Politechnika Gdańska wdraża innowacyjny system pomiaru nawierzchni

To unikatowy sprzęt na polskich uczelniach – mówi Politechnika Gdańska o swoim nowym samochodzie badawczym. Pozyskany system umożliwi zaawansowane pomiary stopnia zużycia nawierzchni drogowych, autostradowych oraz lotniskowych.

fot. PG

– W ostatnich kilkunastu latach w Polsce oddano do użytku ponad pięć tysięcy samych tylko dróg krajowych i autostrad. Efektywne utrzymanie i zarządzanie tę stale rozbudowującą się siecią drogową wymaga odpowiedniej diagnostyki, oceny stanu technicznego nawierzchni. Dlatego też planujemy tworzyć strategie utrzymaniowe nawierzchni, które dostarczyłby zarządcom dróg wytyczne pozwalające uniknąć kosztownych remontów, a co za tym idzie i utrudnień w ruchu – mówi dr hab. inż. Piotr Jaskuła, prof. PG, kierownik Katedry Inżynierii Transportowej na Wydziale Inżynierii Lądowej i Środowiska PG.

Narzędziem, które ma pomóc naukowcom w opracowaniu takich strategii, jest nowy pojazd wyposażony w system do pomiaru właściwości funkcjonalnych nawierzchni, które ulegają zmianom w efekcie dużego natężenia ruchu pojazdów ciężarowych oraz na skutek działania czynników środowiskowych. Są to różnego rodzaju spękania (efekt oddziaływania niskich temperatur), koleiny (powstają podczas gorących miesięcy letnich), łaty i ubytki, ale też głębokość tekstury nawierzchni (decyduje o właściwościach przeciwpoślizgowych i jest ważna ze względu na bezpieczeństwo użytkowników dróg), oraz stopień równości nawierzchni (wpływa na komfort podróży).

Sam samochód pełni funkcję platformy badawczej. Sercem nowego narzędzia jest jeden z najbardziej zaawansowanych spośród dostępnych obecnie na świecie systemów wykorzystujących wysokiej rozdzielczości obraz i sygnał laserowy LCMS-2 (Laser Crack Measurement System).

– System ten z dużą czułością i dokładnością potrafi wyłapać uszkodzenia na większości typów nawierzchni drogowych, zarówno asfaltowych, jak i z betonu cementowego już na wczesnym etapie ich powstawania – mówi dr hab. inż. Marek Pszczoła, prof. PG, z Katedry Inżynierii Transportowej. – Pomiar opiera się na przetworzeniu obrazu 3D nawierzchni o bardzo wysokiej rozdzielczości. Specjalistyczne kamery rejestrują obraz nawierzchni wraz z obrazem linii laserowej wygenerowanej przy pomocy projektorów laserowych.

Dane pozyskane w wyniku pomiaru poddawane są automatycznym analizom, które mają na celu wykrycie uszkodzeń i deformacji, a także określenie ich szerokości i głębokości.

– Ważnym elementem systemu jest oprogramowanie, które pozwala na automatyczną ocenę i klasyfikację uszkodzeń. Co więcej, możemy nie tylko pozyskać dane, ale i na podstawie analizy tych pomiarów przewidywać występowanie zniszczeń oraz deformacji, które wpływają na trwałość nawierzchni oraz komfort i bezpieczeństwo użytkowników – dodaje prof. Marek Pszczoła.

Pojazd, który został wyposażony także m.in. w rozbudowany system GPS, który jednoznacznie lokalizuje uszkodzenia, może poruszać się z taką samą prędkością, jak inne pojazdy w ruchu, np. 100 km/h, dzięki czemu prowadzenie pomiarów nie powoduje zakłóceń w ruchu. – Jest to niezwykle ważne ze względów bezpieczeństwa użytkowników z dróg, a także dla ograniczenia kosztów społecznych i środowiskowych związanych z brakiem zatorów i korków, które mogłyby się tworzyć, gdybyśmy badania prowadzili w tradycyjny sposób – podkreśla prof. Piotr Jaskuła.

Pracownicy Zespołu Budowy Dróg, działającego w ramach Katedry Inżynierii Transportowej PG, od lat prowadzą badania naukowe oraz prace badawczo-rozwojowe, których celem jest ocena terenowa odcinków dróg oraz analiza przyczyn powstawiania uszkodzeń nawierzchni wraz z odpowiednim ich modelowaniem. Nowe narzędzie pomiarowe pozwoli dodatkowo na ocenę postępu zużycia eksploatowanych nawierzchni. W oparciu o pozyskane dane naukowcy zyskają możliwość opracowania prognoz degradacji oraz strategii utrzymaniowych nawierzchni, które będą wsparciem zarządców dróg m.in. w planowaniu interwencji.

Pojazd wraz z systemem został zakupiony w ramach grantu Gdańsk Tech Research Facilities.

Źródło: PG, JK