Диагностика автомобильных дорог

В настоящее время автомобильные дороги служат одним из важнейших элементов транспортной инфраструктуры страны.

Повысить транспортно-эксплуатационное состояние автомобильных дорог, а также обеспечить их высокую работоспособность в реальных природно-климатических условиях возможно имея обширную теоретическую базу, а также анализируя статистику эксплуатации автомобильных дорог.

Чтобы успешно управлять процессом совершенствования дорожной сети в целом и качественным состоянием каждой дороги в отдельности, нужно иметь полное представление о том, что происходит в каждом элементе, в каждой конструкции автомобильной дороги под воздействием нагрузок автомобильного транспорта и природно-климатических факторов.

Систему управления состоянием автомобильных дорог можно рассматривать как ряд последовательных этапов или действий, направленных на достижение конечных целей и задач управления. Типовая блок-схема управления состоянием автомобильных дорог указана на рисунке 1.

Работы по диагностике и оценке состояния автомобильных дорог выполняют специализированные организации, оснащенные соответствующими передвижными лабораториями, приборами и оборудованием.

При проведении диагностики автомобильных дорог используется стандартное, унифицированное, аттестованное оборудование. Перед проведением обследований выполняется калибровка измерительных приборов.

Транспортно-эксплуатационное состояние автомобильной дороги (ТЭС АД): Комплекс фактических значений параметров и характеристик технического уровня и эксплуатационного состояния на момент обследования и оценки, обеспечивающих ее потребительские свойства.

Эксплуатационное состояние: Степень соответствия нормативным требованиям переменных параметров и характеристик автомобильной дороги, инженерного оборудования и обустройства, изменяющихся в процессе эксплуатации в результате воздействия транспортных средств, метеорологических условий и уровня содержания, включая прочность дорожной конструкции, состояние дорожного покрытия и обочин, разметки, инженерного оборудования, а также сцепные качества и ровность дорожного покрытия.

Оценка транспортно-эксплуатационного состояния: Определение степени соответствия нормативным требованиям фактических потребительских свойств автомобильных дорог, их основных параметров и характеристик.

Систематически выполняемая на протяжении всего срока эксплуатации автомобильных дорог диагностика в зависимости от условий выполнения работ разделяется:

• на полную, в ходе которой производится определение всего комплекса заданных параметров и характеристик состояния автомобильных дорог с целью установления начального фактического технического уровня и эксплуатационного состояния и сопоставления с нормативными требованиями;
• приемочную, в ходе которой осуществляется определение всего комплекса установленных параметров при сдаче автомобильных дорог в эксплуатацию после проведения дорожных работ;
• плановую, в ходе которой определяются только переменные параметры и эксплуатационные характеристики состояния дорог, такие как продольная ровность покрытия, коэффициент сцепления, повреждения дорожного покрытия (дефекты), коэффициент прочности дорожной конструкции (может производиться выборочно на участках, требующих ремонта или временного ограничения движения, установленных по результатам анализа ровности и состояния дорожного покрытия по повреждениям), предназначенную для оценки текущего транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог с целью определения потребности в ремонтных работах и обновления базы дорожных данных;
• специализированную, в ходе которой производится выявление такого комплекса параметров и характеристик состояния автомобильных дорог, которое требуется для определения причин их несоответствия установленным требованиям; данный вид диагностики рекомендуется выполнять на участках, предназначенных для ремонта, капитального ремонта или реконструкции автомобильных дорог.

Специализированная диагностика выполняется по отдельному заданию в случаях, когда следует установить причины снижения параметров и характеристик элементов автомобильных дорог (например, при выявлении причин концентрации ДТП), определить параметры и характеристики автомобильных дорог при реализации проектов реконструкции и капитального ремонта, нахождении возможности движения транспортного средства, осуществляющего перевозки тяжеловесных и/или крупногабаритных грузов по автомобильной дороге, а также в иных случаях, когда необходима актуализация информации о ее транспортно-эксплуатационном состоянии.

Условия проведения и рекомендуемая периодичность диагностики автомобильных дорог

Виды диагностики автомобильных дорог

Основными задачами диагностики являются:

• сбор и систематизация исходной информации о состоянии автомобильных дорог;
• систематическое обследование и оценка состояния автомобильных дорог;
• обоснование и назначение ремонтных мероприятий;
• формирование базы данных о транспортно-эксплуатационном состоянии автомобильных дорог;
• информационно-аналитическое обеспечение для принятия управленческих решений.

Диагностика автомобильных дорог включает четыре последовательно выполняемых этапа:

1. Подготовительные работы.

Данный этап включает: подготовку передвижных лабораторий, приборов и оборудования, комплектование бригад, подготовку соответствующих форм, журналов и таблиц, сбор архивного материала, анализ паспортов дорог и необходимой технической документации на обследуемые дороги, а также материалов предыдущих обследований; установление последовательности и сроков проведения обследования по видам работ с учетом перечня и сроков выполнения работ, содержащихся в договоре на проведение диагностики дорог; согласование работ с органом управления обследуемых автомобильных дорог.

