Обследование автомобильных дорог с ПО GeoReader

Компания ООО «ТИМ» с момента создания занимается разработкой, развитием и продвижением на российском рынке программного обеспечения GeoReader - специальной программы для автоматизированной обработки и интерпретации больших объемов данных георадиолокационного сканирования

Конечно, GeoReader позволяет решать и иные задачи, связанные с применением георадаров, но все же наибольший опыт успешного применения связан с автомобильными дорогами и другими объектами транспортной инфраструктуры (железные дороги, аэропортовые комплексы). Сегодня среди пользователей GeoReader есть проектно-изыскательские и научно-исследовательские организации, чья деятельность тесно связана с дорожным хозяйством

Для того, чтобы ответить на вопрос неискушённого пользователя – «в чем же отличие GeoReader от аналогичных программных продуктов?», мы поделимся своими работами с Вами, уважаемые посетители нашего сайта

Программный комплекс GeoReader – это мультиформатное программное обеспечение, которое поддерживает данные георадаров серии ГРТ и ОКО (рисунок 1), Лоза (рисунок 2), GSSI, Mala, S&S и Zond (рисунок 3)

   

а)                                                                                                                            б)

Рисунок 1 – Георадары серии ГРТ (а) и ОКО (б)

Рисунок 2 – Георадар Лоза

  

а)                                                                                                                             б)

  

в)                                                                                                                           г)

Рисунок 3 – Георадары GSSI (а), Mala (б), S&S (в) и Zond (г)

Программный комплекс GeoReader при обследовании автомобильных дорог позволяет решать следующие задачи:

- контроль толщины, однородности толщины и свойств материалов дорожных одежд и грунтов земляного полотна в соответствии с ГОСТ Р 58349-2019 «Дороги автомобильные общего пользования. Дорожная одежда. Методы измерения толщины слоев дорожной одежды» и ОДМ 218.3.075-2016 «Рекомендации по контролю качества выполнения дорожно-строительных работ методом георадиолокации»

- определение толщины льда на автозимниках и оценка несущей способности ледовых переправ в соответствии с ГОСТ Р 58948-2020 «Дороги автомобильные общего пользования. Дороги автомобильные зимние и ледовые переправы. Технические правила устройства и содержания» и ОДМ 218.4.030-2016 «Методические рекомендации по оценке грузоподъемности ледовых переправ»

- оценка прочности дорожных одежд в соответствии с проектом ГОСТ Р «Дороги автомобильные общего пользования. Методика оценки прочности нежестких дорожных одежд»

Поскольку рекомендации по выполнению георадиолокационного обследования и методики работ описаны на странице Рекомендации выполнения георадарных работ, в данной теме пропустим этот вопрос. Кратко ознакомиться с возможностями программного комплекса GeoReader можно на нашем канале YouTube

В 2021 году мы выполнили обследования автомобильных дорог в регионах России, а также в г. Москва

Задачи, которые стояли перед аппаратно-программными комплексами (в составе с ПО GeoReader):

1) оценка состояния дорожной конструкции с целью определения причин колеи вновь отремонтированного дорожного покрытия (региональные городские дороги)
2) определение причин провала дорожного покрытия на выделенной полосе для движения общественного транспорта и поиск других потенциальных мест образования провалов (городские дороги г. Москва)

В ходе первой работы (в регионе) для решения задачи было необходимо оценить внутреннее строение дорожной конструкции, а именно определить выдержанность слоистой структуры, рассчитать коэффициент вариации толщины и найти области неоднородности свойств материалов слоев дорожной одежды

При решении задач использовались рекомендации ОДМ 218.3.075-2016. В соответствии с документом, при георадиолокационном контроле выявляют участки автомобильных дорог с возможными нарушениями по толщине слоев и однородности свойств (влажность и плотность) материалов слоев основания дорожной одежды и грунтов земляного полотна. По результатам георадиолокационных работ осуществляют предварительную оценку однородности свойств материалов основания дорожной одежды и грунтов земляного полотна. Окончательную оценку однородности устанавливают по результатам лабораторных испытаний отобранных проб в местах, определенных по результатам георадиолокационных измерений

Полевые георадарные работы выполнены совместно с ООО НПЦ «Геотех». В ходе выполнения работ использовалось георадарное оборудование «ОКО-3» производства ООО «Логические системы». На предварительном этапе работ выполнены рекогносцировочное обследование и оценка состояния дорожного покрытия

