14. Ocena stanu nawierzchni drogowych.

14.1 Wybór odcinków dróg do oceny stanu nawierzchni.

Wybór odcinków dróg do oceny oraz strategii realizacji pomiarów poszczególnych parametrów techniczno-eksploatacyjnych charakteryzujących nawierzchnię, dokonywany jest przez Generalną Dyrekcje Dróg Krajowych i Autostrad Biuro Studiów Sieci Drogowych, przy uwzględnieniu takich czynników jak:

• techniczne - obejmują analizy pomiarów i wyników badań, z lat poprzednich;

• ekonomiczne - biorą pod uwagę dostępne środki finansowe;

• organizacyjne - obejmują analizę wydajności, dostępności i sprawności sprzętu.

Wykaz odcinków dróg przeznaczonych do pomiarów w bieżącym roku przygotowują Odziały Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad. Mając na uwadze również trzy przesłanki, a mianowicie:

• organizacyjne - na podstawie strategii sformułowanej przez GDDKiA;

• techniczne - na podstawie analizy pomiarów realizowanych w latach poprzednich oraz innych szczegółowych badań i pomiarów (np. ugięć); lokalizacji zabiegów remontowych i planowanych na rok bieżących, obciążenia dróg ruchem itd;

• systemowe - polegają na eliminacji niektórych odcinków dróg z programu pomiarów np. dróg o nawierzchni nowej lub wręcz nie nadającej się do badań ze względu na zbyt duże uszkodzenia, czy odcinki uwzględnione do remontu w bieżącym roku.

14.2. Ocena badanych parametrów techniczno- eksploatacyjnych.

W celu przeprowadzenia analizy wybranego fragmentu drogi krajowej, zgodnie z nowymi wytycznymi, należy dokonać oceny parametrach techniczno-eksploatacyjnych takich jak;

• Stan spękań jest to cecha górnych warstw konstrukcyjnych nawierzchni, charakteryzująca stopień ich nieciągłości, stanowiąca przesłankę do określenia utraty nośności nawierzchni. Określana za pomocą wskaźnika spękań „n” na podstawie oceny wizualnej uszkodzeń nawierzchni. Służy do tego np. Rejestrator SOWA-1 (SOWA-3) zainstalowany w pojeździe badawczym. Rejestracja wykonywana jest przez operatora z samochodu jadącego po ocenianym pasie ruchu, w sposób wizualny. oceny stany technicznego tych nawierzchni, na podstawie danych zgromadzonych w czasie inwentaryzacji.

• Równość podłużna jest to cecha eksploatacyjna określająca zdolność nawierzchni jezdni do nie wzbudzania wstrząsów i drgań poruszającego się pojazdu. Określana na podstawie pomiaru profilu podłużnego nawierzchni specjalistycznymi urządzeniami profilometrycznymi, takimi jak Zestaw APL. Pomiar urządzeniem odbywa się w prawym śladzie kół i polega na zarejestrowaniu odchyleń mierzonego profilu podłużnego od teoretycznej niwelety nawierzchni drogi

• Koleiny czyli, trwałe odkształcenia przekroju poprzecznego nawierzchni, powstałe wzdłuż drogi w miejscu oddziaływania kół pojazdów w ruchu. Określane na podstawie pomiaru ich głębokości w równoległych przekrojach poprzecznych specjalistycznymi urządzeniami, jak np. Profilograf Laserowy LPR, który Pozwala na automatyczny pomiar głębokości kolein w równoległych przekrojach poprzecznych drogi, położonych w odległości nie większej niż 5m od siebie

• Stan powierzchni jest to cecha nawierzchni charakteryzująca spójność tworzywa warstwy ścieralnej nawierzchni. Określana wskaźnikiem stanu powierzchni „p” na podstawie oceny wizualnej uszkodzeń nawierzchni (Rejestrator SOWA-1).

