Как передвижные лаборатории следят за состоянием дорог

Найти трещину в дорожном покрытии, измерить глубину колеи, заблаговременно обнаружить провалы под полотном дороги — эти и другие проблемы помогают отслеживать передвижные дорожные лаборатории. Рассказываем ,как происходит мониторинг состояния улично-дорожной сети в Москве, почему машины работают по ночам и есть ли в мире аналогичные службы.

Отечественная разработка

Передвижные дорожные лаборатории были разработаны сотрудниками и студентами Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) в 2007 году. 10 специальных машин были собраны силами сотрудников, аспирантов и студентов всего за несколько месяцев. С 2008 года они появились на улицах города. В 2018-м к ним добавились еще три грузовика, оборудованных более современно, а старые лаборатории были модернизированы.

Вся начинка такой машины — полностью отечественного производства. Аналогов этой разработки в мире нет.

«Подобные зарубежные лаборатории существуют, но они выполняют, как правило, не полный комплекс обследования и стоят в разы дороже наших. При этом могут работать только в светлое время суток», — рассказывает профессор Юрий Васильев, один из авторов проекта дорожных лабораторий, заведующий кафедрой дорожно-строительных материалов МАДИ.

В других мировых столицах, конечно, тоже контролируют качество дорожного полотна. Однако подобных многофункциональных лабораторий нет нигде, и регулярные проверки такого масштаба не проводятся.

Под покровом ночи

Передвижные дорожные лаборатории находятся в ведомстве ГКУ «Экспертавтодор» и выходят на улицы столицы весной и осенью. Также их могут вызвать на место аварии (например, просадки) для проведения оперативного исследования.

Поэтапно машины обследуют каждую улицу, каждый переулок и проезжают за сезон более 21,5 тысячи километров. Передвижные лаборатории движутся со средней скоростью потока и работают по ночам, чтобы не создавать дополнительной нагрузки на дороги. Кроме того, свет и тени днем могут ухудшать качество отснятого материала. При этом мониторинг дорог проходит только при хорошей погоде.

В машине находятся два сотрудника — водитель и оператор. Они заранее получают наряд-задание (какие улицы должны проверить за смену) и следуют намеченному графику, как правило, работая до утра. Оператор на специальном мониторе следит по ходу движения за тем, чтобы все оборудование было исправно, а также выполняет функции штурмана, ведет бортовой журнал. В мониторинге участвуют аспиранты и магистры МАДИ.

Главный сканер московских дорог

Лаборатория на колесах укомплектована различными приборами, которые позволяют машине на ходу одновременно измерять большое количество показателей. На корпусе автомобиля закреплены системы замера продольной и поперечной ровности, коэффициента сцепления, геофизического зондирования (георадиотомограф) и устройство видеокомпьютерного сканирования. Все системы измерений синхронизированы и привязаны к системам GPS/ГЛОНАСС. А система видеокомпьютерного сканирования способна захватывать поверхность проезжей части на ширину до 12 метров, то есть на три полосы.

В процессе работы машина формирует узкую полоску света, в пределах которой происходит сканирование дорожного покрытия. За счет установленного на колесе датчика системе подаются сигнал об изменении положения и команда записи. Общий принцип работы схож с обычным офисным сканером.

«Каждый квадратик пять на пять миллиметров на проезжей части преобразуется в один пиксель на экране монитора. Любые дефекты и объекты на поверхности проезжей части, имеющие размеры более одного миллиметра, будут зафиксированы», — поясняет Юрий Васильев.

Лаборатория определяет качество дорожного полотна, замеряет колею, фиксирует трещины на дорожном покрытии, а также исследует состояние дороги на глубине до семи метров. Последнее позволяет выявить, где есть пустоты или переувлажнение грунта, чтобы принять превентивные меры до того, как произойдет провал.

Внутри машины размещены компьютеры и блоки приема и первичной обработки данных каждой из систем, куда записывается информация. Также в лаборатории предусмотрен дополнительный источник питания — генератор, который необходим для бесперебойной работы всех систем, включая систему освещения.

Колея двух типов

Самой актуальной для московских дорог проблемой, по словам специалистов, является колея. Она опасна тем, что может привести к потере управляемости автомобилем, особенно если скапливается вода. Машину будет просто выбрасывать из полосы движения. По нормативу, если глубина колеи превышает два сантиметра, дорожное полотно необходимо ремонтировать.

«В последние годы мы говорим о том, что колею надо разделять на пластическую, которая образуется в теплое время года под действием тяжелого транспорта, и износную: она образуется зимой под действием шипованной резины. Первый вопрос отчасти удалось решить, ограничив движение тяжелых грузовиков по городу днем. На МКАД основная колея сегодня — на левых полосах движения, так как по ним едут автомобили с наибольшей скоростью, оборудованные шипованной резиной. Второй вопрос решить системно пока не удается. Запретить шипованные шины сегодня невозможно. Есть только один вариант — ограничивать скорость», — заключает Юрий Васильев.

Эксперт отмечает, что важным фактором, влияющим на скорость разрушения дорожного полотна, является климат. Шипованные шины, осадки и минусовые температуры постепенно разрушают асфальтобетон.

После смены полученный передвижной лабораторией материал передают в офис камеральной обработки. Данные внимательно изучают, обрабатывают и формируют отчет о состоянии объекта улично-дорожной сети. Результаты мониторинга направляют в ГКУ «Экспертавтодор» для принятия решений о ремонтных работах на конкретном участке дороги.