Найти тему

Ученые ДГТУ разработали станции для мониторинга температурного режима работы дорожных покрытий и конструкций

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.
директор ДорТрансНИИ ДГТУ, к. т. н., доцент кафедры «Автомобильные дороги» ДГТУ Дмитрий Чирва
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».