Томские ученые улучшат технологии для оценки качества дорог
Радиофизики Томского госуниверситета внедряют алгоритмы глубинной сейсморазведки в георадар для оценки качества дорожного покрытия. Они позволят оперативно обрабатывать сигналы и получать радиоизображение скрытых объектов и неоднородностей в каждом заданном слое земной поверхности.
Согласно статистике, больше половины российских дорог не соответствуют нормативным требованиям, а срок их эксплуатации в среднем уменьшен втрое – до пяти лет вместо минимальных пятнадцати. В северных территориях, в том числе Томской области, это время еще меньше – от года до двух.
Причиной преждевременного износа покрытия становятся нарушение технологий, некачественные материалы, переувлажнение и ошибки при проектировании, в первую очередь – недостаток информации о толщине уже существующей дорожной одежды и геологическом разрезе земляного полотна и подстилающего основания.
Чтобы прогнозировать сроки ремонта и качественной реконструкции дорог, нужно иметь полное представление о структуре дорожной одежды. Георадар «Терразонд» позволяет захватывать полосу дорожного полотна до 2,5 метров на скорости движения автомобиля в потоке – 80-90 км/час. Так за одни сутки можно получить информацию об участке дороги примерно в 500 км.
«Сейчас толщина покрытий измеряется путем отбора проб, или кернов, на некоторых участках дорожного полотна. Это достаточно трудоемкая и долгая работа, поэтому количество кернов очень сильно ограничено, и это не позволяет оценить качество дорожного покрытия на всем участке. При дистанционном радиоволновом зондировании керны брать не нужно. При этом мы получаем информацию о толщине дорожного полотна не просто в каком-то конкретном участке, а на протяжении всей дороги, что позволяет выявить те участки, где она уменьшена», – рассказывает профессор кафедры радиофизики и электроники РФФ ТГУ Сергей Шипилов.
Во время зондирования «Терразонд» собирает около 1 гигабайта данных на 1 километр. Для их обработки и структурирования ученые разработают систему алгоритмов, которые позволят определять толщину слоев дорожного покрытия и места увлажнения, где зимой лед будет приводить к вспучиванию и деформации асфальта.
«Впервые для георадиолокации будет адаптирован алгоритм из глубинной сейсморазведки для определения толщин многослойной дорожной одежды. За счет использования антенной решетки с большим числом приемных и передающих антенн у нас будет множество ракурсов зондирования одновременно. Это позволит получать параметры оценки слоев с малой погрешностью даже в случае наличия шероховатостей границы слоев и локальных неоднородностей внутри конструкции дорожной одежды», – объясняет Сергей Шипилов.
Полученные результаты снизят издержки производства, повысят безопасность дорожного движения и обеспечат технологическую независимость и импортозамещение технологий для контроля качества в дорожном строительстве.
Фото: Общероссийский народный фронт