Infrastruktura transportu II w3

Infrastruktura transportu II

DIAGNOSTYKA NAWIERZCHNI

DROGOWYCH I LOTNISKOWYCH

Czy moŜna dzisiaj budować dobre drogi bez ich właściwej

diagnostyki? Bądź jeszcze bardziej stanowczo: po co wydawać

pieniądze na diagnostykę, jeśli wiadomo, Ŝe i tak jest źle? Takie

pytania pojawiają się co jakiś czas w ogólnonarodowej debacie na

temat polskich dróg.

Pytania na pierwszy „rzut oka” jak najbardziej sensowne, zwaŜywszy

na ciągły deficyt środków finansowych na budowę nowych dróg, a

takŜe na remonty tych mocno zdewastowanych.

Nasze drogi są „chore”, ale nie ma na nie jednego panaceum by je

„uzdrowić”, no chyba Ŝebyśmy mieli nadmiar pieniędzy, ale i w

takiej sytuacji taniej jest zrobić diagnostykę.

Nawierzchnia drogowa charakteryzuje się specyficznymi

warunkami pracy i zuŜywania się, dlatego teŜ jej diagnostyka

posługuje się równie specyficznymi metodami i środkami.

W tym przypadku jej zadania obejmują:

- diagnozę – określenie bieŜącego stanu,

- genezę – określenie przyczyn powstawania aktualnego

stanu,

- prognozę – określenie czasu przyszłej zmiany stanu

nawierzchni

Dla celów diagnostyki wydziela się pojęcia: diagnostyki całej

konstrukcji nawierzchni oraz nawierzchni górnej warstwy

nawierzchni naraŜonej bezpośrednio na oddziaływania kół

pojazdów.

Celem diagnostyki jest określenie stanu technicznego warstw

powierzchniowych nawierzchni za pomocą obiektywnych

metod oraz ustalenie środków podwyŜszających trwałość,

efektywność i niezawodność uŜytkową.

Diagnostyka nawierzchni drogowych jest jak najbardziej

potrzebna i to przede wszystkim ze względu na właściwe

prowadzenie polityki finansowej.

To właśnie badania diagnostyczne dają podstawową

podpowiedź administracji drogowej jaki powinien być zakres

remontu i kiedy naleŜy go wykonać.

Badania diagnostyczne nawierzchni są niezbędne:

- projektowaniu wzmocnień i remontów nawierzchni drogowych i

lotniskowych (takie dobieranie cech warstwy, aby umoŜliwić jak

najwyŜszy stopień bezpieczeństwa, wygody i ekonomiki jazdy,

- badaniach jakości wykonania nowych i modernizowanych dróg

(diagnostyka kontrolna, badanie warstwy ścieralnej),

- zbieraniu danych do systemów oceny stanu nawierzchni

(diagnostyka eksploatacyjna, badanie warstwy ścieralnej w czasie

uŜytkowania).

Syntetyczne ujęcie poszczególnych rodzajów diagnostyki

warstwy ścieralnej

Do podstawowych badań diagnostycznych nawierzchni

drogowej zaliczamy:

Pomiar ugięć nawierzchni, czyli zdolność nawierzchni do

przenoszenia obciąŜeń od pojazdów. Obecnie ma to

szczególne znaczenie, gdyŜ jesteśmy w trakcie procesu

dostosowywania głównych ciągów tranzytowych

(ok. 3000 km dróg) do wymagań unijnych w tym zakresie.

A te wymagania nakładają na Polskę zobowiązanie

dostosowania do roku 2010 nośności tych dróg do

przenoszenia obciąŜenia równowaŜnego 115 kN na oś

pojazdu.

Do podstawowych badań diagnostycznych nawierzchni drogowej

zaliczamy:

• Badanie współczynnika tarcia koła pojazdu samochodowego z

powierzchnią nawierzchni. Badania takie wykonywane są co roku na

głównych drogach krajowych.

