Видеть дорогу насквозь
Государственной программой «Дороги Беларуси на период 2006-2015 гг.» предусматривается повышение несущей способности республиканских дорог, связывающих Минск с областными центрами, и на направлениях международных транспортных коридоров до европейского норматива автотранспортных нагрузок — 11,5 тонн на ось.
Эта задача потребует существенного усиления конструкций дорожных одежд путем либо укладки дополнительных слоев покрытия, либо перевода старых, главным образом асфальтобетонных, покрытий в укрепленные основания с устройством новых улучшенных покрытий. Для решения подобных задач в условиях недостаточного финансирования дорожного хозяйства особую актуальность приобретает адресное вложение денежных средств в мероприятия по ремонту дорог. Специалистами РУП «Белдорцентр» ежегодно проводятся обследования дорожной сети станы с целью определения фактического состояния участков и определения их несущей способности. Однако выявление причин установленных несоответствий нередко бывает затруднено или даже невозможно вследствие отсутствия знаний о составе дорожных конструкций и их состоянии по глубине залегания на каждом конкретном участке дороги, подлежащем ремонту. Известные ранее способы вскрытия конструкции путем отбора кернов из покрытия или раскапывания шурфов позволяли лишь определять состояние и толщины верхних слоев дорожных конструкций, в основном, покрытия, а дефекты нижележащих конструктивных элементов и земляного полотна, зачастую вызывающие системные сбои при ремонте участков дорог, оставались вне поля зрения. Так, например, обычными средствами, т.е. при помощи раскапывания шурфа, невозможно определить причины просадок целых участков дорог или пучения покрытия, поскольку грунты земляного полотна могут быть неоднородными как по ширине, так и по длине рассматриваемого участка. Произвести раскоп на всю площадь покрытия не представляется возможным, поскольку это потребовало бы полной перестройки участка. В связи с этим практикуются известные допущения, когда по одному-двум шурфам или скважинам судят обо всей конструкции, что приводит к очевидным погрешностям при назначении ремонтных мероприятий.
Дорожниками давно был сформулирован вопрос о применении специализированных технических средств для неразрушающего контроля состояния дорожных конструкций. Это ускорило бы проведение диагностики автомобильных дорог с получением ясной картины изменений, произошедших за время эксплуатации объекта, и на основании анализа выявленных несоответствий позволило бы назначить адекватные ремонтные действия. Анализ известных средств и методов диагностики дорожных конструкций подтолкнул к идее использования принципов радиолокации для нужд дорожного хозяйства и разработке специальных радиотехнических приборов подповерхностного зондирования — георадаров. Впервые такие приборы появились в 70-х годах ХХ века. Они были громоздки и тяжелы в обращении, однако использование даже столь несовершенных устройств позволило выявить их значительный потенциал в целях диагностики дорог, а полученные результаты обследований свидетельствовали об их недюжинной точности и сопоставимости данных. В результате дальнейших исследований, проводимых в различных странах мира, были разработаны компактные и простые в обращении георадары, позволяющие оперативно и с большой точностью получать результаты, на основании которых возможна комплексная оценка состояния дорожных конструкций и земляных сооружений.
Одним из таких георадаров является прибор «Око-М1», разработанный в России и имеющийся в распоряжении филиала «Институт дорожных исследований» РУП «Белдорцентр» (во всей Беларуси такого оборудования насчитываются единичные экземпляры). Первое время при работе с георадаром случались оплошности (сказывался недостаток опыта), и даже присутствовал некоторый скепсис относительно будущего георадаров в частности и георадарных технологий вообще. Однако сотрудниками филиала велась целенаправленная работа по накоплению опыта, разработке собственных методов георадарных исследований, в результате чего сегодня белорусская дорожная наука стоит на пороге новой главы в деле мониторинга и диагностики автомобильных дорог, что позволит детально, с точностью практически до сантиметра, определять зоны распространения и виды дефектов и назначать действенные ремонтные мероприятия. Сегодня у нас имеется возможность видеть дорогу практически насквозь. Имеющееся георадарное оборудование позволяет определять с точностью до сантиметра толщины конструктивных слоев, производить оценку их плотности, влажности, расположения в пространстве, на какой бы глубине насыпи они ни располагались. Имеется определенная возможность обнаружения в теле насыпи как крупных объектов, например, труб или кабелей, так и достаточно мелких, например, корней деревьев. Кроме вышеназванных целей, георадары могут быть использованы и при назначении сроков ограничения движения грузового автотранспорта в весенний период. Поскольку георадар способен определить наличие мерзлоты и содержание влаги в грунте, применение георадарных технологий позволит адресно вводить ограничения движения транспортных средств, и точно на тот срок, который необходим по состоянию конструкции. Чем больше проводится исследований, тем больше мы узнаем о возможностях георадаров. Уже очевидно, что их применение в ближайшем будущем не ограничится только диагностикой состояния дорог. Имеются определенные наработки в области применения георадаров в качестве инструмента определения качества работ при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог.
