24. Ocena stanu technicznego nawierzchni

Sama ocena podawana jest za pomocą jednego wskaźnika liczbowego, który na celu ma

oszacowanie stanu technicznego nawierzchni z punktu widzenia zniszczenia nawierzchni jak i jej
przydatności do dalszego użytkowania. Oceny dokonuje się poprzez diagnostykę drogi, która na celu
ma: zebranie informacji o stanie nawierzchni i jej zniszczeń, określenie przyczyn uszkodzeń
nawierzchni, prognozowanie stanu nawierzchni, określenie metod remontów oraz zarządzanie drogą.

W zależności od tego na podstawie jakiego systemu dokonujemy oceny, sama ocena będzie

zawierać się w różnych przedziałach liczbowych:



Present Serviceability Index „PSI”
(USA)

W PSI ocena mieści się w przedziale <5,0>. PSI
łączy stan techniczny nawierzchni z jej
subiektywną oceną kierowców. Ocena 5 oznacza
stan idealny, 0 – krytyczny. Minimalny poziom PSI
przy którym należy wykonać remonty przyjmuje
się 2,5 dla dróg głównych oraz 2,0 dla dróg
drugorzędnych.

PSI wyznacza się w oparciu o pomiary: ilości łat i
spękań, odchylenia profilu podłużnego oraz
głębokości kolein. Ostatni czynnik nie występuje
w przypadku nawierzchni sztywnych.



System Oceny Stanu Nawierzchni „SOSN”

(Polska)

Powstały w 1989roku SOSN początkowo obejmował tylko nawierzchni podatne i półsztywne. W 2007
roku wprowadzona została aktualizacja systemu o nawierzchnie sztywne SOSN-B. Całość realizowana
jest przez GDDKiA i obejmuje zaledwie ok. 18tys. km dróg krajowych i autostrad wśród polskiej sieci
drogowej liczącej ok. 360tys. km. Wg SOSN ocena stanu technicznego nawierzchni wyrażona jest jako
ocena globalna, która wyznaczana jest za pomocą wag następujących parametrów: wskaźnika
spękań, równości podłużnej, poprzecznej, wskaźnika stanu powierzchni, właściwości
przeciwpoślizgowych oraz od 2010 roku również nośnością nawierzchni. Ocena wyznaczana jest dla
odcinka pomiarowego o długości 1000 m, a jej wartość zawiera się w przedziale <0,100>, gdzie 100 –
nawierzchnia idealna, 0 – krytyczny stan. Nawierzchnię na podstawie oceny globalnej można
zaklasyfikować do jednej z 4 klas wg tabeli

Sposoby pomiarów uszkodzeń:

1. Stan spękań i stan powierzchni

Określany jest na podstawie inwentaryzacji uszkodzeń przeprowadzanej za pomocą oceny wizualnej
przy użyciu rejestratora SOWA (metoda półautomatyczna, dawnej po prostu ocena bez takiego
sprzętu) na najbardziej obciążonym pasie ruchu rejestruje się następujące uszkodzenia : pęknięcia
siatkowe, pojedyncze (podłużne i poprzeczne), łaty, wyboje, ubytki ziaren i lepiszcza. Rejestrowany
jest zakres (pole powierzchni lub długość) oraz stopnie szkodliwości (mały, duży). Następnie

wyznacza się ocenę punktową zależną od zakresu, szkodliwości, natężenia ruchu oraz
współczynników uwzględniających rodzaj zniszczenia (wszystko zawarte jest w tabelach w
wytycznych SOSN).Ostatecznie wyznaczany jest wskaźnik stanu spękań i stanu powierzchni.
Wskaźniki i punkty oblicza się dla odcinków 100 m, które wchodzą w skład odcinka pomiarowego
(1000 m). Średnia wartość wskaźników + odchylenie standardowe dają nam wskaźnik miarodajny,
który umożliwia klasyfikację stanu drogi (wg tabeli SOSN). Wskaźniki miarodajne wchodzą w skład
oceny globalnej.

2. Równość podłużna

Jedną z najbardziej zauważalnych przez kierowców cech drogi jest brak wzbudzania
wstrząsów i drgań przejeżdżającego pojazdu – równość podłużna. Użytkownik drogi
zadowolony jest, gdy może poruszać się po nawierzchni równej jak przysłowiowy stół. Równość
drogi zapewnia komfortowy przejazd, a także dłuższą żywotność elementów jezdnych
pojazdów, które się po niej poruszają. Pomiaru równości podłużnej dokonujemy profilometrycznym
urządzeniem, które mierzy nierówności profilu podłużnego w prawym śladzie koła na zewnętrznym
pasie ruchu. Wyniki zapisywane są w postaci międzynarodowego wskaźnika równości podłużnej IRI w
mm/m lub m/km, za pomocą ruchu zawieszenia modelowego pojazdu pomiarowego poruszającego
się z maksymalną prędkością 80km/h. Wartość IRI równa jest sumie przemieszczeń dwóch mas koła i
pojazdu, wywołanym wymuszeniem kinematycznym drogi na odcinku 50m. Wyższy wskaźnik IRI
oznacza niższy komfort i mniejsze bezpieczeństwo przejazdu. Niedostateczna równość podłużna
przyspiesza degradację konstrukcji drogi na skutek zwiększających się sił dynamicznych pochodzących
od poruszających się po nierównej nawierzchni kół samochodowych. Wartość miarodajna obliczana
jest dla odcinka pomiarowego jako średnia wyników IRI, która wliczana jest do oceny globalnej.

