Инновации в измерениях и оценке колейности дорожных покрытий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

Инновации в измерениях и оценке колейности дорожных покрытий

Технические науки

№56-3

Меньшиков Александр Михайлович, кандидат наук, доцент

Архангельск 11.12.2016

Аннотация

В публикации рассматриваются технические аспекты инновационного метода измерения и оценки колейности усовершенствованных дорожных покрытий с помощью фотограмметрической системы, входящей в состав оборудования передвижной дорожной лаборатории «ТРАССА».

ПДЛ «ТРАССА», автомобильные дороги, колейность, поперечная ровность, фотограмметрический метод измерения

В Архангельской области сотрудниками САФУ с помощью передвижной дорожной лаборатории «ТРАССА» (далее - ПДЛ «ТРАССА»), принадлежащей Высшей инженерной школе САФУ, впервые реализуется фотограмметрический метод измерения и оценки колейности покрытий автомобильных дорог.

Оборудование для определения параметров поперечной ровности (колейности), включающее два плоскостных лазерных излучателя и две высокочувствительные видеокамеры, монтируется на автомобиле ГАЗ-3221 «Газель». Система измерений использует штатную энергоустановку и аппаратуру измерительно-вычислительного комплекса ПДЛ «ТРАССА»: датчик пройденного пути - энкодер, малогабаритную интегрированную навигационную систему с гироскопами крена и тангажа, аналого-цифровой преобразователь сигнала, источник бесперебойного питания, сумматор и бортовой компьютер в вибростойком исполнении.

Два лазерных излучателя, оптически развернутых в треугольную плоскость на угол 60° и установленных под углом 25° к поверхности дорожного покрытия, дают на покрытии две линии, образующие перекрестие по центру съемки покрытия. Лучи лазеров в зависимости от ровности дорожного покрытия изменяют свою форму от прямой линии на ровном покрытии (рис. 1) до некоего криволинейного профиля на покрытии с наличием колейности (рис.2). Высокочувствительные видеокамеры фиксируют сведенные в стереокадре точки дорожного покрытия в каждом сечении с заданным шагом измерения (1,5,10,25,50,100 м).

Система позволяет производить непрерывное измерение параметров колейности на полосе шириной 3,6 м с точностью по глубине 1 мм. Измерения производятся в движении ПДЛ «ТРАССА» со скоростью до 50 км/ч [1].

Непосредственно перед началом измерений выполняются юстировки аппаратуры фотограмметрического комплекса. Юстировки проводятся на горизонтальном ровном покрытии в соответствии с размеченной на нем схемой, с применением имитирующих неровности покрытия предметов (деревянных брусков) толщиной 40…70 мм. Юстировочные работы включают регулировку 2-х плоскостных лазеров и 2-х видеокамер, установленных на выдвижной ферме на крыше ПДЛ «ТРАССА». В процессе юстировки на мониторе бортового компьютера отображается развертка линии пересечения лазерных плоскостей с дорожным покрытием и ее искривление масштабирующими объектами (рис.1).

Процесс измерений осуществляется проходами ПДЛ «ТРАССА» по полосам проезжей части дороги с включенной измерительной аппаратурой и светосигнальными средствами (рис. 2), с привязкой пройденного пути к пикетажу или к стартовой позиции машины с помощью датчика пройденного пути, смонтированного на ступице заднего левого колеса. Развертка профиля колеи в створах с заданным шагом измерения и оценочный показатель непрерывно отображаются на мониторе бортового компьютера в онлайновом режиме (рис. 3).

Рисунок 1. Юстировка фотограмметрической системы ПДЛ «ТРАССА: а - установка машины на площадке; б - разметка схемы на асфальте; в - отображение процесса масштабирования на мониторе оператора

Фотограмметрический метод измерения колейности в сравнении с другими методами позволяет получить аналоговые развертки сечений колеи и оценить их параметры, при этом он обеспечивает повышенную точность измерений [1].

Рисунок 2. Процесс измерения параметров колейности аппаратурой ПДЛ «ТРАССА»

Рисунок 3. Отображение процесса измерений на мониторе бортового компьютера

Кроме того, данному методу свойственна высокая производительность. В частности, в 2016 г. на дороге в аэропорт «Васьково» магистрантами ЛТИ Н.Б. Гусаком и Д.С. Зиновьевым под руководством доцента к.т.н. А.М. Меньшикова был заложен измерительный участок дороги длиной 1 км. Параметры колейности измерялись и регистрировались в створах по длине участка с шагом 10 м, традиционным способом (с помощью рейки РДУ) и с помощью фотограмметрической системы ПДЛ «ТРАССА». При этом затраты времени по вариантам составили на измерение 5,5 часов - для традиционного способа, и всего 5 минут при измерениях высокотехнологичным оборудованием ПДЛ «ТРАССА». Постобработка результатов и перевод машинограмм в потребительские форматы (excel, .pdf) в целом заняли не более 15 минут. колейность дорожный фотограмметрический

Список литературы

1. Меньшиков, А.М. Фотограмметрический метод измерения колейности усовершенствованных дорожных покрытий [Текст] / А.М. Меньшиков, Н.А. Скоморохова // Наука, техника и образование. Вып.7 (25). - М.: Изд-во «Проблемы науки», 2016. - С.48-49. - DOI:10.20861/2312-8267-2016-25-002

Размещено на Allbest.ru