• Badanie cech geometrycznych nawierzchni takich jak równość podłuŜna

i poprzeczna (głębokość kolein) nawierzchni. Cecha bardzo istotna w

ocenie stanu nawierzchni, a często najwaŜniejsza przy podjęciu decyzji o

remoncie.

• Badanie grubości konstrukcji nawierzchni i jej stanu. Układy

konstrukcyjne na naszych drogach, i jest to pewna zaszłość historyczna, są
często nietypowe. Dlatego teŜ bardzo istotne jest rozpoznanie rzeczywistej

konstrukcji przed podjęciem decyzji np. o zakresie jej remontu.

Pomiar ugięć nawierzchni drogowych i lotniskowych

Pomiar ugięć nawierzchni ugięciomierzem dynamicznym jest

najwaŜniejszym badaniem słuŜącym do projektowania wzmocnienia

nawierzchni drogowych. Pozwala ono na określenie pozostałej trwałości

konstrukcji drogowej, która jest przewidziana do modernizacji.

Na tej podstawie oraz w oparciu o prognozowaną wielkość ruchu

drogowego określa się wielkość (grubość) wzmocnienia oraz technologię

jego wykonania. W większości krajów ugięciomierz dynamiczny FWD

(Falling Weight Deflectometer) staje się lub jest najbardziej powszechnie

stosowanym urządzeniem do oceny nośności.

Oceniane są zarówno w trakcie budowy, jak i po wykonaniu, róŜne typy

nawierzchni, najczęściej dróg i lotnisk, a takŜe duŜych powierzchni

przemysłowych

Stosuje się róŜne metody pomiarów ugięć, które zaliczane są do grupy tzw. badań

nieniszczących NDT (Non Destructive Testing). Wykorzystywane w tych metodach

urządzenia moŜna podzielić na sześć kategorii:

• pomiar ugięć od obciąŜeń statycznych – Belka Benkelmana,

• pomiar ugięć za pomocą belki zautomatyzowanej – Lacroix,

• pomiar ugięć od obciąŜeń dynamicznych – Curviameter,

• pomiar ugięć od obciąŜeń harmonicznych – Road Rater,

• pomiar ugięć od obciąŜeń udarowych – FWD (Falling Weight

Deflectometer), HWD (Heavy Weight Deflectometer).

• pomiar propagacji fali – SPA (Seismic Pavement Analizer).

Ugięciomierze udarowe to w ostatnich latach urządzenia

najczęściej stosowane w ocenie nośności nawierzchni.

Aparaty wykorzystywane są w pomiarach na róŜnych

typach nawierzchni, najczęściej dróg i lotnisk oraz do oceny

duŜych powierzchni przemys

owych.

Urządzenia te moŜna podzielić na dwie grupy: FWD -

symulujące nacisk do 120 kN i stosowane g

ównie na

drogach oraz HWD (Heavy Weight Deflectometer) - „nieco”

cięŜsza odmiana zwyk

ych ugięciomierzy, symulujące

nacisk nawet do 250 kN stosowane są jedynie do oceny

nawierzchni lotnisk.

FWD wywo

uje obciąŜenie przez zrzucenie cięŜaru na uk

ad t

umiący zamontowany na p

ycie

naciskowej. Elementy systemu takie jak cięŜar, uk

ad t

umiący oraz wysokość zrzutu mogą być

kaŜdorazowo zmieniane w celu uzyskania za

oŜonego obciąŜenia. Wartości ugięć mierzone są przez

czujniki w centrum obciąŜenia oraz w kilku ustalonych od punktu obciąŜenia odleg

ościach.

Normalnie rejestrowane są podczas pomiarów jedynie maksymalne wartości obciąŜeń i ugięć.

W zaleŜności od typu nawierzchni, przyjętych w metod projektowania lub dla celów badawczych

stosowane są róŜne wielkości obciąŜeń. Dla dróg najczęściej symulowane jest obciąŜenie o wartości

5kN co odpowiada naciskowi ko

a bliźniaczego osi 100 kN.

Czujniki ugięć

W zaleŜności od marki FWD stosowane są trzy rodzaje czujników ugięć: geofony,

akcelerometry oraz sejsmometry. W większości produkowanych obecnie urządzeń

stosowane są geofony.