3. Głębokość kolein

Kolejną cechą eksploatacyjną drogi jest trwałe odkształcenie poprzeczne nawierzchni, czyli koleina.
Powstaje ona w miejscu styku kół z nawierzchnią i definiowana jest poprzez ich głębokość „h” liczoną
jako prześwit pomiędzy listwą długości 2 m, a rzeczywistym maksymalnym odkształceniem. Pomiary
nie rzadziej niż 5m. Najnowsza technologia pozwala w pełni zautomatyzowany sposób dokonywać
pomiaru nierówności poprzecznym za pomocą profilografów laserowych, które dzięki
rozmieszczonym czujnikom laserowym lub ultradźwiękowym mierzą głębokości kolein. Czujniki
rozmieszczone są co 25cm na belce zamocowanej z przodu pojazdu. Przekazują one odczyty z
nawierzchni bezpośrednio do komputera. Maksymalna prędkość pojazdu pomiarowego to 80km\h.
Głębokie koleiny powodują zbieranie wody i powstawanie kałuż, a co za tym idzie zjawiska
aquaplaningu, czyli utraty przyczepności koła poruszającego się pojazdu na skutek tworzenia się pod
oponą efektu poduszki wodnej. Miarodajna wartość to średnia + odchylenie standardowe na 1000 m
odcinku pomiarowym i również zawiera się ona w ocenie globalnej.

4. Właściwości przeciwpoślizgowe

Jedną z głównych sił utrzymujących pojazd w pożądanym torze ruchu jest siła tarcia, definiowana
przez współczynnik tarcia. Zdolnością do wytwarzania siły tarcia pomiędzy nawierzchnią a kołem
pojazdu nazywamy właściwościami przeciwpoślizgowymi. Pomiar dokonywany jest za pomocą
przyczepki dynamometrycznej SRT-3 ciągniętej przez samochód pomiarowy przy prędkości 60km/h.
W celu uzyskania najbardziej niekorzystnych warunków, badanie wykonuje się z zastosowaniem filmu
wodnego o grubości 0,5mm pod kołem pomiarowym. Dodatkowo koło zwrócone jest pod kątem 20

o

do kierunku jazdy. Koło pomiarowe przyczepki zostaje zablokowane i mierzona jest wartość siły
oporu w wewnętrznym śladzie kół, punktowo co 100m. Znając prostą zależność, współczynnik tarcia
obliczamy jako stosunek siły tarcia do siły naciskającej. Przyczepka wyposażona jest w normową
oponę. Miarodajny współczynnik dla 1000m odcinka pomiarowego wyznaczany jest za pomocą
średniej – odchylenie standardowe. Szorstkość nawierzchni zależy od: technologii wbudowania
MMA, uziarnienia kruszywa oraz składu frakcji oraz wilgotności nawierzchni.

5. Nośność nawierzchni

Ostatnia cecha nawierzchni to zdolność przejmowania obciążeń od poruszających się po niej
pojazdów. Do niedawna była ona określana za pomocą stopnia degradacji nawierzchni mierzoną
poprzez stan spękań i stan powierzchni. Od początku 2010 roku GDDKiA wprowadziła aktualizacje
wytycznych SOSN wzbogacając system o pomiar nośności za pomocą aparatu FWD (Falling Weight
Deflectometer). Aparat FWD mierzy ugięcie bezpośrednio pod obciążeniem oraz pełną czaszę ugięć.
Umożliwia to zestaw czujników pomiarowych (geofonów co 30cm), które rejestrują deformacje
podczas uderzenia spadającej 30 cm stalowej płyty (z gumową podkładką) bezpośrednio na
nawierzchnię. Komputer rejestruje wyniki, dzięki którym później można ocenić ugięcie, promień
ugięcia oraz odkształcenia na spodzie warstw asfaltowych. Obciążenie (50 – 130 kN) trwa ok. 20ms.
Badanie wykonuje się co 25m. Analizach danych pozwala wyliczyć moduły sprężystości
poszczególnych warstw nawierzchni ukazując pozostałą jej nośność.
Pozostałe metody to belka Benkelmana i VSS:

Belka Benkelmana rejestruje ugięcia nawierzchni za pomocą ugięciomierza belkowego pod

statycznym obciążeniem od nacisku bliźniaczego koła samochodowego. Jesteśmy w stanie wyznaczyć
linię wpływu ugięcia, ale nie czaszę ugięcia.