• Właściwości przeciwpoślizgowe czyli, zdolność do wytwarzania sił tarcia między nawierzchnia drogi a kołami pojazdów w warunkach wzajemnego poślizgu. Określa się na podstawie pomiaru współczynnika tarcia urządzeniami pomiarowymi . Służy do tego między innymi Zestaw SRT-3. Jest to urządzenie dynamometryczne o określonych cechach kinematycznych, konstrukcyjnych i funkcjonalnych. Pozwala zmierzyć współczynnik tarcia podłużnego nawierzchni w warunkach 100% poślizgu koła pomiarowego, z zastosowaniem określonego typu opony testowej.

Ocena powyższych parametrów pozwala zakwalifikować nawierzchnie do jednej z cztery klas technicznych:

A - stan dobry

B - stan zadawalający

C - stan nie zadawalający

D - stan zły

Przynależność do klasy automatycznie pozwala uplasować stan techniczny nawierzchni na jednym z trzech poziomów decyzyjnych:

1. Poziom pożądany, na tym poziomie sklasyfikowane są nawierzchnie nowe, odnowione oraz eksploatowane, których stan techniczny nie wymaga planowania w normalnych warunkach przez okres co najmniej czterech kolejnych lat zabiegów remontowych, obejmuje klasę A i B stanu nawierzchni.

2. Poziom ostrzegawczy, na tym poziomie uzasadnione jest co najmniej wykonanie szczegółowych badań w celu wykonania zabiegu poprawiającego stan nawierzchni, obejmuje klasę C.

3. Poziom krytyczny, jest to poziom, w którym wymagane jest natychmiastowe wykonanie szczegółowych badań technicznych w celu wykonania zabiegu, obejmuje klasę D.

Oceny parametrów techniczno-eksploatacyjnych dokonuje się zgodnie z następującym schematem:

1. Ustalenie lokalizacji odcinków pomiarowych i dokonanie odcinkowej oceny stanu nawierzchni na wskazanym fragmencie drogi.

2. Zestawienie i wyznaczenie średniego poziomu odcinkowych ocen stanu nawierzchni.

3. Wyznaczenie parametru dominującego na danym odcinku, dla poziomu ostrzegawczego i krytycznego.

4. Oszacowanie potrzeb remontowych na danym odcinku pomiarowym, na ustalonym poziomie decyzyjnym (pożądany, ostrzegawczym lub krytycznym).

5. Określenie potrzeb remontowych badanego fragmentu drogi.

6. Wyznaczenie oceny globalnej stanu nawierzchni.

Lokalizacja odcinków pomiarowych i ocena odcinkowa stanu nawierzchni. Fragment drogi poddawany diagnozie musi zostać podzielony na odcinki pomiarowe, których długość powinna wynosić 1000 m. W przypadku odcinków skrajnych (na początku i na końcu) ich długość może zawierać się pomiędzy 500 a 1499 m.

Następnie dokonujemy oceny odcinkowej poszczególnych odcinków pomiarowych. Jeżeli przeprowadzamy analizę na poziomie sieci drogowej to pomijamy ocenę odcinkową początków i końców odcinków jednorodnych. Dla zbyt krótkich odcinków lub takich gdzie brakuje danych również nie wyznacza się oceny odcinkowej.

Zestawienie i wyznaczenie średniego poziomu odcinkowych ocen. Na podstawie odcinkowych oceny poszczególnych parametru, wyznacza się średni poziom ocen odcinkowych, a na tej podstawie określa się klasę stanu technicznego nawierzchni (A , B, C lub D), na rozpatrywanym odcinku pomiarowym.

Określenie parametru dominującego. Parametr dominujący wyznacza się tylko dla poziomu ostrzegawczego (klasa C) i krytycznego (klasa D). Parametrem dominującym w danym poziomie jest ten, który oceniono w odpowiadającej poziomowi klasie i równocześnie ma najwyższy priorytet, warunkiem jest dokonanie równocześnie oceny odcinkowej dla parametrów o wyższym priorytecie. Jeżeli nie występuje parametr co najmniej w klasie C to nie ma parametru dominującego. W celu określenia parametru dominującego należy uwzględnić hierarchię priorytetów, tzn. każdy badany parametr ma określoną pozycje, jeśli chodzi o jego wpływ na stan nawierzchni. Przedstawia się to następująco, od najwyższego do najniższego:

1. stan spękań (N)

2. równość podłużna (R)

3. koleiny (K)

4. stan powierzchni (Sp)

5. właściwości przeciwpoślizgowe (S).

