Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad

Określana jest na podstawie danych o ugięciach nawierzchni z pomiarów punktowych wykonywanych zestawami FWD oraz automatycznej oceny stanu spękań w powiązaniu z równością - wstępnej oceny nośności.

Do wykonywania badań ugięć nawierzchni stosowane są zestawy pomiarowe składające się z przyczepy pomiarowej FWD oraz samochodu holującego (fotografia 1.b). Pomiar wykonywany jest punktowo przy zatrzymanym pojeździe holującym. Na nawierzchni ustawiana jest płyta naciskowa z 1 geofonem w osi obciążenia oraz z minimum 6 geofonami znajdującymi się na belce pomiarowej (fotografia 1.a). Z określonej wysokości wykonywany jest zrzut obciążnika o ustalonej wcześniej masie i rejestrowana jest czasza ugięcia. Po przetworzeniu wyników można uzyskać m.in. dwa parametry techniczno-eksploatacyjne nawierzchni: wskaźnik ugięcia nawierzchni, wskaźnik krzywizny ugięcia nawierzchni.

1.a geofony pomiarowe oraz płyta naciskowa    

1.b zestaw pomiarowy FWD

Równość podłużna - mierzona jest wzdłuż kierunku jazdy w zakresie długości fali 0,5‒50 m. Stan równości podłużnej nawierzchni w Systemie DSN określa się metodą profilometryczną.

Pomiary równości podłużnej (opcjonalnie uskoków płyt betonowych) wykonywane są przy użyciu wieloczujnikowych mobilnych profilografów laserowych RSP-3 (rysunek 1), umożliwiających jednoczesną rejestrację profili podłużnych nawierzchni w co najmniej dwóch torach pomiarowych (w śladzie prawym i lewym) z prędkością zbliżoną do prędkości potoku ruchu pojazdów. Wyniki pomiaru równości podłużnej są przeliczane na tzw. międzynarodowy wskaźnik równości IRI wyrażany w mm/m lub m/km. Charakteryzuje on pracę zawieszenia w umownie przyjętym obliczeniowym modelu pojazdu samochodowego, poruszającego się ze stałą prędkością 80 km/h.

Schemat poglądowy profilografu wykorzystywanego do pomiaru równości podłużnej i poprzecznej.

Zły stan równości podłużnej oznacza niski komfort jazdy i przyczynia się do zwiększenia kosztów użytkowników dróg poprzez przyspieszone zużycie elementów zawieszenia pojazdów. Pośrednio zła równość podłużna powoduje przyspieszoną degradację konstrukcji drogi, ponieważ zwiększeniu ulegają oddziaływania dynamiczne kół na nawierzchnię.

Głębokość kolein (stan równości poprzecznej nawierzchni) - określa się na podstawie pomiaru kolejnych profili poprzecznych nawierzchni za pomocą profilografu laserowego, wykonującego pomiar z prędkością potoku ruchu pojazdów. Rzędne profili poprzecznych są rejestrowane na szerokości pasa ruchu maksimum 3,2 m, w stałych odstępach z precyzją umożliwiającą obliczenie głębokości koleiny z dokładnością do 1 mm.

Podczas pomiaru równości poprzecznej profilograf wykorzystuje m.in. czujniki laserowe rozmieszczone prostopadle do kierunku jazdy w celu określenia rzędnych mierzonego profilu poprzecznego nawierzchni względem linii odniesienia związanej z belką pomiarową (rysunek 1) oraz czujnik dystansu do pomiaru przebytej odległości. Rzędne profilu poprzecznego są następnie wykorzystywane do obliczeń, w czasie rzeczywistym, głębokości koleiny odpowiadającej danemu przekrojowi poprzecznemu.

Rys. 1 Schemat poglądowy profilografu wykorzystywanego do pomiaru równości podłużnej i poprzecznej.

Określane są w oparciu o współczynnik tarcia pomiędzy nawierzchnią a kołem pomiarowym. Wartości współczynnika tarcia wyznaczana jest na podstawie pomiarów w prawym lub w lewym śladzie kół. Pomiar wykonuje się z pełną (100%) blokadą koła pomiarowego, przy temperaturze otoczenia 5‒30°C, na czystej nawierzchni, zwilżanej wodą w ilości 0,5 l/m² (fotografia 2.b).

Do wykonywania badań współczynnika tarcia nawierzchni drogowych stosowany jest zestaw pomiarowy SRT-3 składający się z przyczepki pomiarowej oraz samochodu holującego (fotografia 2.a).

Cechą charakterystyczną tego pomiaru jest symulacja występowania najniekorzystniejszych warunków z punktu widzenia przyczepności kół pojazdu w warunkach poślizgu. Jest to o tyle istotne, że złe właściwości przeciwpoślizgowe mają bezpośredni związek z długością drogi hamowania – a więc z bezpieczeństwem użytkowników dróg.