Płyta naciskowa

Płyta naciskowa słu

y do przekazania impulsu

obci

ąŜ

enia na nawierzchni

. W zale

ci od typu

nawierzchni, przyj

tych metod projektowania lub dla

celów badawczych stosowane s

płyty ró

ce si

budowa i wielko

Do pomiaru ugi

ęć

nawierzchni asfaltowych

wykorzystuje si

płyty stalowe o

rednicy 300 mm

z poduszk

gumow

grubo

ci min. 5mm, która

stosowana jest w celu zapewnienia dobrego kontaktu

płyty z nawierzchni

Niektóre z urz

dze

wyposa

one s

w płyty z

odpowiednio dobranego polichlorku winylu o grubo

20 mm bez poduszki, w innych stosowane s

tzw.

płyty segmentowe, podzielone na dwie lub cztery

ęś

ci z poduszk

gumow

grubo

ci do 20 mm.

Ugięciomierz FWD jest jednym z tych urządzeń, które pozwalają

inŜynierowi opisać i zrozumieć strukturalne zachowanie nawierzchni.

Wyniki pomiarów muszą być tak przetworzone, aby mog

y być

wykorzystane w procesie oceny stanu nawierzchni.

Przed przystąpieniem do pomiarów ugięć naleŜy określić cechy

powierzchniowe nawierzchni (ocena wizualna, pomiar g

bokości kolein

itp.), prawdopodobne przyczyny zaobserwowanych uszkodzeń oraz

konstrukcję nawierzchni, wykorzystując przy tym klasyczne jak

i nowoczesne metody pomiaru np. Pentoradar.

Mając te dodatkowe ale waŜne informacje moŜna podjąć decyzję o tym czy

i w jaki sposób przeprowadzić pomiary ugięć nawierzchni.

Zestaw FWD i HWD

Metody radarowe oceny konstrukcji nawierzchni

Radar przypowierzchniowy i podpowierzchniowy wysyła falę

elektromagnetyczną w głąb konstrukcji nawierzchni za

pomocą anteny zainstalowanej na pojeździe badawczym lub

przenośnym. Wyemitowane promieniowanie odbijane jest z

powrotem do anteny.

Do metod symulacyjnych moŜna równieŜ zaliczyć

penetroradar ARC. System generuje impulsy fali

elektromegnetycznej emitowane przez antenę, która

jednocześnie odbiera sygnały odbite od granic między

warstwami o róŜnych właściwościach elektromagnetycznych.

Dane przekazywane są do zespołu kontroli radaru i

wyświetlane na monitorze komputera w formie wykresu

kolejnych sygnałów, w zaleŜności od przebytego dystansu

System ARC daje ciągłą informację o rodzaju konstrukcji

nawierzchni, grubościach poszczególnych warstw, odcinkach

jednorodnych oraz o występujących zmiennościach

i anomaliach.

Wykorzystanie GPR pentroradaru – do analizy konstrukcji

nawierzchni

Zastosowanie technik radarowych do rozpoznania konstrukcji

nawierzchni drogowych ma juŜ swoją historię. Tradycyjne metody
czyli odwierty mają swoje bezsprzeczne zalety, ale mają teŜ wady.

Oprócz wysokiego kosztu wykonania jednego odwiertu do wad tej

techniki moŜna zaliczyć czasoch

onność wykonania oraz ograniczona

ilość informacji jaką dostarcza jeden odwiert.

Odwierty sprawdzają się przede wszystkim na krótkich odcinkach lub

gdy potrzebne są informacje o konstrukcji nawierzchni dotyczące

konkretnego miejsca na drodze. W przypadkach d

ugich odcinków,

gdy niezbędne są dane o nawierzchni na ca

ym odcinku (w sposób

ciąg

y) bardzo pomocne staje się wykorzystanie GPR.