Сбор исходной информации о дороге или об участках выполняется путем анализа существующих документов, в том числе результатов паспортизации, ранее выполненных обследований, проектной и рабочей документации, информации о выполненных ремонтных мероприятиях и др.

2. Полевые обследования.

Полевые работы выполняют с использованием передвижных лабораторий, приборов и оборудования, с помощью которых определяются параметры транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги.

Полевые работы, включают в себя:

• визуальную оценку состояния дорожных одежд и дорожных покрытий;
• визуальную оценку состояния земляного полотна и водоотвода;
• оценку продольной ровности дорожных покрытий;
• оценку прочности дорожных одежд;
• учет интенсивности движения и состава транспортного потока;
• измерение коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием;
• оценку поперечной ровности дорожного покрытия (колейности);
• оценку состояния элементов обустройства и средств организации дорожного движения;
• обследование мест концентрации дорожно-транспортных происшествий (при необходимости);
• определение параметров геометрических элементов дороги (при необходимости).

3. Камеральная обработка полученной информации, анализ с обоснованием и назначением ремонтных мероприятий.
4. Оформление отчетных материалов.

По результатам диагностики составляется отчет о транспортно-эксплуатационном состоянии обследованных автомобильных дорог, выполненный в соответствии с методиками, представленными в нормативных документах. Отчет содержит обоснование стратегии дорожно-ремонтных работ с учетом очередности их выполнения, а также информацию для формирования или обновления базы данных о транспортно-эксплуатационном состоянии автомобильных дорог и дорожных сооружений на них.

Оценка продольной ровности дорожных покрытий

Измерение ровности дорожных покрытий выполняют совместно с визуальным обследованием. При этом следует использовать профилометры различных конструкций, позволяющие определять показатель международного индекса ровности IRI по ГОСТ 33101.

Международный показатель ровности (International Roughness Index); IRI, мм/м: Отношение величины суммарного перемещения неподрессоренной массы (колеса), относительно подрессоренной (кузова автомобиля) к длине участка дороги.

Можно применять другие измерительные средства, имеющие устойчивую корреляционную связь с контрольным методом измерения неровностей профилометром, при этом коэффициент корреляции должен быть не менее 0,95.

Показатель IRI определяют по ГОСТ 33101 с помощью сертифицированного программного обеспечения или с использованием программного обеспечения, прилагаемого к профилометру.

Для оценки ровности дорожных покрытий полученные показатели IRI сравнивают с требуемыми значениями, представленными в нормативных документах.

Оценка прочности дорожных одежд

Для оценки прочности дорожных одежд выделяют участки дорог по результатам визуального обследования, на которых зафиксированы деформации, свидетельствующие о недостаточной прочности (например: сетка трещин, продольные и косые трещины, просадки, пучины и т.п.). Эти участки подлежат инструментальной оценке прочности нежестких дорожных одежд.

На выделенных участках выполняют измерение упругого прогиба по ГОСТ 32729.

Для измерения упругих прогибов следует использовать прогибомеры различных конструкций, в том числе балку Бенкельмана, применение которых удовлетворяет метрологическим требованиям в соответствии с действующими нормативными документами.

При камеральной обработке результаты измерений прогибов должны быть приведены к расчетному периоду путем учета фактической влажности грунта земляного полотна и температуры дорожного покрытия. Обработка выполняется согласно методическим положениям по оценке прочности нежестких дорожных одежд, изложенных в нормативных документах.

Рассчитанный модуль упругости дорожной одежды (минимальный с заданной надежностью при односторонней доверительной вероятности) сравнивают с требуемым модулем упругости, в результате чего определяется коэффициент прочности, который сопоставляется с требуемым для данного участка автомобильной дороги.

Учет интенсивности движения и состава транспортного потока

Учет интенсивности и состава движения транспорта выполняется автоматизировано на учетных пунктах. В случае отсутствия автоматизированного учетного пункта выполняют выборочный учет с использованием дополнительных, специальных технических средств или визуально. Методы измерения интенсивности движения регламентированы ГОСТ 32965.

Пункты учета назначаются на подходах к крупным населенным пунктам, административным и промышленным центрам, транспортным развязкам. Результаты учета распространяются на длину экономического перегона, который соединяет населенные пункты.

Оценка сцепных качеств дорожных покрытий

Оценку сцепных качеств дорожных покрытий выполняют с использованием методов по ГОСТ 33078, путем определения коэффициента сцепления и сравнения его с нормированным значением.

Коэффициент сцепления, представляющий собой отношение продольной силы, возникающей в зоне контакта шины с покрытием при ее продольном скольжении по дорожному покрытию, к вертикальной реакции дороги, определяют с помощью прибора контроля ровности и скользкости дорожных покрытий типа ПКРС. При этом можно использовать другие приборы, применение которых удовлетворяет метрологическим требованиям в соответствии с действующими нормативными документами.

