ОДМ 218.3.092-2017 Методические рекомендации по измерению и прогнозу изменения температуры во времени и по глубине дорожной одежды с учетом ее конструктивных особенностей

     5 Рекомендации по измерению температуры во времени и по глубине дорожной одежды

5.1 Информация о температуре дорожного покрытия требуется для оценки прогиба дорожного покрытия, для обоснованного подбора битума с деформативными свойствами, соответствующими реальным температурным условиям работы покрытий, а также для того, чтобы оценить устойчивость дорожного покрытия к образованию трещин и колеи в холодный период года.

5.2 При повышении температуры в соответствии с ОДН 218.1.052-2002 [1], наблюдается значительное снижение модуля упругости материалов, выполненных с применением органических вяжущих. В процессе эксплуатации необходимо регистрировать в каждом конструктивном слое дорожной одежды и грунте земляного полотна накопление остаточных деформаций под воздействием реальных динамических нагрузок и погодно-климатических факторов.

5.2.1 Конструкция измерительных устройств (зондов) для гарантии их бесперебойной работы в течение длительного срока должна соответствовать следующим требованиям:

- устойчивость в тяжелых условиях эксплуатации (ударное воздействие автотранспорта, вибрация, сезонное колебание температуры в широком диапазоне, влажность);

- обеспечение возможности поэтапного монтажа устройств (зондов) параллельно с возведением земляного полотна и устройством конструктивных слоев дорожной одежды, без нарушения технологии строительства;

- оказание минимального влияния на напряженно-деформированное состояние дорожной конструкции;

- обеспечение считывания информации в максимально короткие сроки;

- обеспечение возможности отслеживания общих вертикальных перемещений устройств (зондов), в том числе и геодезическими методами;

- обеспечение высокой точности измерений (не менее 0,1 мм).

5.2.2 Принцип работы измерительных устройств (зондов) заключается в преобразовании уровня магнитного поля в электрический сигнал, который в свою очередь расшифровывается и отображается в виде относительных деформаций каждого конструктивного слоя дорожной одежды и грунта земляного полотна.

5.2.3 Технология установки измерительных устройств (зондов):

а. определение положения устройства (зонда) в плане;

б. бурение скважины специальным буром, обеспечивающим строго вертикальное положение скважины;

в. установка устройства (зонда) в скважину заподлицо с верхом насыпи;

г. распределение очередного слоя дорожной конструкции;

д. рытье лунки в распределенном слое до его уплотнения, подъем заглубленного устройства (зонда) на проектную толщину слоя в уплотненном состоянии с помощью специальной установки, контролирующей вертикальность зонда и высоту его подъема;

е. укладка межслойного металлического диска с магнитной сборкой;

ж. засыпка лунки материалом соответствующего слоя с последующим уплотнением.

Далее операции г-ж повторяются циклически. Количество повторов зависит от количества слоев дорожной конструкции.

С помощью устройств (зондов) осуществляется мониторинг остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций с целью уточнения фактического влияния каждого конструктивного слоя и грунта земляного полотна на общий объем необратимых деформаций с последующей разработкой (по мере накопления экспериментальных данных) предложений по уточнению расчета дорожных одежд под воздействием реальных динамических нагрузок и погодно-климатических факторов.

5.2.4 Абсолютные деформации слоев дорожной конструкции (в том числе и скрытые от визуального наблюдения) рассчитываются с использованием дополнительных данных (деформации поверхности проезжей части), полученных путем высокоточного нивелирования поверхности.

5.3 На дорогах высоких технических категорий информация о накоплении остаточных деформаций, о динамическом влиянии транспортных средств и изменении температурного режима должна накапливаться на долгосрочной беспрерывной основе всепогодного автоматического наблюдения за состоянием дорожных конструкций.

5.3.1 Для использования в информационно-измерительных системах неразрушающего контроля дорожных одежд рекомендуется применять методику, основанную на измерении (прогнозе изменения) температур на наружной и внутренней поверхности и измерении плотности теплового потока на наружной поверхности, что позволяет определять весь комплекс теплофизических свойств дорожной одежды: - коэффициент теплопроводности ; - коэффициент температуропроводности ; - коэффициент теплоусвоения ; - тепловую инерцию b; - объемную теплоемкость (c).

5.3.2 С этой целью используют переносной тепломер, устанавливают датчики температур и теплового потока, выполняют замеры плотности теплового потока на поверхности дорожной одежды в течение суток, а также температуры в отдельных слоях.

5.3.3 Датчики измерения температур должны иметь прочную и долговечную конструкцию. Сам измерительный датчик должен быть надежно предохранен защитным корпусом от прямых солнечных лучей, снега и дождевых брызг. Учитывая различия дорожно-климатического районирования РФ датчики должны быть адаптированы к условиям окружающей среды (например, экстремальный холод, жаркие климатические условия) и иметь диапазон измеряемых температур не менее минус 40°C до плюс 50°C. Предел допускаемой основной погрешности измерения температуры не должен превышать ±0,5°C.

5.3.4 Для определения коэффициента теплопроводности , объемной теплоемкости (c) и коэффициента температуропроводности замеряется расстояние В между датчиками температур. Датчиками температур замеряют температуры в течение суток. Далее замеряют плотность теплового потока в течение суток. Выявляют максимальную плотность теплового потока g и для этого периода времени определяют разность температур между внутренней T и наружной T поверхностью.

Используя закон теплопроводности Фурье, определяют коэффициент теплопроводности по формуле:

.                                           (5.1)