GPR jest waŜnym uzupe

nieniem klasycznych metod

rozpoznania konstrukcji nawierzchni, co więcej, pozwala na
uzyskanie dodatkowych informacji o drodze i jej stanie. Równie
waŜne jest stwierdzenie, Ŝe zastosowanie GPR nie powinno
wykluczać wykonania odwiertów – technologie te powinny się
uzupe

niać.

Podstawowe zalety GPR:
- ci

gło

ść

pomiaru na całym odcinku

- szybko

ść

pomiaru

- bezpiecze

stwo wykonywania pomiaru

- dodatkowe informacje o stanie nawierzchni

Zasada pomiaru radarowego polega na

analizie odbicia fal wysyłanych w kierunku

nawierzchni.

Poniewa

dko

ść

rozchodzenia si

fal w

ró

nych o

rodkach (np. beton asfaltowy,

piasek itp.) jest ró

na, znaj

c charakterystyki

fizyczne ró

nych materiałów i pr

dko

ci fal

na okre

grubo

ci warstw od których

nast

puje odbicie sygnału.

Pomiar dokonywany jest przez pojazd

wyposa

ony w cyfrowy system GPR, zwykle

z kilkoma rodzajami anten radarowych.

Dokładno

ść

pomiaru cech nawierzchni zale

od cz

stotliwo

ci próbkowania systemu, która

jest kontrolowana przez cz

stotliwo

ść

radaru

(anten

) i pr

dko

ść

pojazdu. Przy pr

dko

ci 80

km/h typowa cz

stotliwo

ść

próbkowania wynosi

jeden impuls co 0.5 m, a wi

c elementy o

wielko

ci mniejszej ni

0.5 m mog

zosta

„zgubione". Powierzchnia analizowana przez
radar zale

y od konfiguracji anteny i zwykle

wynosi około 300 mm (długo

ść

) na gł

boko

300 mm.

Do poprawnej interpretacji wyników niezb

dne

jest wykonanie odwiertów kalibruj

cych,

okre

laj

cych rodzaj materiału w nawierzchni

oraz kalibruj

cych pr

dko

ść

impulsu fali

radiowej. Dla kalibrowania zwykle wykonuje si

odwiert co 10 km na drogach zamiejskich i 5 km
na drogach miejskich. Optymalne poło

enie

miejsc do wykonania odwiertów lokalizowane
jest po wst

pnej obróbce danych.

rys. 3

Penetroradar – wspomaganie zarz

dzania

sieci

drogow

Dane na poziomie zarz

dzanej sieci drogowej

zawieraj

zwykle informacje z:

- wizualnej oceny stanu,

- równo

ci poprzecznej,

- równo

ci podłu

nej,

- współczynnika tarcia,

- ugi

ęć

Wykorzystywane s

do planowania bud

etów,

ustalania kolejno

ci remontowania (wyboru

odcinków).

Na podstawie zebranych informacji

zarz

dzaj

cy jest w stanie okre

strategi

utrzymania sieci na najbli

szy okres oraz plan

wieloletni.

Penetroradar – do przygotowania remontu drogi

Przygotowanie projektu remontu drogi wymaga posiadania zestawu

danych, dzi

ki którym in

ynier technolog nawierzchni mo

e przygotowa

wła

ciw

koncepcj

remontu.

Do takich danych nale

Ŝą

- informacje o konstrukcji nawierzchni na całym odcinku,

- informacje o ugi

ciach nawierzchni,

- informacja o stanie powierzchni,

- informacje o odkształceniach,

- informacje o cechach materiałowych poszczególnych warstw

nawierzchni,

- informacje o stanie podbudowy, rozwarstwieniach mi

dzy warstwami

bitumicznymi itd.

