Мониторинг и диагностика автомобильных дорог

 
Л. Р. Мытько 
 
 
 
 
 
 
 
 
МОНИТОРИНГ И ДИАГНОСТИКА  
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2021 
 
1 


УДК 625.7/.8(075.8)  
ББК 39.311 
М95 
 
 
Рецензенты: 
 
генеральный директор РУП «Минскавтодор-Центр»  
Гледко Василий Евгеньевич; 
доктор технических наук, главный научный сотрудник 
ГП «БелдорНИИ»  
Яромко Вячеслав Николаевич  
 
 
 
 
 
Мытько, Л. Р. 
М95    
Мониторинг и диагностика автомобильных дорог : учебное пособие /  
Л. Р. Мытько. í Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. í 328 с. : ил., 
табл. 
ISBN 978-5-9729-0747-2 
 
Приведены современные методы мониторинга и диагностики автомобильных дорог, оценки их транспортно-эксплуатационного состояния. Освещены вопросы определения интенсивности движения и состава транспортного потока, оценки ровности, скользкости и шероховатости дорожных покрытий. 
Приведены методы измерения геометрических размеров повреждений дорожных покрытий, расстояния видимости, параметров колейности проезжей части. 
Представлены данные об использовании георадаров при обследовании земляного полотна и дорожных одежд. Даны схемы приборов и установок, применяемых при мониторинге транспортно-эксплуатационных характеристик элементов дорог. Рассмотрен порядок учета и паспортизации автомобильных дорог, 
состояния элементов дорожных конструкций, качества производства дорожных 
работ.  
Для студентов строительных и транспортных направлений подготовки, а 
также для слушателей учебных центров повышения квалификации. 
 
УДК 625.7/.8(075.8)  
 
ББК 39.311 
 
 
 ISBN 978-5-9729-0747-2 
© Мытько Л. Р., 2021 
 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 
 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 
2 


ˁʽʪʫˀʮʤʻʰʫ
  
ПРЕДИСЛОВИЕ  
....................................................................................................... 8 
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................ 9 
1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ  
ПРИ МОНИТОРИНГЕ И ДИАГНОСТИКЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 
..... 10 
1.1. Система глобального позиционирования GPS 
.......................................... 10 
1.2. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС ................ 11 
1.3. Применение спутниковых систем в дорожной отрасли 
........................... 12 
1.4. Состав GPS оборудования 
........................................................................... 13 
1.5. Факторы, влияющие на точность спутниковых определений 
................. 16 
1.6. Использование GPS оборудования при мониторинге  
транспортных средств 
......................................................................................... 18 
1.7. Мониторинг автомобильных дорог с использованием  
беспилотных летательных аппаратов 
................................................................ 20 
1.7.1. Типы беспилотных летательных аппаратов ....................................... 21 
1.7.2. Аэрофотосъемка автомобильной дороги 
............................................ 23 
2.ТРЕБОВАНИЯ К ЭКСПЛУАТАЦИОННОМУ СОСТОЯНИЮ  
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ................................................................................ 25 
2.1. Требования к покрытию проезжей части, обочинам,  
разделительным полосам, тротуарам, пешеходным и велосипедным 
дорожкам .............................................................................................................. 27 
2.1.1. Покрытие проезжей части .................................................................... 27 
2.1.2. Обочины и разделительные полосы 
.................................................... 30 
2.2. Требования к элементам обустройства и к оборудованию  
железнодорожных переездов ............................................................................. 31 
2.2.1. Дорожные знаки .................................................................................... 31 
2.2.2. Дорожная разметка ............................................................................... 32 
2.2.3. Дорожные светофоры и звуковые устройства ................................... 32 
2.2.4. Дорожные ограждения и бортовой камень ........................................ 33 
2.2.5. Дорожные сигнальные столбики и тумбы 
.......................................... 34 
2.2.6. Дорожные световозвращатели 
............................................................. 34 
2.2.7. Искусственные неровности 
.................................................................. 35 
2.3. Требования к видимости на автомобильных дорогах  ............................. 35 
2.4. Требования к эксплуатационному состоянию в зимний период ............ 36 
3. МЕТОДЫ УЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ДВИЖЕНИЯ  
ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА 
............................................................................... 41 
 3.1. Методы определения интенсивности движения автомобилей 
............... 41 
3.1.1. Визуальный учет ................................................................................... 50 
3.1.2.Автоматизированный учет ................................................................... 51 
3.1.3. Организация учета движения 
............................................................... 53 
3.2. Приборы учета интенсивности движения транспортных средств .......... 55 
3.2.1. Контактно-механические детекторы 
................................................... 55 
3.2.2. Магнитно-индуктивные детекторы 
..................................................... 57 
3 