Георадарное обследование выполнено с использованием бесконтактных антенных блоков частотой 2000 МГц и 1000 МГц (рисунок 4). Максимальная глубина сканирования достигнута антенным блоком 1000 МГц и составила 1,3 м

Рисунок 4 – Общий вид комплекса георадарного оборудования на базе автомобиля

Параметры съемки и оборудования представлены в таблице 1

Таблица 1 – Параметры съемки георадаром ОКО-3

Сбор георадарных данных выполнен по правой стороне полосы движения в одном направлении обследованного участка

Георадарные профили были привязаны к местности с помощью спутникового оборудования EFT M4 GNSS в режиме RTK в местной системе координат. Траектория движения георадара была пересчитана на величину продольного смещения между фазовым центром антенны спутникового приемника и антенного блока георадара, расстояние между которыми в продольном направлении составило 1,7 м. Поперечное смещение антенн отсутствовало

Методика обработки данных представлена указанными операциями:

1) Анализ исходных материалов
2) Формирование георадарных проектов, в состав которых вошел набор георадарных профилей, записанных на выбранном участке
3) Импорт плановых координат створов прохода георадара и смещение траектории движения георадара от фазового центра приемника спутникового оборудования в сторону антенного блока георадара
4) Интерпретация георадарных профилей:
   а) отрисовка границ и анализ однородности толщины слоев дорожной одежды
   б) экспертный анализ однородности свойств слоев дорожной одежды
   в) векторизация неоднородных участков на георадарных профилях вручную
   г) анализ однородности свойств слоев дорожной одежды с применением автоматических алгоритмов атрибутного анализа в ПО GeoReader
   д) поиск и векторизация аномалий на георадарных профилях с применением алгоритмов компьютерного зрения
5) Подготовка графических материалов и отчетных форм:
   а) экспорт таблиц относительного изменения толщины слоев дорожной одежды и расчет коэффициента вариации по ним
   б) экспорт ведомостей расположения аномалий в табличной форме с координатной привязкой
   в) экспорт изображений интерпретированных радарограмм и участков картографической подложки с нанесенным местоположением аномалий
6) Подготовка отчета

При выполнении камеральных работ применены процедуры вычитания сигнала прямого прохождения, усиления и фильтрации отраженного сигнала

В ПО GeoReader выполнен экспорт ведомостей относительного изменения толщины слоев дорожной одежды после полуавтоматической отрисовки границ конструктивных слоев дорожной одежды, а также расчет коэффициента вариации толщины слоев в соответствии с ОДМ 218.3.075-2016

Методика анализа однородности свойств слоев дорожной одежды с применением автоматических алгоритмов атрибутного анализа в ПО GeoReader, а также поиска и векторизация аномалий на георадарных профилях с применением алгоритмов компьютерного зрения выполнялась в указанной последовательности:

1. Расчет атрибутов сигнала и изображений на георадарном профиле. В рамках выполнения данного этапа камеральных работ выполнен расчет 26 различных атрибутов. Результаты расчета проанализированы на предмет соответствия критериям п.7.8 ОДМ 218.3.075-2016. Алгоритм атрибутного анализа «Текстурный анализ – Мера однородности», позволивший получить наиболее характерные результаты расчета для дальнейшего поиска и векторизация аномалий на георадарных профилях с применением алгоритмов компьютерного зрения был применен ко всем георадарным профилям проекта

Пример работы алгоритма «Текстурный анализ – Мера однородности» представлен на рисунке 5

   

а) исходная радарограмма                                                                                         б) результат атрибутного анализа

Рисунок 5 – Пример работы алгоритма «Текстурный анализ – Мера однородности»

2. Поиск и векторизация аномалий на георадарных профилях с применением алгоритмов компьютерного зрения. На данном этапе работ выполнена бинаризация результатов атрибутного анализа с применением алгоритма «Текстурный анализ – Мера однородности». После бинаризации выполнена сегментация и автоматическая векторизация областей, соответствующих критериям п. 7.8 ОДМ 218.3.075-2016

Пример работы алгоритмов компьютерного зрения представлен на рисунке 6

      

а) бинаризация радарограммы                                                        б) Сегментация, автоматический поиск и векторизация аномалий