2.a Zestaw pomiarowy SRT-3

2.b Pomiar współczynnika tarcia nawierzchni wykonywany w prawym śladzie kół

Wskaźnik stanu spękań - parametr ten jest wyznaczany na podstawie inwentaryzacji uszkodzeń nawierzchni, prowadzonej na całej długości odcinka drogi. Na pasie ruchu rejestruje się pęknięcia siatkowe, pęknięcia pojedyncze (w tym pęknięcia podłużne i pęknięcia poprzeczne), łaty, wyboje oraz ubytki ziaren lub lepiszcza. Na podstawie zakresu i stopnia szkodliwości poszczególnych uszkodzeń obliczane są wskaźniki: stanu spękań oraz stanu powierzchni.

Stan spękań informuje o stopniu nieciągłości górnych warstw konstrukcyjnych nawierzchni. W przypadku części konstrukcji obserwowana jest korelacja pomiędzy stanem spękań oraz nośnością nawierzchni, a więc parametr ten ma znaczenie przy ustalaniu wstępnej lokalizacji i zakresu wzmocnień nawierzchni.

Automatyczna ocena stanu powierzchni nawierzchni opiera się na wykonaniu wysokiej rozdzielczości obrazu 3D nawierzchni drogowej. Specjalistyczne, szybkoklatkowe kamery rejestrują obraz nawierzchni pasa jezdni wraz z obrazem linii laserowej wygenerowanej przy pomocy projektorów laserowych. W wyniku zastosowania takiej techniki powstaje obraz 3D, który służy do automatycznych analiz ukierunkowanych na wykrywanie uszkodzeń nawierzchni.

Wskaźnik stanu powierzchni - ocena stanu powierzchni jest wykonywana równocześnie z oceną stanu spękań, na podstawie obmiarów uzyskanych w ramach automatycznej inwentaryzacji uszkodzeń nawierzchni, przy czym brane są w niej pod uwagę tylko uszkodzenia powierzchniowe, które nie mają (tak jak spękania) charakteru uszkodzeń strukturalnych. Stan powierzchni informuje o jakości warstwy powierzchniowej nawierzchni i gdy jest ona niska, na ogół obserwowane są przyspieszone procesy niszczące na skutek m.in. wody penetrującej w dolne warstwy konstrukcyjne.

Dane o parametrach techniczno-eksploatacyjnych nawierzchni gromadzone w ramach corocznie wykonywanych przez GDDKiA badań stanu nawierzchni zawierają informacje m.in. o:

• wskaźniku ugięć nawierzchni,
• wskaźniku krzywizny ugięcia nawierzchni,
• wskaźniku stanu spękań,
• równości podłużnej,
• równości poprzecznej,
• wskaźniku stanu powierzchni,
• właściwościach przeciwpoślizgowych,
• makroteksturze (parametr pomocniczy).

Każdy parametr podlega ocenie poprzez zakwalifikowanie do jednej z klas w czterostopniowej skali. Po przetworzeniu danych pomiarowych poszczególnych parametrów, następuje kwalifikacja odcinków nawierzchni do następujących klas:

• Klasa A – odcinek o nawierzchni w stanie dobrym,
• Klasa B – odcinek o nawierzchni w stanie zadowalającym,
• Klasa C – odcinek o nawierzchni w stanie niezadowalającym,
• Klasa D – odcinek o nawierzchni w stanie złym.

Zagregowane wyniki stanu technicznego nawierzchni z poszczególnych odcinków służą do wyznaczania oceny stanu nawierzchni jezdni, tj. wyznaczenia trzech poziomów decyzyjnych:

• poziom pożądany – obejmuje dwie klasy stanu nawierzchni: klasę A, która oznacza nawierzchnie w stanie dobrym oraz klasę B, która oznacza nawierzchnie w stanie zadowalającym,
• poziom ostrzegawczy – obejmuje klasę C,
• poziom krytyczny – obejmuje klasę D.

Zagregowana ocena stanu może być wyznaczana na dwóch zakresach, jako:

1. Ogólna ocena stanu (OOS),
2. Użytkowa ocena stanu (UOS).

Zakres ogólnej oceny uwzględnia wszystkie parametry stanu technicznego nawierzchni i opisuje kompleksowe potrzeby remontowe. W zakresie użytkowej oceny brane są pod uwagę parametry stanu technicznego nawierzchni z wyłączeniem parametrów UP i SCIP, czyli wszystkich parametrów wpływających na komfort jazdy i warunki bezpieczeństwa ruchu drogowego. Stosowany sposób klasyfikacji wyznaczania oceny stanu nawierzchni jezdni przedstawiono w tabeli 2.