Сегодня для проведения приемочного контроля качества строительно-монтажных работ необходим целый комплекс мероприятий, обусловленный отбором проб, испытанием образцов, определением их характеристик. Все это занимает массу времени и имеет, в общем-то, субъективный подход, поскольку отбор проб производится из ограниченного числа мест, а объективная картина состояния устроенного конструктивного элемента в целом не просматривается. И если по контролю качества устройства асфальтобетонных слоев сегодня имеется ряд методик и приборов, позволяющих с достаточной точностью определить необходимые характеристики (например, прибор PQI), то для оснований и земляного полотна альтернативой служит лишь применение георадара. Отдельно следует упомянуть и о диагностике состояния транспортных сооружений — мостов, путепроводов и других объектов. Известно, что снижение несущей способности мостовых сооружений может происходить в том числе и из-за потери устойчивости фундаментов опор, обусловленных осадкой грунта под подошвой фундамента или его размывом. Георадар позволяет определять не только наличие полостей или промоин практически на любой глубине, но и может показать, например, картину расположения и глубину забивки свай, что является чрезвычайно важным для правильного назначения необходимых ремонтных работ. Таким же целям может послужить георадар и в промышленно- гражданском строительстве, когда необходима комплексная оценка несущей способности грунтовых оснований под фундаменты зданий и сооружений, определение вида грунтов и форм их залегания. Разведка при помощи георадара возможна как на стадии подготовки к строительству, так и в процессе, когда существует необходимость, например, определения глубины заложения фундаментов или поведения грунта под нагрузкой. Прогресс не стоит на месте. Сегодня специалистами филиала «Институт дорожных исследований» закладывается фундамент перехода на более высокий качественный уровень мониторинга состояния сооружений и оценки строительных работ, разрабатываются новые технологии диагностики дорог и соответствующая техническая документация, что в перспективе поспособствует более правильному, рациональному и экономически эффективному назначению ремонтных мероприятий и оценке качества их выполнения.
Андрей СМЫКОВСКИЙ, Александр ПАНИЧ
Эта задача потребует существенного усиления конструкций дорожных одежд путем либо укладки дополнительных слоев покрытия, либо перевода старых, главным образом асфальтобетонных, покрытий в укрепленные основания с устройством новых улучшенных покрытий. Для решения подобных задач в условиях недостаточного финансирования дорожного хозяйства особую актуальность приобретает адресное вложение денежных средств в мероприятия по ремонту дорог. Специалистами РУП «Белдорцентр» ежегодно проводятся обследования дорожной сети станы с целью определения фактического состояния участков и определения их несущей способности. Однако выявление причин установленных несоответствий нередко бывает затруднено или даже невозможно вследствие отсутствия знаний о составе дорожных конструкций и их состоянии по глубине залегания на каждом конкретном участке дороги, подлежащем ремонту. Известные ранее способы вскрытия конструкции путем отбора кернов из покрытия или раскапывания шурфов позволяли лишь определять состояние и толщины верхних слоев дорожных конструкций, в основном, покрытия, а дефекты нижележащих конструктивных элементов и земляного полотна, зачастую вызывающие системные сбои при ремонте участков дорог, оставались вне поля зрения. Так, например, обычными средствами, т.е. при помощи раскапывания шурфа, невозможно определить причины просадок целых участков дорог или пучения покрытия, поскольку грунты земляного полотна могут быть неоднородными как по ширине, так и по длине рассматриваемого участка. Произвести раскоп на всю площадь покрытия не представляется возможным, поскольку это потребовало бы полной перестройки участка. В связи с этим практикуются известные допущения, когда по одному-двум шурфам или скважинам судят обо всей конструкции, что приводит к очевидным погрешностям при назначении ремонтных мероприятий.