Рисунок 6 – Пример работы алгоритмов компьютерного зрения

Анализ результатов георадарного обследования выполнен по данным экспертной оценки, а также работы автоматических алгоритмов ПО GeoReader

Основные нарушения внутренней структуры обследуемого участка связаны с наличием проседания отражающих границ слоев дорожной одежды, прекращением прослеживаемости отражающих границ, хаотичной волновой картиной (рисунок 7). Как правило, подобные признаки часто наблюдаются в городских условиях и являются предпосылками к образованию дефектов на дорожном покрытии, вплоть до формирования провалов и воздушных полостей в слоях основания дорожной одежды

Рисунок 7 – Радарограмма обследованного участка с интерпретированными границами слоев дорожной одежды

Подошвы слоев, соответствующие по глубине асфальтобетону, обозначены красной линией, верхним слоям основания – синей линией, нижним слоям основания – фиолетовой линией. Видно, что отражения от подошвы нижних слоев основания просматриваются не на всем протяжении. Отсутствие отражений от подошвы нижних слоев основания указывает также на отсутствие различий в свойствах грунтов основания дорожной одежды и естественного основания, что косвенно говорит о несоответствии дренирующих свойств. Как правило, подобная ситуация приводит к накоплению грунтовой воды под дорожной одеждой и морозному пучению в процессе зимнего перераспределения влаги. Переходы температуры воздуха через 0 в зимний период губительно влияют на прочность дорожных одежд. Повторяющиеся процессы пучения и просадки нарушают целостность слоев дорожной одежды и приводят к локальным разуплотнениям, в которых впоследствии образуются ослабленные зоны

Местами на георадарных профилях наблюдалось отсутствие ярко выраженной слоистой структуры, характерной для дорожных одежд автомобильных дорог. Как правило, такие признаки часто наблюдаются на участках городских дорог и улиц, которые с постоянной периодичностью подвергаются негативному воздействию водонесущих инженерных коммуникаций, локальным ремонтам и экскавациям грунта основания дорожных одежд. Для большей наглядности на рисунке 8 представлен фрагмент георадарного профиля, записанного на вновь построенной автомобильной дороге. Профиль характеризуется четко выраженной слоистой структурой. В пространстве между подошвой и кровлей слоев отсутствуют какие-либо дополнительные отражения, границы раздела слоев сравнительно более однородны по толщине. Контрастная разница волновой картины на рисунках 7 и 8 свидетельствует о накоплении усталостных деформаций в слоях дорожных одежд обследованного участка, что вероятнее всего приведет к снижению прочностных свойств. В рамках исследования выполнено только неразрушающее обследование методом георадиолокации, но для более углубленного изучения состояния объекта также рекомендовано выполнить измерения чаши прогиба установками ударного нагружения, например, системами типа FWD

Рисунок 8 – Пример георадарного профиля вновь устроенной дорожной одежды

Для всех отрисованных слоев был выполнен расчет коэффициента вариации толщины в соответствии с ОДМ 218.3.075-2016. Результаты расчета показали превышение рекомендуемых параметров для всех слоев дорожной одежды на величину от 200 до 500%. Это свидетельствуют о том, насколько существующая дорожная одежда отличатся от рекомендуемых условий, при которых обеспечивается долговечная эксплуатация конструкций сооружения

Также на основании результатов георадарного обследования был сделан вывод, что практически на всем протяжении обследованных участков имеются несоответствия по однородности свойств материалов слоев основания дорожной одежды в соответствии с п. 7.8 ОДМ 218.3.075-2016

На объекте в столичном регионе определялись признаки ослабленных зон в основании дорожной одежды в месте провала дорожного покрытия, руководствуясь обнаруженными признаками необходимо было найти на объекте другие потенциально опасные места. Полевые работы выполнялись в несколько этапов и двумя различными типами оборудования – георадаром ОКО (ООО "Логические системы") с несколькими антенными блоками и георадиотомографом ГРТ-ХХ (ООО НПО "Терразонд") с антенными блоками в двух вариациях настроек частотных диапазонов. Подробнее об оборудовании скажем ниже

Этапы полевых работ:

1) рекогносцировочное обследование полос движения с использованием георадара ГРТ
2) обследование полос движения с использованием георадара ОКО (рисунок 9)
2) обследование тротуара рядом с проезжей частью георадаром ОКО
4) обследование тротуара рядом с проезжей частью георадаром ГРТ
5) повторное обследование полос движения с использованием георадаров ГРТ (рисунок 10)

