Качество устройства поперечного профиля при ремонтах дорожной одежды определяет нетолько внешний вид дороги, но и безопасность движения. Для достижения хорошего качества необходимо на стадии разработки проектно-сметной или другой технической документации точно знать подлежащие укладке объемы выравнивающих слоев. Для того чтобы можно было реально решить эту задачу, была разработана установка для автоматизированного измерения поперечной ровности дорожного покрытия.
Установка состоит из следующих блоков:
- измерительная балка с установленными на ней 15 ультразвуковыми датчиками;
- гировертикаль (установка также может быть смонтирована на базе передвижной дорожной лаборатории КП-514 МП);
- персональный компьютер со встроенными платами сбора и обработки информации и комплектом программного обеспечения;
- блок источника вторичного питания.
Установка имеет следующие технические характеристики:
- ширина измерения в поперечном направлении - до 3,51м с шагом 25 см;
- дискретность отсчетов в продольном направлении при скорости 20 км/ч не уже 20 см;
- погрешность измерения ультразвуковыми датчиками в статическом состоянии не более +1 мм;
- максимальная высота (глубина) неровностей дорожного покрытия составляет 250 мм;
- диапазон рабочих температур от -40 до +50 °С.
С целью исключения ложных данных и искажения информационных потоков вся установка выполнена с использованием оптоэлектронных преобразователей и развязывающих устройств во всех сигнальных цепях.
Первичная обработка измеряемых параметров производится микропроцессорами, встроенными в ультразвуковые датчики, обмен управляющей информацией и цифровыми потоками производится по последовательному интерфейсу. Для увеличения надежности функционирования предусмотрен постоянный контроль состояния системы в форме тестов, выполняемых в начале работы, в фоновом режиме, а также по усмотрению оператора. Для повышения качества обслуживания и ремонта изделия технологией изготовления предусмотрена возможность быстрого доступа ко всем элементам установки, а применение кабельной сети позволяет обеспечить легкий монтаж и демонтаж любого узла для проведения профилактики и ремонта.
Широкое применение алюминиевых и нержавеющих сплавов исключает коррозию элементов несущей балки, а выполнение электронных узлов с применением технологии защиты от воздействия агрессивных компонентов окружающей среды в несколько раз продлевает период наработки на отказ всей установки.
Установка предназначена для определения объемов выравнивающего слоя, требуемого для приведения поперечного профиля покрытия в нормативное состояние, местоположения и величины колейности покрытия. Величина объема выравнивающего слоя определяется по 18-30 точкам на поперечнике с продольным шагом1 м и точностью измерения суммарного объёма ±3% по сравнению с ручным нивелированием по пяти точкам на поперечнике. Установка определяет наличие колейности покрытия по полосам движения заданной глубины.
Для обработки измерений разработана программа в Delphi 5 для Windows. В этой программе решаются следующие задачи:
- производится объединение информации по полосам с расчетом поперечного профиля существующего покрытия с шагом 1 м. При этом бракуются измерения от датчиков, дающих недостоверную информацию. Если датчиков с достоверной информацией недостаточно (в случае системного отказа), то используются только измерения углов крена, как у обычной передвижной дорожной лаборатории;
- обеспечивается ввод значений нормативных уклонов, ширины полосы, названия участка дороги, а также местоположение начала и конца участка, по которому необходимо произвести расчеты. Последнее бывает полезно, когда объем выравнивающего слоя необходимо рассчитать не по всему обследованному участку, а лишь для какой-то его части;
- на каждом поперечнике рассчитывается площадь поперечного сечения выравнивающего слоя и по ней определяется его объём. Затем рассчитывается суммарный объем выравнивающего слоя по всему заданному участку;
- по каждой полосе на каждом пикете рассчитывается средняя глубина колеи при ее наличии (> 4 мм) и оценивается процент колейности для всего участка.
Результаты расчетов выводятся на печать из программы в виде ведомости расчета объема выравнивающего слоя с указанием как суммарного объема, так и данных по каждой 10-метровой отметке, содержащих значения измеренных и нормативных уклонов, превышений над существующим покрытием на краях полос, ширины полосы. Также может быть выведена на печать ведомость оценки колейности (при наличии ее) с указанием процёнта колейности по участку в целом, а также пикетов, на которых обнаружена колея, и ее средняя глубина на каждом пикете. Программа предоставляет возможность просмотра поперечников на любой отметке и при необходимости вывода их на печать. По вертикальной оси отложены высоты в сантиметрах от нижней точки поперечника, а по горизонтальной оси - номера датчиков, расстояние между соседними датчиками - 25 см.
В процессе двухлетней эксплуатации установки проведено обследование около 1500 км дорожного покрытия при температуре окружающей среды от -28 до + 32°С, с максимальным протяжением участка автомобильной дороги 35 км и максимальным временем непрерывной работы установки 5 ч. В ходе практической эксплуатации выявлена высокая эффективность и целесообразность применения установки для оценки состояния автомобильных дорог.