По договору специалисты научно-исследовательского института проблем дорожно-транспортного комплекса ДГТУ в рамках реализации федерального проекта «Передовые инженерные школы» обеспечат ООО «Югрегстроймонтаж» станциями мониторинга температурного режима работы дорожных покрытий и конструкций.
Это делается с тем расчетом, чтобы развернутая в дальнейшем система мониторинга на территории всей Ростовской агломерации помогла не только определять наиболее опасные периоды эксплуатации дорог, но и своевременно ограничивать в пиковые нагрузки движение транспорта повышенной грузоподъемности. По словам разработчиков системы, сбор статистических данных по температурному режиму работы дорог в РФ имеет существенное значение при решении многих технических проблем: в частности, что касается нормирования марки каменных материалов по морозостойкости при строительстве дорог в различных дорожно-климатических зонах с учетом влияния температурных перепадов, а также выбора марки вяжущего материала при проектировании состава асфальтобетона по методологии Superpave и т.д.
Разработанная специалистами ДГТУ система представляет собой набор оборудования, состоящего из специальных зондов с датчиками температуры (они встраиваются в дорожное покрытие), а также средств коммуникации и энергообеспечения базовой станции. Как правило, такие станции мониторинга устанавливаются на участках автомобильных дорог с высокой интенсивностью грузового транспорта.
– Развитие автоматизированной системы мониторинга температуры дорожного покрытия обеспечит министерство транспорта Ростовской области требуемой регламентированной информацией о непрерывном мониторинге температурного режима, что позволит выявлять опасные периоды эксплуатации асфальтобетонных слоев покрытия и своевременно принимать на этот период обоснованные решения по ограничению движения транспортных средств повышенной грузоподъемности, – рассказывает директор ДорТрансНИИ ДГТУ, к. т. н., доцент кафедры «Автомобильные дороги» ДГТУ Дмитрий Чирва.
Немаловажная деталь: считывание данных выполняет радиомодуль отечественного производства LoRa. Энергообеспечение датчика обеспечивает батарея, срок службы которой рассчитан на 5 лет. Средства коммуникации отвечают за сбор информации от зондов и температурных датчиков. Последующая передача информации на сервер осуществляется по сотовой связи стандарта GSM, радиус сбора информации - 150 метров. Оборудование устанавливается в местах «наихудших условий воздействия температурного режима на асфальтобетонное покрытие», другими словами на незатененных участках с прямым воздействием солнечного света в летний период.
По словам Дмитрия Чирвы, малоизученной пока еще остается проблема влияния температурных перепадов на асфальтобетонные слои покрытия автомобильных дорог, а также на щебеночные слои основания. Эксперты уверяют, что вопрос нормирования марки каменных материалов по морозостойкости для различных дорожно-климатических зон Российской Федерации также требует тщательного и всестороннего изучения.
– Согласно данным Росстандарта, для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца от -15 до -30 °С целесообразно использовать щебень с маркой по морозостойкости не менее F50, а для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца ниже -30 °С – не менее F75, – поясняет Дмитрий Чирва. – При этом количество переходов через 0 °С для этих регионов в сезон не превышает 10–15 раз, в то время как, например, в Московской области в холодный период 2019–2020 годов количество переходов для верхнего слоя покрытия составило 42 раза, что оказывает гораздо более существенную нагрузку на дорожные конструкции и покрытия. При этом в соответствии с Росстандартом, Московская область относится к району со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца от -5 до -15 °С, для которого допускается применять щебень с маркой по морозостойкости F25.
Ученый убежден в том, что решение этого вопроса должно опираться как на теоретические, так и на практические полевые исследования в различных климатических зонах в течение, как минимум, годового цикла эксплуатации автомобильной дороги с учетом большого разнообразия видов дорожно-строительных материалов.
Кстати, первые датчики, разработанные и производимые ДГТУ, были установлены еще в декабре 2017 года на скоростной автомобильной дороге М11 «Нева» (13 станций) и на трассе М4 «Дон» – (8 станций).
Система разработана в рамках реализации программы развития ДГТУ «Приоритет-2030» и программы Института перспективного машиностроения «Ростсельмаш».