Рисунок 9 - Обследование полос движения с использованием георадара ОКО (антенный блок 1000 МГц)

Рисунок 10 - Обследование полос движения с использованием георадаров ГРТ (антенные блоки 200-1200 МГц и 500-2500 МГц)

Обследования проводились в ноябре-декабре 2021 г. Во всех случаях погода для выполнения работ была благоприятная, существенных негативных факторов не наблюдалось. Однако глубина сканирования ввиду предшествующих процессов осеннего накопления влаги в основании дорожной конструкции была меньше, чем в благоприятный летний период. С целью минимизации помех дорожному движению и пешеходам все работы выполнялись в вечернее и ночное время

На первом этапе георадарное обследование выполнено с использованием российского георадара серии ОКО (производства ООО "Логические системы") и бесконтактного антенного блока с центральной частотой 1000 МГц (рисунок 9), а также с использованием контактного антенного блока с центральной частотой 700 МГц (рисунок 11). Траектории проезда георадара записывались в файл геопривязки с использованием спутникового оборудования. В процессе обследования данные антенного блока 700 МГц позволили выполнить сканирование дорожной конструкции и подстилающего основания до глубины около 1,5 м. Антенный блок с центральной частотой 1000 МГц позволил с высокой разрешающей способностью оценить изменение толщины слоев покрытия дорожной одежды

Рисунок 11 – Георадарное обследование с использованием георадара Око (700 МГц)

Особенностью работы использованного георадара ОКО-3 является возможность получить вертикальный электромагнитный разрез (георадарный профиль) только в проекции, где буксировался антенный блок. По этой причине, с целью изучения состояния и строения дорожной конструкции на некоторой ширине проезжей части, проезды с георадаром были выполнены по нескольким полосам движения (рисунок 12)

Рисунок 12 – Траектория проезда георадара Око (700 МГц). Красными линиями отображены проезды с георадаром по трем первым полосам движения

Проезды по нескольким полосам движения позволили построить горизонтальные георадарные срезы – амплитудные карты (изменение амплитуды отраженного сигнала на площади для заданной глубины). Амплитудные карты обеспечивают возможность изучения подземной среды на виде сверху, при этом секущую плоскость можно опускать или поднимать на различные глубины относительно поверхности сканирования (поверхность дорожного покрытия). По результатам анализа картины на амплитудных картах и сравнения ее с картиной отдельных вертикальных разрезов (георадарных профилей) определялись местоположения ослабленных зон в дорожных конструкциях в плане и по глубине, которые могут привести к деформации дорожного покрытия

Обследование георадаром ОКО-3 позволило сформулировать основные критерии поиска ослабленных зон дорожной конструкции, а также уточнить методику детальных работ с георадарами серии ГРТ для быстрого охвата всей ширины проезжей части

Параметры съемки георадаром ОКО-3 представлены в таблице 2

Таблица 2 – Параметры съемки георадаром ОКО-3

Об оборудовании. Во время обследования георадарами серии ГРТ (производства НПО Терразонд) использовались бесконтактные антенные блоки с линейно-модулированной частотой в диапазонах 200-1200 МГц (ГРТ-1, рисунок 10 справа) и 500-3000 МГц (ГРТ-3, рисунок 10 слева). Траектории проезда георадара также записывались в файл геопривязки с использованием спутникового оборудования

Проезды с георадарами ГРТ были выполнены по каждой полосе движения. В процессе обследования данные ГРТ-1 обеспечили возможность анализа дорожной конструкции на глубину сканирования примерно до 1,5 м, а ГРТ-3 – асфальтобетонных слоев
Особенностью работы георадаров ГРТ является возможность получить серию точнопарралельных вертикальных электромагнитных разрезов (георадарных профилей) на всю ширину антенной решетки (примерно от 2-х до 4-х м) с поперечным шагом между профилями от 7,5 до 15 см (в зависимости от вида антенной решетки)

Выполняя проезды по каждой после движения георадарной съемкой была покрыта подавляющая часть площади дорожного покрытия обследованного участка (рисунок 13)

Рисунок 13 – Площадь съемки георадара ГРТ-3 по ширине (500-2500 МГц). Разными цветами отображены проезды с георадаром по каждой полосе движения

По результатам проездов георадаров серии ГРТ также были построены амплитудные карты. Параметры съемки оборудования представлены в таблице 3