Оценка поперечной ровности (колейности) дорожного покрытия

Оценку поперечной ровности (колейности) дорожного покрытия выполняют путем измерения глубины колеи по ГОСТ 32825. Допускается применять измерительные средства, регламентированные нормативными документами, такие как трехметровая универсальная рейка, двухметровая рейка и измерительный щуп, передвижные диагностические дорожные лаборатории, оснащенные системой измерения колейности и др.

Оценку колейности выполняют путем сравнения полученных значений просветов с нормативными требованиями, представленными в национальных нормативных документах.

Дополнительные полевые работы

Полевыми работами может быть предусмотрено определение геометрических параметров автомобильной дороги по ГОСТ 32825.

Дополнительные полевые работы могут также включать в себя:

• обследование мест концентрации ДТП;
• определение фактической категории существующей дороги;
• оценку обеспеченности дорожными знаками, разметкой, сигнальными столбиками, ограждениями, видимости в плане и в продольном профиле;
• обследование мест примыканий, съездов, пересечений и развязок;
• оценку обеспеченности дороги объектами сервиса, обустройства и средствами организации дорожного движения;
• фиксацию стационарных пунктов учета интенсивности движения транспорта, АЗС, СТО, пунктов медицинской помощи, снегозащитных сооружений, противошумных экранов, подземных переходов, пунктов весового контроля, дорожных зданий и сооружений, пунктов питания, метеостанций и др.

Автомобильные дороги в процессе диагностики дорог оценивают по техническому уровню и эксплуатационному состоянию. Технический уровень: степень соответствия постоянных параметров дороги требованиям движения или нормативным требованиям. К постоянным параметрам относятся параметры, не меняющиеся или незначительно меняющиеся в процессе эксплуатации:

• ширина проезжей части и земляного полотна;
• продольный и поперечный уклоны;
• длины прямых и кривых;
• радиусы кривых в плане и профиле;
• габариты мостов и др.

Оценку прочности дорожных конструкций, ровности и дефектов дорожного покрытия, а также диагностику участков, намеченных к ремонту, предпочтительней выполнять весной. При значительном протяжении обследуемых участков обследования следует начинать с южного или западного конца дороги. В местах, подверженных интенсивному солнечному облучению, испытания следует проводить раньше, чем в затенённых местах.

Паспортизация автомобильных дорог

Паспортизация автомобильных дорог выполняется на основе технического учета, по результатам которого предусматривается получение полной информации о наличии автомобильных дорог, их протяженности, техническом состоянии, качестве, степени износа отдельных конструктивных элементов, информации о наличии и состоянии инженерного оборудования, обустройства и обстановки дорог, линейных зданий и сооружений. Данные паспортизации используются для учета дорог, оценки их состояния и рационального планирования работ по дальнейшему развитию дорожной сети. Они могут являться исходной информацией для диагностики автомобильных дорог.

Различают первичный, повторный и текущий технический учет, и паспортизацию автомобильных дорог.

Первичный технический учет проводится на вновь построенных, реконструированных и введенных в эксплуатацию автомобильных дорогах, а также на существующих дорогах, не имеющих технических паспортов.

Вновь построенные, реконструированные и введенные в эксплуатацию автомобильные дороги подлежат техническому учету и паспортизации после утверждения актов приемки дороги в эксплуатацию. Технический учет в этом случае должен проводиться не позднее, чем через шесть месяцев после приемки дороги в эксплуатацию.

Повторный технический учет проводится на существующих дорогах, имеющих паспорта, но содержащих сведения не в полном объеме.

Текущий технический учет производится ежегодно по специальной программе, которая составляется по результатам анализа информации существующего технического паспорта автомобильной дороги с обоснованием необходимости измерения отдельных переменных параметров дороги таких как прочность, ровность, сцепные качества покрытия и т.п. По данным текущего учета один раз в год по состоянию на 1 января вносят изменения в паспорт дороги.

Основные нормативно-технические документы и рекомендации по диагностике и оценке технического состояния автомобильных дорог

• ГОСТ 33220-2015 «Дороги автомобильные общего пользования. Требования к эксплуатационному состоянию»;
• ГОСТ Р 50597-2017 «Дороги автомобильные и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. Методы контроля»;
• ГОСТ 33388-2015 «Дороги автомобильные общего пользования. Требования к проведению диагностики и паспортизации»;
• ОДМ 218.4.039-2018 «Рекомендации по диагностике и оценке технического состояния автомобильных дорог».

Целью диагностики автомобильных дорог является своевременное получение полной, объективной и достоверной информации о транспортно-эксплуатационном состоянии дорог и изменении условий их работы, на основе которых выполняется оценка технического состояния автомобильных дорог на соответствие нормативным требованиям документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства.

Автор: Максим Подгорнов, специалист по дорожному строительству