Badanie współczynnika tarcia

Badanie współczynnika tarcia koła pojazdu

samochodowego z powierzchnią nawierzchni

przeprowadza się za pomocą urządzeń symulujących

hamowanie koła samochodu w trakcie jego ruchu po

jezdni przy określonych prędkościach. Na świecie

stosowanych jest kilkanaście takich urządzeń. W

Polsce, czym warto się pochwalić, mamy urządzenie

zbudowane według własnych: idei, metody i projektu

– jest to zestaw SRT-3

Przebieg momentu hamuj

cego W(t), siły przyczepno

ci F(t)

i pr

dko

ci k

towej koła pomiarowego w

(t) w cyklu hamowania

przyczepy dynamometrycznej

Dzi

ki oryginalnym rozwi

zaniom SRT-3 posiada szereg zastosowa

i mo

liwo

ci:

•

pomiar współczynnika przyczepno

ci przy pełnej blokadzie koła pomiarowego

dwoma metodami, tj poprzez pomiar momentu hamuj

cego i przez bezpo

redni

pomiar siły przyczepno

ci,

•

pomiar maksymalnej warto

ci współczynnika przyczepno

(przy danej pr

dko

ci pomiarowej),

•

pomiar siły oporów toczenia,

•

pomiar współczynnika przyczepno

ci na łukach,

•

pomiar siły w zawieszeniu przyczepy dynamometrycznej,

•

liwo

ść

okre

lenia współczynnika przyczepno

ci w funkcji po

lizgu wzgl

dnego.

Współczynnik przyczepno

ci wzdłu

nej w funkcji po

lizgu wzgl

dnego

Dane techniczne zestawu pomiarowego SRT-3

•

obci

ąŜ

enie nominalne koła pomiarowego - 2943 N (300 kG)

•

nominalna pr

dko

ść

pomiarowa - 60 km/h

•

zakres pr

dko

ci pomiarowych - 30 - 120 km/h

•

opona pomiarowa: 185/70 R14 Barum Bravura (Continental) oraz

165 R15/PIARC-Vredestain gładka z obwodowymi rowkami (opona

wzorcowa)

•

masa całkowita - 370 kg

•

hydropneumatyczny system hamowania

•

pneumatyczny system wypływu wody

•

regulowany czas hamowania

•

regulowany czas u

redniania mierzonych warto

Badanie cech geometrycznych nawierzchni

Obecnie powszechnie na całym świecie stosuje się do pomiarów cech

geometrycznych drogi urządzenia oparte na wykorzystaniu laserów zwane

profilografami laserowymi.

Profilograf laserowy jest urządzeniem umoŜliwiającym dokonywanie pomiarów

podstawowych parametrów dróg, takich jak:

• równość podłuŜna nawierzchni (określana zazwyczaj wskaźnikiem

IRI – International Roughness Index),

• równość poprzeczna nawierzchni (określana jako głębokość kolein),

• hipotetyczna głębokość filmu wodnego w koleinie,

• spadki podłuŜne drogi,

• spadki poprzeczne,

• promienie łuków poziomych drogi,

• tekstura nawierzchni.

Pomiar równości podłuŜnej

Do pomiaru równości podłuŜnej mogą być

stosowane przyrządy opisujące nierówności

powierzchni geometrycznej warstwy wierzchniej.

Urządzenie APL naleŜy do grupy profilografów o

inercyjnej bazie pomiarowej, który rejestruje profil

podłuŜny o długościach mieszczących się w

przedziale od 0,5 m do 50 m.

Aparat APL do pomiaru równości podłuŜnej

Do pomiaru równości moŜna równieŜ zastosować metodę

symulacyjną. Aktualnie jedno z najnowocześniejszych

urządzeń – profilometr laserowy rejestruje powierzchnie

geometryczną piętnastoma laserami mierzącymi odległość od

powierzchni geometrycznej warstwy wierzchniej.

Zamontowany wewnątrz belki układ inercyjny rejestruje

wszelkie jej ruchy. Na lewym tylnym kole zamontowano

czujnik licznika przejechanej odległości. W czasie pomiarów

dane z laserów, układu inercyjnego i licznika drogi

gromadzone są w komputerze i prezentowane graficznie w

czasie rzeczywistym.

