и др.), можно оценить интегрально за прошлый период службы одежды процесс накопления дефектов и соответственно ее прочностное состояние.

Наличие современного оборудования для видеокомпьютерной съемки позволяет упростить и автоматизировать процесс фиксации состояния дорожной одежды и характер повреждений (рис. 9.1). В МАДИ (ГТУ) разработана методика обработки результатов видеокомпьютерной съёмки состояния дорожной одежды (Борисюк Н.В., Яковлев Ю.М. Использование результатов видеокомпьютерной съёмки при оценке прочности дорожных одежд нежёсткого типа // Строительство и эксплуатация автомобильных дорог: задачи и решения. - М.: МАДИ (ГТУ), 2001.- С 36-42).

Рис. 9.1. Схема проезжей части, полученная при видеокомпьютерной съемке

Визуальную оценку состояния дорожной одежды осуществляют ежегодно на всех дорогах в весенний период после снеготаяния до начала ослабления дорожной одежды. Одной из задач этого осмотра является выявление участков, на которых необходимо провести инструментальные измерения прочности Дорожной одежды, т.е. тех участков, где есть сомнения в этой прочности. Оценку выполняет группа в составе: инженер (руководитель группы), техник и водитель автомобиля. Группа должна иметь следующие оборудование и инвентарь:

легковой автомобиль или микроавтобус;

дорожные знаки: «Дорожные работы» и «Объезд препятствия слева»;

деревянные рейки длиной 1 и 2 м и щуп с миллиметровыми делениями для измерения глубины колей;

журнал визуальной оценки;

жёлтые жилеты безопасности. Визуальную оценку производят в процессе проезда автомобиля со скоростью, позволяющей фиксировать имеющиеся на покрытии дефекты (10-20 км/час). Для удобства осмотра специалист, производящий этот осмотр (инженер), садится рядом с водителем, а ведущий записи (техник) располагается сзади.

При необходимости более подробного осмотра отдельных участков (уточнение характера дефекта) или проведения измерений (измерений глубины колеи) автомобиль проезжает вперед от места дефекта на 5-10 м, инженер и техник выходят из автомобиля и двигаются по обочине в направлении, обратном движению.

В процессе визуальной оценки состояния дорожной одежды ее делят на однотипные участки длиной от 100 до 1000 м, границы которых назначают по близким состояниям одежды. Расстояния устанавливают по спидометру автомобиля. Внутри каждого участка назначают частные участки с практически одинаковым состоянием одежды. В случае наличия нескольких дефектов оценку назначают по дефекту, дающему наиболее низкое его значение коэффициента запаса прочности.

Оценку состояния элементов обустройства автомобильных дорог проводят систематически, а также посезонно. При систематических осмотрах элементов обустройства, знаков, ограждений проверяют наличие этих элементов, соответствие их расстановки схеме дислокации, выявляют их повреждения, связанные с наездами на них автомобилей, либо умышленные повреждения участниками движения, дефекты, которые могут быть устранены на месте без применения машин и сложного оборудования, а также необходимость их очистки от пыли, грязи и т.д. При оценке состояния разметки проверяют наличие и степень её износа, а также соответствие схемы реальным условиям движения. При оценке состояния элементов благоустройства автомобильных дорог (остановки, автопавильоны, площадки отдыха, видовые площадки, стоянки автомобилей и др.) выявляют поломки элементов оборудования и другие дефекты.

При сезонных осмотрах элементов обустройства дорог выявляют необходимость внесения изменений в размещение этих элементов в связи с сезонными изменениями условий движения, или дооборудования, а также их ремонта или замены по причине значительного износа.

Выпускаемая Саратовским НПЦ «Росдортех» передвижная лаборатория КП-514 МП оснащена системой видеосъемки и дополнительным рабочим местом оператора для сбора данных об инженерном оборудовании дорог (рис. 9.2). Видеосъёмка покадровая, осуществляется через задаваемый оператором интервал пути по длине дороги. Наиболее оптимально производить съемку автоматически через каждые 20 м. Для съёмки используются видеокамера или цифровой фотоаппарат, которые закрепляются в специальном кожухе на кронштейне перед лобовым стеклом лаборатории на фиксируемой высоте. Оптическая ось камеры ориентируется под определённым углом к поверхности покрытия дороги. Размещение камеры и её ориентация должны быть такими, чтобы в кадр попадала не только проезжая часть, но и элементы обустройства дороги (дорожные знаки, ограждения, переходно-скоростные полосы), были видны съезды, примыкания других дорог.

Рис. 9.2. Передвижная видеолаборатория

Снимаемое видеоизображение дороги оцифровывается, вводится в бортовой компьютер и записывается на магнитооптический диск. Скорость движения при съемке снижается до 20-30 км/час. Разработано специальное программное обеспечение, позволяющее по кадрам видеоизображения выполнять линейные измерения, включающие определение ширины проезжей части, полос движения, расстояние до объектов сбоку от дороги, высоту бордюров и ограждений, размещение дорожных знаков, указателей, размеры трещин, площадь дефектов на покрытии дороги.

Программа «Инженерное оборудование», которой оснащается передвижная лаборатория, по существу, выполняет роль полевого журнала при обследовании дороги и значительно облегчает работу операторов. Работа программы осуществляется по принципу каталога и диалога с оператором. Элементы дороги и инженерного оборудования разбиты на группы (земполотно, пересечения и примыкания, съезды и переезды, ограждения, знаки, разметка, остановочные площадки и др.), каждой из которых на экране бортового компьютера соответствует своя стилизованная картинка (иконка). После указания маркером на иконку на экран выводится перечень параметров и показателей состояния соответствующего элемента дороги или инженерного оборудования, а также варианты их качественного состояния. Например, варианты указания материала, из которого сооружен или изготовлен элемент дороги, перечень возможных дефектов и т.п. Таким образом, оператору остается, визуально оценивая элемент дороги, по существу отвечать на вопросы, которые задает программа бортового компьютера. Можно, остановив лабораторию, выйти из нее, осуществить детальный осмотр элемента, измерение вручную какого-либо параметра. Компьютер переносной, поэтому можно и с ним выйти из лаборатории, например при обследовании труб.

В последнее время передвижные лаборатории оснащаются спутниковыми навигационными системами GPS. Это приемник сигнала от одного или нескольких спутников, плата ввода сигнала в бортовой компьютер и программа обработки сигнала. Использование GPS-систем эффективно для определения географических координат трассы дороги в плане, внесения корректив в показания датчика пути передвижной лаборатории. Существуют дорогие GPS-системы, которые обеспечивают измерения с погрешностью в несколько сантиметров.

Дата добавления: 2015-06-04