Potrzeby remontowe na danym odcinku pomiarowym, na ustalonym poziomie decyzyjnym. Potrzeby remontowe określa się na podstawie parametru dominującego oraz kategorii natężenia ruchu. Jeśli parametr dominujący jest na poziomie ostrzegawczym to zabiegi ulepszające należy wykonać w ciągu najbliższych lat. Jeżeli jest na poziomie krytycznym to konieczna jest natychmiastowa poprawa stanu nawierzchni. Jeżeli parametr dominujący nie jest określony to zabieg remontowy na danym odcinku jest „nieokreślony”. Rodzaj remontu wybiera się z pośród trzech grup zabiegów remontowych:

1. Wzmocnienie → poprawia wszystkie badane cechy techniczno-eksploatacyjne nawierzchni. Stosuje się gdy parametrem dominującym jest stan spękań (N).

2. Wyrównanie z warstwą ścieralną → poprawia równość podłużną, stan powierzchni i właściwości przeciwpoślizgowe, likwiduje koleiny,. Stosuje się gdy parametrem dominującym jest równość podłużna (R) lub koleiny (K) .

3. Zabieg powierzchniowy → poprawia stan powierzchni i właściwości przeciwpoślizgowe. Stosuje się gdy parametrem dominującym jest stan powierzchni (Sp) lub właściwości przeciwpoślizgowe (S).

Potrzeby remontowe na badanym fragmencie drogi. Przy całościowych szacowaniu wyróżniamy:

• natychmiastowe potrzeby remontowe, których wielkość określamy jako sumę odcinków w poziomie krytycznym, oddzielnie dla poszczególnych grup zabiegów remontowych .

• planowane i natychmiastowe potrzeby remontowe, których wielkość określamy jako sumę odcinków w poziomie ostrzegawczym, oddzielnie dla poszczególnych grup zabiegów remontowych .

• odcinki niewymagające zabiegów remontowych, określane jako różnica algebraiczna sumy długości odcinków jednorodnych, sumy długości odcinków w poziomie ostrzegawczym oraz sumy długości odcinków o „nieokreślonych” zabiegach remontowych.

Ocena globalna stanu nawierzchni. Oceny globalnej dokonujemy poprzez wyznaczenie wskaźnika globalnego(G), zdefiniowanego następująco:

G=100 - [W_N X N_j + W_R X R_j + W_K X K_j + W_Sp X Sp_j + W_S X S_j] (1)

gdzie:

- W_N, W_R, W_K, W_Sp, W_S - przyjmują wartość z

przedziału <0,1> i są wagami poszczególnych

parametrów oraz spełniają warunek::

W_N+ W_R+ W_K+ W_Sp + W_S = 1

• N_j, R_j, K_j, Sp_j, S_j - standaryzacja poszczególnych

parametrów

Dla całego fragmentu badanej drogi wyznaczamy ocenę globalna, dla poszczególnych strategii. Wartość wag przyjmuje się zmiennie, w zależności od przyjętej strategii utrzymania dróg, wyróżniamy trzy:

• Priorytet poprawy stanu strukturalnego nawierzchni, gdzie stan spękań i stan powierzchni stanowią 70% łącznego udziału parametrów.

• Priorytet poprawy stanu bezpieczeństwa ruchu, gdzie wskaźnik spękań, koleiny i właściwości przeciwpoślizgowe stanowią 70% łącznego udziału parametrów.

• Minimalizacji kosztów zabiegów utrzymaniowych, gdzie wagi są proporcjonalne do jednostkowych kosztów robót.

---