Podstawowe dane techniczne i wymagania dla profilografu

• prędkość pomiarowa: do 100 km/h,

• krok pomiarowy (częstotliwość próbkowania) czujnika do tekstury:

<0,25 mm,

• zakres pomiarowy (względem ustalonej odległości czujnika tekstury

od drogi): I 32 mm,

• oprogramowanie umoŜliwiające m.in. wyznaczenie współczynnika

IRI (International Roughness Index),

• min. 7 czujników laserowych do pomiaru profilu poprzecznego drogi,

• parametry pomiarów równości poprzecznej i podłuŜnej zgodne z

normami europejskimi.

Kombajnem pomiarowym, pracującym w krajach

europejskich jest pojazd ARGUS pracujący na niemieckich

drogach. Pojazd pomiarowy dzięki 8 kamerom video

rejestruje: elementy pasa drogowego (3 kamery), a 5 kamer

video słuŜy do rejestracji szczegółów stanu powierzchni

geometrycznej warstwy wierzchniej. Zastosowanie

sztucznego oświetlenia (lampy stroboskopowe) powoduje, Ŝe

mamy doskonałą jakość zdjęć video. Z przodu pojazdu na

belce zainstalowane są 33 czujniki laserowe mierzące

odległość między belką a powierzchnią geometryczną

warstwy wierzchniej.

dko

ść

pomiarowa pojazdu wynosi do 100 km/h, wi

c nie wprowadza on

kszych zakłóce

w ruchu pojazdów na drodze. Pojazd ten wyposa

ony jest w

1-3 kamer video do rejestracji ogólnej drogi i jej otoczenia oraz 3-5 kamer do
rejestracji szczegółów stanu nawierzchni. Oprócz zapisu video stanu powierzchni
pasa drogi ARGUS pozwala na pomiar:

•równo

ci poprzecznej (koleiny),

•równo

ci podłu

nej,

•spadków nawierzchni.

Program do ogl

dania zarejestrowanego przejazdu.

Pomiar uszkodze

powierzchniowych

Pomiar uszkodze

powierzchniowych takich jak p

kni

cia, łaty,

wyboje, przebitumowania odbywa si

dzi

ki zapisowi video z 3

kamer umieszczonych w tylnej cz

ęś

ci pojazdu ARGUS

Czarno-biały obraz odtwarzany z zapisu podczas sesji interpretacji zdj

ęć

pozwala na zlokalizowanie p

kni

ęć

o szeroko

ci rozwarcia powy

ej 1 mm.

Uzyskanie tak du

ej dokładno

ci obrazu mo

liwe jest dzi

ki zastosowaniu

lamp stroboskopowych. Dodatkowo mo

liwa jest półautomatyczna lokalizacja

kni

ęć

zarejestrowanych na filmie.

Przykładowe uszkodzenie

widoczne na zapisie video - łata
i p

kni

cie powierzchni.

Pomiar równo

ci poprzecznej (kolein)

Jednym z najpowszechniej wyst

puj

cych zniszcze

nawierzchni bitumicznych s

deformacje

przekroju poprzecznego (koleiny). Lokalizowanie wyst

powania kolein o gł

boko

przekraczaj

cej warto

ci krytyczne ma bardzo du

e znaczenie z punktu widzenia

bezpiecze

stwa u

ytkownika drogi.

Pojazd ARGUS wyposa

ony jest w belk

poprzeczn

zawieszon

w przedniej cz

ęś

ci pojazdu.

Na belce zainstalowane s

33 czujniki laserowe mierz

ce odległo

ść

dzy belk

nawierzchni

Szeroko

ść

belki pomiarowej z czujnikami laserowymi jest regulowana i mo

e wynosi

2,5 lub

3,5 m. Pomiar wykonywany jest sekwencyjnie co 100 cm, uzyskuje si

w ten sposób profil

poprzeczny powierzchni pasa ruchu

Wizualizacja poprzecznej nierówno

ci nawierzchni w postaci na wykresów oraz cieniowanego rysunku

Na podstawie przeprowadzonego pomiaru gł

boko

ci kolein, oprogramowanie komputerowe pozwala

na obliczenie teoretycznej gł

boko

ci wody w koleinach.