Metoda VSS polega na wywieranie statycznego nacisku normowej 30cm płyty na

nawierzchnię, podbudowę bądź podłoże gruntowe, o określonym przyroście siły pozwalając
wyznaczyć moduł odkształcenia wtórny i pierwotny. Wskaźnik odkształcenia Io=E2/E1 stanowi
kryterium oceny wymaganego zagęszczenia badanej warstwy. E=3/4*dP/ds.*D

Mając wyniki pomiarów można wyznaczyć ocenę globalną oraz przyporządkować nawierzchnię do
odpowiedniej klasy ze względu na rozpatrywany parametr. Zwrócić uwagę trzeba na klasę D, gdyż na
tym odcinku powinien natychmiast zostać wykonany zabieg remontowy. Odcinki C wymagają stałego
monitorowania i zaplanowania potrzeb remontowych. W zależności od dominującego parametru
wybiera się jeden ze sposobów remontu : wzmocnienie, wyrównanie z warstwą ścieralną, zabieg
powierzchniowy. Każdy z nich ma inne priorytety, np. jeżeli na badanym odcinku stan spękań
określono jako D to należy wykonać zabieg wzmacniający (zgodnie z hierarchią priorytetów).
Równość podłużna i koleiny – wyrównanie, a zły stan nawierzchni czy małą szorstkość nawierzchni
niweluję się poprzez zabiegi powierzchniowe.



Metoda wizualnej oceny IBDiM

Najważniejszym kryterium, które miało wpływ na system oceny stosowany przez metodę

BIKB-IBDM było kryterium komfortu i bezpieczeństwa jazdy. Na podstawie tego kryterium
wprowadzono podział uszkodzeń nawierzchni oraz system oceny punktowej. Metoda ta ma szerokie
zastosowanie i może służyć do oceny nawierzchni takich jak:



bitumicznych



betonowych



z elementów drobnowymiarowych.

Ocenę wykonuje się w 2 etapach:



Etap 1 – Inwentaryzacja uszkodzeń



Etap 2 – ocena punktowa

Długość odcinków pomiarowych w tej metodzie nie może być krótsza niż 30 metrów i

jednocześnie nie dłuższa niż 100m. Należy pamiętać aby przed przystąpieniem do badania drogi
podzielić ja na mniejsze odcinki pomiarowe. Pomiar odcinków od długości przekraczającej 100m bądź
krótszej od 30m jest niepoprawny.

Po wykonaniu pomiarów dla każdego odcinka należy wypełnić arkusz przeglądu. Prawidłowe

wypełnienie arkusza to:



wpisanie podstawowych danych odcinka pomiarowego



wybranie typu nawierzchni



zaznaczenie danych o otoczeniu i geometrii odcina



zaznaczenie rodzaju uszkodzenia, wielkości jego szkody i intensywności występowania.

Ważnym czynnikiem jest pogoda. Należy w odpowiedniej rubryce arkusza zaznaczyć jaka

pogoda panowała w trakcie wykonywania pomiaru. Widoczność pewnych uszkodzeń jest większą,
jeżeli nawierzchnia jest wilgotna dlatego wyniki badań dla odcinków pomiarowych mogą się różnić.

Ponieważ różnice pomiędzy nawierzchniami różnego typu są znaczne nie udało się stworzyć

jednego uniwersalnego kryterium klasyfikującego uszkodzenia. Dlatego stworzono katalog który
określa uszkodzenia w zależności od rodzaju nawierzchni. Tabela zestawia grupy i rodzaje uszkodzeń
dla różnych typów nawierzchni.

Uszkodzenia w metodzie BIKB-IBDM są charakteryzowane poprzez natężenie uszkodzeń o

stopniu natężenia szkody M - małe, S - średnie, D – duże oraz poprzez intensywność występowania
uszkodzenia, czyli zakresu występowania uszkodzenia.

Ocena końcowa jest podawana przez program ARKUSZ2001, który przyznaje określoną liczbę

punktów ujemnych za poszczególne uszkodzenia, przyjmując za stan idealny nawierzchnię o liczbie
punktów równej zero. Na ocenę ogólną odcinka drogi składa się suma poszczególnych punktów. W
zależności od ilości przyznanych punktów w metodzie BIKB-IBDM wyróżnia się 5 poziomów stanu
nawierzchni:



bardzo dobry



dobry



stan ostrzegawczy



stan zły



stan bardzo zły