Новости

20 апреля, 2022 11:52

Радиофизики ТГУ расширят возможности георадара для оценки качества дорог

Источник: Поиск
Согласно последним исследованиям больше половины дорог Российской Федерации не соответствуют нормативным требованиям. При этом, по расчетам специалистов, сроки их эксплуатации должны составлять минимум 12–15 лет. В действительности же это 3–5 лет, а для дорог северных территорий, в том числе Томской области, срок уменьшается до 1–2 лет. Чтобы лучше оценивать качество дорожного покрытия, радиофизики Томского государственного университета предлагают расширить возможности широкозахватного георадара «Терразонд».
Источник: пресс-служба РНФ

Для георадиолокации и определения толщин многослойной дорожной одежды впервые будет адаптирован алгоритм из глубинной сейсморазведки. Это позволит в режиме реального времени осуществлять обработку принятых сигналов и оперативно получать радиоизображение скрытых объектов и неоднородностей в каждом заданном подповерхностном слое земной поверхности.

Работы ведутся в рамках грантовой поддержки РНФ.

“Причиной преждевременного износа покрытия являются ошибки при проектировании, нарушение технологий и некачественные материалы, используемые при строительстве и ремонте дорог, переувлажнение земляного полотна грунтовыми и поверхностными водами. При этом причина ошибок при проектировании – недостаток информации о толщине уже существующей дорожной одежды, а также недостоверные данные о геологическом разрезе земляного полотна и подстилающего основания”, – объясняет профессор кафедры радиофизики и электроники РФФ ТГУ Сергей Шипилов.

Для прогнозирования сроков ремонта и качественной реконструкции дорог нужно иметь полное представление о структуре дорожной одежды. Существующий российский широкозахватный георадар «Терразонд», разработанный с привлечением радиофизиков ТГУ, позволяет захватывать полосу дорожного полотна до 2,5 метров. При этом измерения происходят на скорости, соизмеримой со скоростью движения автомобиля в потоке, – 80-90 км/час. Так за одни сутки можно получить информацию об участке дороги примерно в 500 км.

“Сейчас толщина покрытий измеряется путем отбора проб (кернов) на некоторых участках дорожного полотна. Это достаточно трудоемкая и долгая работа, поэтому количество кернов очень сильно ограничено, и это не позволяет оценить качество дорожного покрытия на всем участке. При дистанционном радиоволновом зондировании керны брать не нужно. При этом мы получаем информацию о толщине дорожного полотна не просто в каком-то конкретном участке, а на протяжении всей дороги, что позволяет выявить те участки, где она уменьшена”, – рассказывает Сергей Шипилов.

Во время зондирования «Терразонд» собирает около 1 гигабайта данных на 1 километр. Это большой объем, которые необходимо обрабатывать и структурировать. Поэтому ученые в рамках гранта РНФ планируют разработать систему алгоритмов, которые позволят определять толщину слоев дорожного покрытия и места увлажнения этого дорожного покрытия, где зимой при замерзании будет образовываться лед, приводящий к вспучиванию и деформации асфальта.

“Впервые для георадиолокации будет адаптирован алгоритм из глубинной сейсморазведки для определения толщин многослойной дорожной одежды. За счет использования антенной решетки с большим числом приемных и передающих антенн у нас будет множество ракурсов зондирования одновременно. Это позволит получать параметры оценки слоев с малой погрешностью даже в случае наличия шероховатостей границы слоев и локальных неоднородностей внутри конструкции дорожной одежды”, – объясняет Сергей Шипилов.

В итоге полученные результаты будут способствовать совершенствованию технологических процессов – снизят издержки производства, повысят безопасность дорожного движения и обеспечат технологическую независимость и импортозамещение технологий для контроля качества в дорожном строительстве.

“Эти результаты будут значимы как с точки зрения фундаментальной науки, так и практических приложений. Например, в мобильных дорожных лабораториях для оперативной диагностики дорожного полотна. Но при этом наша главная цель – создать технологию, которая бы позволила контролирующей компании обеспечивать дистанционный контроль больших участков дорог и дальше использовать это в важных народнохозяйственных целях. Сейчас для контроля полотна ГОСТом не зафиксированы процедуры, связанные с дистанционным зондированием, но, возможно, результаты этого гранта позволят выйти на создание новых ГОСТов, включающих и данную технологию”, – подытожил Сергей Шипилов.

1 июня, 2022
Российские ученые сделали шаг к возможности управления эволюцией
Ученым Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН впервые удалось пронаблюдать проявление...
31 мая, 2022
Ученые ИТМО создали систему кубитов для защиты квантовых вычислений
Физики ИТМО рассмотрели движение пары фотонов в двумерном массиве сверхпроводящих кубитов и доказа...