Pomiar równo

ci podłu

nej

Parametr równo

ci poprzecznej jest zwi

zany głownie z komfortem

jazdy. Do jego pomiaru w poje

dzie ARGUS wykorzystuje si

tak

zestaw czujników laserowych.

Belka z czujnikami laserowymi umieszczona po prawej stronie pojazdu ARGUS.

Ocena stanu nawierzchni z betonu cementowego metodą

ultradźwiękową

Pomiar gęstości nawierzchni

Metoda sklerometryczna (młotek Schmidta)

Metoda ta słuŜy do oceny cech mechanicznych materiału na

podstawie twardości powierzchniowej. Młotek Schmidta

określa twardość powierzchniową na podstawie pomiaru

odskoku od badanej powierzchni cięŜaru uderzającego z

określoną siłą. Uderzenie jest wywoływane układem

spręŜynowym młotka

Systemy utrzymania nawierzchni

drogowych – PMS

(Pavement Management System)

Utrzymanie istniejących sieci drogowych, dróg lotniskowych

stanowi jeden z największych problemów administracji

drogowej, a środki materialne i finansowe rzadko w pełni

zaspokajają potrzeby w tym zakresie.

Dlatego teŜ w latach 60-tych pojawiła się koncepcja

stworzenia systemu utrzymania nawierzchni PMS).

System utrzymania nawierzchni definiuje się jako

skoordynowany zespół czynności zmierzających do

osiągnięcia najlepszego wykorzystania dostępnych środków

w celu uzyskania złoŜonego poziomu cech eksploatacyjnych

nawierzchni umoŜliwiający bezpieczny i wygodne poruszanie

się pojazdu.

Podstawowe cele PMS:

-utrzymanie moŜliwie najlepszego stanu nawierzchni

zapełniającego jej ciągłość eksploatacyjną,

- systematyczną obserwację i analizę stopnia zuŜycia

nawierzchni,

- sporządzenie i przedstawianie opinii o stanie istniejącym

drogi wraz z propozycjami zabiegów utrzymaniowych

i renowacyjnych,

- określenie metody zminimalizowania w załoŜonym czasie

ponoszonych kosztów utrzymania nawierzchni

Realizacja wymienionych celów PMS wymaga

dysponowania niezbędnymi procedurami, kryteriami lub

metodami m.in.:

- wizualne określenie stanu nawierzchni (komfortu jazdy,

szorstkości nawierzchni itp.),

- nieniszczące określenie wytrzymałości (nośności),

- określenie Ŝywotności nawierzchni,

- określenie rodzaju i terminu zabiegów utrzymaniowych

i renowacyjnych.

System utrzymania nawierzchni w swej klasycznej
postaci jest dwustopniowy obejmujący dwa szczeble:
- I – sieci,
- II - odcinek

Pierwszy szczebel dotyczy sieci drogowej jako całości i
obejmuje sporządzanie inwentaryzacji danych, a jego
zasadniczym zadaniem jest opracowanie generalnego
programu i harmonogramu prac np.:
- stworzenie tzw. Banku Danych Drogowych,
- ogólna wizualna ocena stanu nawierzchni,
- prognozowanie Ŝywotności nawierzchni,
- przygotowanie długofalowego programu prac

Drugim, obok kompleksowego porównywania wariantów
inwestycji drogowych, niezwykle istotnym

obszarem zastosowania PMS jest planowanie utrzymania dróg w
obrębie całych sieci drogowych. W

tym kontekście PMS wspomaga Zarządcę w udzieleniu
odpowiedzi na trzy fundamentalne pytania:

które odcinki sieci drogowej powinny zostać poddane zabiegom

utrzymaniowym?

jakie zabiegi naleŜy zastosować?

kiedy (w którym roku kalendarzowym) naleŜy je

przeprowadzić?

KaŜdemu programowi utrzymania nawierzchni przypisane są z jednej strony

koszty realizacji, z drugiej zaś korzyści, wynikające z jego przeprowadzenia.

Systemy utrzymania nawierzchni PMS umoŜliwiają kalkulację tych kosztów i

korzyści na przestrzeni długiego, wieloletniego horyzontu planowania oraz

optymalizację programów utrzymaniowych.