Таблица 3 – Параметры съемки георадаров серии ГРТ

Камеральная обработка выполнена в ПО GeoReader. Визуализация результатов георадарного обследования выполнялась в программном комплексе QGIS (программное обеспечение с открытым кодом). Необходимо отметить, что программный комплекс GeoReader является единственным мультиформатным отечественным программным обеспечением, позволяющим работать с большими объемами георадарных данных, получаемых при обследовании автомобильных дорог и других протяженных линейных объектов

Методика обработки данных представлена указанными операциями:

1. Анализ исходных материалов
2. Формирование георадарных проектов, в состав которых вошел набор георадарных профилей, записанных на участке
3. Импорт плановых координат створов прохода георадара
4. Интерпретация георадарных профилей:
   а) отрисовка границ и определение относительной толщины слоев дорожной одежды (без калибровки по результатам бурения)
   б) атрибутный анализ и анализ однородности свойств слоев дорожной одежды
   в) поиск участков неоднородных свойств материалов и грунтов на георадарных профилях
5. Интерпретация амплитудных карт:
   а) поиск неоднородных участков на амплитудных картах
   б) сопоставление участков неоднородных свойств материалов и грунтов на амплитудных картах с результатами интерпретации георадарных профилей
   в) интерпретация среди участков неоднородных свойств материалов и грунтов ослабленных зон, связанных с возможным образованием провалов дорожного покрытия
6. Подготовка отчета

При выполнении камеральных работ применены процедуры вычитания сигнала прямого прохождения, усиления и фильтрации отраженного сигнала

По результатам рекогносцировочного проезда георадара ГРТ-3 в первую очередь был выполнен анализ данных в месте известного провала дорожного покрытия на выделенной полосе для движения общественного транспорта (рисунок 14)

Рисунок 14 – Место провала дорожного покрытия

На рисунке 15 приведен георадарный профиль георадара ГРТ-3 с указанием места обнаруженного провала. На георадарном профиле в месте провала наблюдается примерно двукратное увеличение толщины асфальтобетона (выделено красным) на краях участка, указывающего местоположение подземного пешеходного перехода (выделено зеленым). Вместе с тем на объекте пустота под дорожным покрытием была вскрыта и устранена эксплуатирующей участок организацией. Увеличение мощности асфальтобетона тут может свидетельствовать о последствиях ремонта участка. Подобные отклонения являются довольно частыми явлениями для городских дорог и улиц. Увеличение мощности асфальтобетона является первым признаком проблемного места, однако, как и в текущей ситуации, может показывать последствия ремонта, но не обязательно указывать на опасность образования нового провала. В данной связи предстояло выполнить повторное обследование участка с оборудованием, которое может обеспечить большую глубину проникновения электромагнитного сигнала, чтобы оценить какие наблюдаются признаки ослабления в слоях основания дорожной конструкции

Рисунок 15 – Георадарный профиль ГРТ-3 в месте провала дорожного покрытия (первая полоса движения)

Были проанализированы данные георадара ОКО-3 с антенными блоками 1000 МГц (с отрывом от поверхности) и 700 МГц (контактный). Данные антенного блока 1000 МГц георадара ОКО-3 (рисунок 16) показали идентичную данным ГРТ-3 картину, однако не обеспечили лучшего результата по глубине сканирования. Сходимость результатов обследования, полученных различным оборудованием, указывает на качественные полевые материалы обоих георадаров, отсутствие искажений и помех в данных вследствие влияния различных внешних факторов

Рисунок 16 – Георадарный профиль ОКО-3 (1000 МГц) в месте провала дорожного покрытия (первая полоса движения)

На следующем этапе были проанализированы данные контактной антенны 700 МГц. Указанная антенна обеспечила существенно большую глубину проникновения электромагнитного сигнала. При параметре диэлектрической проницаемости равном 6, информация просматривается до 1,5 м. На данных антенного блока 700 МГц также указано местоположение проседания асфальтобетона и подземного перехода (рисунок 17). Обращают на себя внимание высокоамплитудные аномалии в основании дорожной конструкции под местами проседания асфальтобетона (выделено красной рамкой). Подобные признаки могут указывать на включения отличающегося по своим свойствам материала, в том числе на его отсутствие (образование воздушной полости). Стоит отметить, что проблемные места располагаются по обе стороны от перегона подземного пешеходного перехода, а это может указывать на недостаточное уплотнение грунта рядом с его внешними стенками. Обнаруженные высокоамплитудные аномалии под местами проседания асфальтобетона на георадарном профиле были приняты в качестве эталонного образа, с которым впоследствии сравнивались другие подобные места обследованного объекта