Дорожниками давно был сформулирован вопрос о применении специализированных технических средств для неразрушающего контроля состояния дорожных конструкций. Это ускорило бы проведение диагностики автомобильных дорог с получением ясной картины изменений, произошедших за время эксплуатации объекта, и на основании анализа выявленных несоответствий позволило бы назначить адекватные ремонтные действия. Анализ известных средств и методов диагностики дорожных конструкций подтолкнул к идее использования принципов радиолокации для нужд дорожного хозяйства и разработке специальных радиотехнических приборов подповерхностного зондирования — георадаров. Впервые такие приборы появились в 70-х годах ХХ века. Они были громоздки и тяжелы в обращении, однако использование даже столь несовершенных устройств позволило выявить их значительный потенциал в целях диагностики дорог, а полученные результаты обследований свидетельствовали об их недюжинной точности и сопоставимости данных. В результате дальнейших исследований, проводимых в различных странах мира, были разработаны компактные и простые в обращении георадары, позволяющие оперативно и с большой точностью получать результаты, на основании которых возможна комплексная оценка состояния дорожных конструкций и земляных сооружений.
Одним из таких георадаров является прибор «Око-М1», разработанный в России и имеющийся в распоряжении филиала «Институт дорожных исследований» РУП «Белдорцентр» (во всей Беларуси такого оборудования насчитываются единичные экземпляры). Первое время при работе с георадаром случались оплошности (сказывался недостаток опыта), и даже присутствовал некоторый скепсис относительно будущего георадаров в частности и георадарных технологий вообще. Однако сотрудниками филиала велась целенаправленная работа по накоплению опыта, разработке собственных методов георадарных исследований, в результате чего сегодня белорусская дорожная наука стоит на пороге новой главы в деле мониторинга и диагностики автомобильных дорог, что позволит детально, с точностью практически до сантиметра, определять зоны распространения и виды дефектов и назначать действенные ремонтные мероприятия. Сегодня у нас имеется возможность видеть дорогу практически насквозь. Имеющееся георадарное оборудование позволяет определять с точностью до сантиметра толщины конструктивных слоев, производить оценку их плотности, влажности, расположения в пространстве, на какой бы глубине насыпи они ни располагались. Имеется определенная возможность обнаружения в теле насыпи как крупных объектов, например, труб или кабелей, так и достаточно мелких, например, корней деревьев. Кроме вышеназванных целей, георадары могут быть использованы и при назначении сроков ограничения движения грузового автотранспорта в весенний период. Поскольку георадар способен определить наличие мерзлоты и содержание влаги в грунте, применение георадарных технологий позволит адресно вводить ограничения движения транспортных средств, и точно на тот срок, который необходим по состоянию конструкции. Чем больше проводится исследований, тем больше мы узнаем о возможностях георадаров. Уже очевидно, что их применение в ближайшем будущем не ограничится только диагностикой состояния дорог. Имеются определенные наработки в области применения георадаров в качестве инструмента определения качества работ при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог.
Сегодня для проведения приемочного контроля качества строительно-монтажных работ необходим целый комплекс мероприятий, обусловленный отбором проб, испытанием образцов, определением их характеристик. Все это занимает массу времени и имеет, в общем-то, субъективный подход, поскольку отбор проб производится из ограниченного числа мест, а объективная картина состояния устроенного конструктивного элемента в целом не просматривается. И если по контролю качества устройства асфальтобетонных слоев сегодня имеется ряд методик и приборов, позволяющих с достаточной точностью определить необходимые характеристики (например, прибор PQI), то для оснований и земляного полотна альтернативой служит лишь применение георадара. Отдельно следует упомянуть и о диагностике состояния транспортных сооружений — мостов, путепроводов и других объектов. Известно, что снижение несущей способности мостовых сооружений может происходить в том числе и из-за потери устойчивости фундаментов опор, обусловленных осадкой грунта под подошвой фундамента или его размывом. Георадар позволяет определять не только наличие полостей или промоин практически на любой глубине, но и может показать, например, картину расположения и глубину забивки свай, что является чрезвычайно важным для правильного назначения необходимых ремонтных работ. Таким же целям может послужить георадар и в промышленно- гражданском строительстве, когда необходима комплексная оценка несущей способности грунтовых оснований под фундаменты зданий и сооружений, определение вида грунтов и форм их залегания. Разведка при помощи георадара возможна как на стадии подготовки к строительству, так и в процессе, когда существует необходимость, например, определения глубины заложения фундаментов или поведения грунта под нагрузкой. Прогресс не стоит на месте. Сегодня специалистами филиала «Институт дорожных исследований» закладывается фундамент перехода на более высокий качественный уровень мониторинга состояния сооружений и оценки строительных работ, разрабатываются новые технологии диагностики дорог и соответствующая техническая документация, что в перспективе поспособствует более правильному, рациональному и экономически эффективному назначению ремонтных мероприятий и оценке качества их выполнения.
Андрей СМЫКОВСКИЙ, Александр ПАНИЧ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 15 за 2007 год в рубрике дороги