Model PMS składa się z szeregu modeli składowych (submodeli).

Model stanu nawierzchni

Model ten jest najistotniejszym z modeli PMS. Opisuje on stan
eksploatacyjny nawierzchni poprzez wskaźniki stanu:

- równość podłuŜna,

- głębokość kolein,

- współczynnik przyczepności,

- wskaźniki uszkodzeń powierzchniowych,

- wskaźnik przydatności uŜytkowej.

Model konstrukcji nawierzchni

Konstrukcja nawierzchni moŜe być modelowana z róŜnym

stopniem szczegółowości.

KaŜda warstwa charakteryzowana jest trzema parametrami:

grubość, typ oraz rok wbudowania. Model nawierzchni

uwzględnia ponadto parametry podłoŜa naturalnego.

Model degradacji stanu nawierzchni

Modele degradacji stanu nawierzchni opisują jego zmienność w

czasie pod wpływem oddziaływania transportowego oraz

czynników klimatycznych i atmosferycznych.

Modele degradacji odnoszą się do poszczególnych wskaźników

stanu.

Model przedsięwzięć utrzymaniowych

Wszystkie typy przedsięwzięć utrzymaniowych, będących

przedmiotem planowania w ramach

PMS są poddane standardyzacji. KaŜdemu typowi

przypisywane są koszty jednostkowe oraz

określana ich skuteczność

Modele ruchu

Modele ruchu obejmują prognozę ruchu, w tym takŜe prognozę

struktury rodzajowej oraz

koszty ruchu w zaleŜności od stanu eksploatacyjnego

nawierzchni, jak równieŜ ocenę

zakłóceń płynności, spowodowanych realizacją robót

utrzymaniowych.

W drugim szczeblu opierając się o ustalenia generalne

dla całej sieci rozpatruje się zagadnienia szczegółowe dla

poszczególnych odcinków drogi. Poszczególne etapy

działań są podobne, lecz analizy i oceny dokonuje się

bardziej wnikliwie. Po określeniu rodzaju, wielkości i

kosztów robót przystępuje się do bezpośredniej jej

realizacji.

Bank Danych Drogowych

Są to zbiory danych o drodze i

nawierzchni, oprogramowanie i

algorytmy, sprzęt komputerowy,

ludzie i organizacja obsługi.

NaleŜy tutaj podkreślić, Ŝe baza

danych o drogach jest czynnością

gromadzenia i przechowywania

danych.

Podstawowe dane gromadzone w Banku Danych

Drogowych

-historia drogi (czas budowy, rodzaj warstw, technologii,

zabiegi utrzymaniowe),

- geometria drogi (plan sytuacyjny, szerokość i liczba

pasów ruchu, profil podłuŜny, przekroje poprzeczne,

skrzyŜowania, przejścia dla pieszych, wysokość nasypu i

głębokość wykopu),

- cechy eksploatacyjne (nośność, szorstkość, równość

podłuŜna i poprzeczna, uszkodzenia),

- wyposaŜenie i oznakowanie (lokalizacja znaków

drogowych, oświetlenia, odwodnienia,

Podstawowe dane gromadzone w Banku Danych

Drogowych

- charakterystyka ruchu (struktura rodzajowa, natęŜenie,

prędkość, daty pomiarów),

- wypadkowość (miejsca wypadków, daty, powody,

straty),

-Podział administracyjny (przynaleŜność, klasa

techniczna).

Dobrze stworzony BDD powinien realizować

następujące funkcje uŜytkowe:

-zbieranie i przechowywanie danych,

- konsultowanie zbiorów i sprawdzanie ich zawartości,

- wykonanie analiz i wyliczanie standardowych

wskaźników oceny stanu nawierzchni,

- wykonywanie czynności optymalizacyjnych.

Wyniki takich analiz moŜna wykorzystać do

programowania robót utrzymaniowych oraz do tworzenia

tzw. modeli Ŝywotności nawierzchni.

Modele Ŝywotności nawierzchni