Рисунок 17 – Георадарный профиль Око (700 МГц) в месте провала дорожного покрытия (первая полоса движения)

На основании обследованных трех полос движения рядом с местом провала дорожного покрытия можно отметить признаки ослабленных зон только по полосе для движения общественного транспорта до и после пересечения подземного пешеходного перехода

Также были проанализированы данные с антенного блока 700 МГц вдоль всего обследованного участка рядом с другим подземным пешеходным переходом. Руководствуясь все теми же признаками (проседание асфальтобетона и высокоамплитудная аномалия в основании дорожной конструкции) были найдены похожие места

Одно из таких мест было обнаружено возле соседнего подземного пешеходного перехода. Так же, как и в предшествующем случае, наблюдается проседание асфальтобетона на подходе к внешней стенке перегона подземного пешеходного перехода (границы перегона выделены желтым). Помимо проседания асфальтобетона наблюдалась и хаотичная волновая картина в месте прогнозируемого провала дорожной одежды (рисунок 18, выделено синей рамкой), поэтому было принято решение выполнить более детальное обследование указанного участка. Помимо обследования проезжей части также был обследован участок тротуара вдоль проезжей части, пересекающий указанный подземный пешеходный переход

Рисунок 18 – Потенциальное место провала дорожного покрытия на выделенной полосе для движения общественного транспорта возле другого подземного пешеходного перехода на георадарном профиле Око (700 МГц)

Вдоль тротуара с шагом около полуметра было пройдено 3 параллельных продольных георадарных профиля, также по одному параллельному продольному профилю было записано по краям тротуара на проезжей части и газоне. Параллельные поперечные профили были записаны вдоль всего участка тротуара с шагом около 1 м между ними. Профили начинались от смежного с проезжей частью бордюра, через всю ширину тротуара и захватывая часть прилегающего газона

На рисунке 19 представлен один из георадарных профилей вдоль тротуара, на нем уверенно выделяются кровля и пол перегона подземного пешеходного перехода (выделено желтым)

Рисунок 19 – Георадарный профиль Око вдоль тротуара (700 МГц)

При этом никаких характерных признаков, ранее обнаруженных по результатам анализа данных антенного блока 700 МГц георадара ОКО-3 на проезжей части, не наблюдается. В данной связи было принято решение проанализировать наряду с георадарными профилями горизонтальные срезы на разной глубине (амплитудные карты). При этом к исходным георадарным профилям были применены различные алгоритмы атрибутного анализа, среди которых наиболее показательным оказался атрибут – энергия сигнала. Помимо горизонтальных срезов по тротуару одновременно анализировались такие же срезы, полученные по результатам обследования проезжей части. На рисунке 20 представлен результат одновременного построения амплитудной карты по участку тротуара и на проезжей части. Глубина амплитудной карты примерно соответствует диапазону от 0,5 до 1 м. На амплитудной карте неоднородности выделены зеленым, желтым и красным цветом, в то время как фиолетовый, синий и черный цвета соответствуют участкам относительно однородного строения подземной среды. Красной рамкой на амплитудной карте показано местоположение части перегона подземного пешеходного перехода, поэтому указанная неоднородность является свидетельством конструктивного отличия в подземной среде. Другое место, которое привлекает внимание, находится на стыке с подземным пешеходным переходом (выделено желтой рамкой). Его же можно наблюдать на георадарном профиле в виде просадки (рисунок 18, синяя рамка). Кроме того, на объединенной амплитудной карте часть указанной области приходится на проезды по проезжей части, а часть на съемку по тротуару. Указанное говорит, что дефекты, наблюдаемые у внешней стены подземного пешеходного перехода, частично затрагивают подземную среду под тротуаром

Рисунок 20 – Результат одновременного построения амплитудной карты по участку тротуара и на проезжей части

