Научно-исследовательский институт проблем дорожно-транспортного комплекса Донского государственного технического университета в рамках реализации федерального проекта «Передовые инженерные школы» обеспечит ООО «Югрегстроймонтаж» станциями мониторинга температурного режима работы дорожных покрытий и конструкций на 22 млн рублей. Развернутая на территории Ростовской агломерации система мониторинга позволит выявлять наиболее опасные периоды эксплуатации дорог и ограничивать на это время движение транспортных средств повышенной грузоподъемности. Сбор статистических данных по температурному режиму работы дорог в РФ, по словам разработчиков системы, поможет уточнить вопрос нормирования марки каменных материалов по морозостойкости при строительстве дорог в различных дорожно-климатических зонах с учетом влияния температурных перепадов, а также выбора марки вяжущего при проектировании состава асфальтобетона по методологии Superpave.
Система, разработанная в ДГТУ, представляет собой нишевое оборудование, состоящее из зондов с датчиками температуры, встраиваемых в дорожное покрытие, а также средств коммуникации и энергообеспечения – базовой станции. 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, – рассказал директор ДорТрансНИИ ДГТУ, к. т. н., доцент кафедры «Автомобильные дороги» ДГТУ Дмитрий Чирва.
Считывание данных выполняется с помощью радиомодуля отечественного производства LoRa. Энергообеспечение датчика осуществляется посредством батареи, рассчитанной на 5 лет эксплуатации. Средства коммуникации в свою очередь отвечают за сбор информации от зондов, температурных датчиков. Дальнейшая передача информации на сервер производится посредством сотовой связи стандарта GSM, радиус сбора информации составляет 150 метров. Оборудование устанавливается в местах наихудших условий воздействия температурного режима на асфальтобетонное покрытие, а именно на незатененных участках с прямым воздействием солнечного света в летний период.
По словам Дмитрия Чирвы, до сих пор малоизученной остается проблема влияния температурных перепадов на асфальтобетонные слои покрытия автомобильных дорог, а также на щебеночные слои основания. Вопрос нормирования марки каменных материалов по морозостойкости для различных дорожно-климатических зон Российской Федерации также требует тщательного и всестороннего изучения, уверен эксперт.
– 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, – пояснил 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.
Решение вопроса, подчеркивает ученый, 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.
Отметим, что первые датчики, разработанные и производимые ДГТУ, были установлены в декабре 2017 года на скоростной автомобильной дороге М11 «Нева» (13 станций) и на трассе М4 «Дон» – (8 станций).
Справка: ООО «Югрегстроймонтаж» – субподрядчик АО «Ростелеком», который в свою очередь является генподрядчиком министерства транспорта Ростовской области. Система разработана в рамках реализации программы развития ДГТУ «Приоритет-2030» и программы Института перспективного машиностроения «Ростсельмаш».