Поскольку обследование георадаром ОКО-3 с антенным блоком 700 МГц не выполнялось дальше 3-й полосы, были дополнительно приведены результаты георадарного обследования полос движения с 3-ей по 5-ю. По результатам обследования с использованием георадаров ГРТ был выполнен анализ состояния дорожных конструкций по всей ширине обследованного участка. Поскольку повторяемость данных на полосах движения с 1-й по 3-ю, полученных георадарами ОКО-3 и ГРТ (1, 3), подтверждена в рамках текущего обследования, результаты обследования полос с 3-ей по 5-ю были основаны только на данных георадаров ГРТ-1 и ГРТ-3. При сборе данных георадаром ГРТ-1 по каждой полосе движения было записано 7 точнопарралельных профилей, а при сборе данных георадаром ГРТ-3 – по 14 таких же профилей. Данные ГРТ-3 использовались для определения просадок асфальтобетона, а данные ГРТ-1 для поиска высокоамплитудных аномалий в основании дорожной конструкции

Как ранее было указано признаками наличия ослабленных зон, которые могут привести к провалам дорожного покрытия, является проседание подошвы асфальтобетона на георадарном профиле и сопровождающие эти проседания высокоамплитудные аномалии в основании дорожной конструкции. Ввиду огромного количества данных и неэффективности анализа отдельных георадарных профилей было принято решение анализировать амплитудные карты и карту изменения толщины асфальтобетона в плане

Поиск границ асфальтобетона выполнен полуавтоматическим способом, при котором оператор указывает начальную точку поиска, а далее алгоритм выполняет отслеживание по выбранной фазе сигнала. В каждом проезде ГРТ-3 содержится 14 точнопарралельных профилей, оператор выполняет отрисовку только первого из них, оставшиеся профили размечаются автоматически

На рисунке 21 представлена карта изменения толщины асфальтобетона по всей ширине обследованного участка

Рисунок 21 – Карта изменения толщины асфальтобетона (данные георадара ГРТ-3)

Относительна толщина асфальтобетона меняется от 6 см до 45 см. Минимальная толщина соответствует красному цвету, максимальная – зеленому. Критерием поиска просадок асфальтобетона на карте являлась относительная толщина более 30 см в радиусе около 5 м. Области, соответствующие относительной толщине менее 30 см, были отфильтрованы и скрыты для отображения. Вместе с тем отдельным слоем были добавлены амплитудные карты в диапазоне относительной глубины от 0,5 м до 1 м с шагом между горизонтальными срезами около 5 см. На амплитудных картах аналогичным образом были отфильтрованы области низких амплитуд и оставлены положительные амплитуды более 7 (близкие к максимальным для всего объекта). В качестве ослабленных были интерпретированы места, в которых наблюдается одновременное соблюдение следующих критериев: относительная толщина асфальтобетона более 30 см, положительная амплитуда отраженного сигнала более 7, диаметр области не более 10 м. На основании выполненного анализа было обнаружено одно место, для которого сошлись все критерии

На рисунке 22 представлен фрагмент георадарного профиля в месте прогнозируемого провала дорожного покрытия. Из рисунка видно, что ослабленная зона (выделено оранжевым) приурочена к подземному сооружению (вероятно, инженерная коммуникация). На георадарном профиле наблюдается проседание границы асфальтобетона и высокоамплитудная аномалия в основании дорожной одежды

Рисунок 22 – Потенциальное место провала дорожного покрытия на 5-1 полосе Ленинского проспекта (георадар ГРТ-1)

По результатам проведенного георадарного обследования было определено местоположение и выявлены признаки деформации дорожного покрытия на георадарных данных по результатам анализа заранее известного места провала в районе подземного пешеходного перехода возле остановки общественного транспорта, а также спрогнозированы места возможных деформаций дорожного покрытия в других местах обследованного участка с объяснением причин

Причинами сформированного и прогнозируемого провалов дорожного покрытия на выделенной полосе для движения общественного транспорта возле подземных пешеходных переходов по результатам неразрушающего обследования являются структурные неоднородности под асфальтобетонным покрытием, скорее всего связанные с недостаточным уплотнением грунта на контакте внешних стенок прогона подземного перехода с основанием дорожной конструкции

Причина прогнозируемого провала на пятой полосе движения обследованного объекта связана с негативным влиянием подземного сооружения (инженерная коммуникация), которое может быть объяснено разуплотнением грунта над коммуникацией

Спасибо, за Ваше внимание!

Рекомендации по выполнению георадиолокационного обследования и методики работ более подробно описаны на странице "Рекомендации выполнения георадарных работ"