3.2.3. Определение параметров транспортного потока с помощью  
зондирующих импульсов ............................................................................... 60 
3.2.4. Определение параметров транспортного потока 
 по излучению автомобилей 
........................................................................... 62 
3.2.5. Видеодетекторы для определения параметров транспортного  
потока ............................................................................................................... 63 
3.2.6. Современные приборы для определения интенсивности  
движения .......................................................................................................... 64 
3.2.7. Системы весового контроля транспортных средств ......................... 66 
3.2.8. Система взимания платы за проезд по автомобильной дороге ........ 67  
3.2.9. Требования, предъявляемые средствам учета интенсивности 
движения транспортных средств 
................................................................... 68 
3.3. Порядок расчета интенсивности движения 
............................................... 72 
3.3.1. Расчет среднегодовой суточной интенсивности движения 
.............. 72 
3.3.2. Порядок определения коэффициентов перехода для расчета  
среднегодовой суточной интенсивности движения .................................... 75 
3.3.3. Визуальный метод учета интенсивности движения 
.......................... 77 
3.3.4. Метод краткосрочного (периодического) автоматизированного  
учета интенсивности дорожного движения и состава транспортного  
потока ............................................................................................................... 78 
3.3.5. Методика приведения интенсивности движения к легковому  
автомобилю и расчетной нагрузке ................................................................ 80 
3.4. Определение характеристик транспортного потока 
................................. 84 
3.4.1. Пропускная способность автомобильных дорог ............................... 86 
3.4.2. Характеристика уровней удобства движения .................................... 91 
4. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ  
ПОВРЕЖДЕНИЙ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ .................................................... 95 
4.1. Методы измерения дефектов дорожного покрытия ................................. 95 
4.1.1. Метод измерения величины колейности дорожных покрытий........ 95 
4.1.2. Метод измерения величины сдвига, волны и гребенки .................... 99 
4.1.3. Метод измерения величины геометрических размеров  
выбоины, пролома и просадки ..................................................................... 100 
4.1.4. Метод измерения величины возвышения или углубления  
неровности ямочного ремонта ..................................................................... 102 
4.1.5. Метод измерения величины геометрических размеров сетки  
трещин, шелушения, выкрашивания и выпотевания ................................ 104 
4.1.6. Метод измерения величины вертикального смещения  
дорожных плит  ............................................................................................. 105 
4.1.7. Метод измерения величины геометрических размеров  
разрушения кромки покрытия  .................................................................... 105 
4.1.8. Метод измерения величины геометрических размеров  
сплошного разрушения дорожного покрытия ........................................... 106 
4.1.9. Метод измерения величины геометрических размеров  
трещины ......................................................................................................... 107 
 
4 


5. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ МОНИТОРИНГА  
ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 
.... 108 
5.1. Контроль ровности дорожных покрытий ................................................ 108 
5.1.1. Измерение ровности дорожного покрытия трехметровой  
рейкой ............................................................................................................. 109 
5.1.2. Оценка ровности дорожного покрытия с помощью  
геодезических инструментов ....................................................................... 112 
5.2. Методы измерения ровности высокоскоростным профилометром......... 
115 
5.2.1. Порядок проведения испытаний профилометров………….…….. 118 
5.2.2. Фильтрация микропрофиля……………………………………....... 121 
5.2.3. Определение точности и повторяемости усредненной 
величины неровностей 
.................................................................................. 122 
5.2.4. Определение точности и повторяемости ординат  
Микропрофиля 
............................................................................................... 123 
5.2.5. Оценка точности и повторяемости показателя IRI 
.......................... 124 
5.2.6. Оценка точности измерения пройденного пути .............................. 124 
5.2.7. Требования к точности профилометров ........................................... 125 
5.2.8. Вычисление международного показателя ровности IRI  
по микропрофилю ......................................................................................... 126 
5.2.9. Описание стандартной модели для расчета показателя IRI ........... 126 
5.2.10. Порядок вычисления показателя IRI 
............................................... 128 
5.2.11. Вычисление просветов под трехметровой рейкой  
по микропрофилю ......................................................................................... 128 
5.2.12. Вычисление модуля разности вертикальных отметок  
по микропрофилю ......................................................................................... 129 
5.2.13. Оценка ровности дорожного покрытия .......................................... 131 
5.3. Оценка прочности дорожных одежд нежесткого типа по величине  
упругого прогиба 
............................................................................................... 133 
5.3.1. Статический метод определения упругого прогиба 
........................ 134 
5.3.2. Динамический метод определения упругого прогиба .................... 139 
5.3.3. Установки падающего груза (Falling Weight Deflectometer) .......... 142 
5.3.4. Высокоскоростные установка измерения прогиба (High Speed 
Deflectograph) 
................................................................................................. 145 
5.3.5. Оценка прочности нежестких дорожных одежд 
.............................. 147 
5.3.6. Расчет общего модуля упругости по результатам статического 
метода определения упругого прогиба ....................................................... 154 
5.3.7. Определение конструкции дорожной одежды……………………. 161 
5.3.8. Использование георадаров при обследовании земляного  
полотна и дорожных одежд 
.......................................................................... 162 
5.4. Оценка сцепных качеств дорожных покрытий ....................................... 168  
5.4.1. Определение коэффициента сцепления портативными  
приборами ...................................................................................................... 170 
5.4.1.1. Метод определения коэффициента сцепления прибором  
маятникового типа .................................................................................... 170 
 
5 


5.4.1.2. Метод определения коэффициента сцепления прибором  
ударного действия типа ППК 
................................................................... 173 
5.4.1.3. Портативное устройство для измерения сцепных качеств  
дорожных покрытий ................................................................................. 176 
5.4.2. Новые конструкции устройств для измерения коэффициента  
сцепления дорожного покрытия .................................................................. 177 
5.5. Методика измерения коэффициента сцепления ..................................... 179 
5.5.1. Технические требования к измерительному колесу  
стандартному для проведения измерений .................................................. 183 
5.5.2. Метод определения коэффициента сцепления колеса автомобиля  
с дорожным покрытием деселерометром типа «Эффект-02» .................. 188 
5.5.3. Измерение коэффициента сцепления методом торможения  
автомобиля ..................................................................................................... 189  
5.5.4. Требования к сцепным качествам дорожного покрытия ................ 190 
5.6. Определение шероховатости дорожных покрытий 
................................ 192 
5.6.1. Определение шероховатости дорожных покрытий методом 
 «песчаное пятно» 
.......................................................................................... 192 
5.6.2. Определение шероховатости дорожных покрытий методом  
профилирования ............................................................................................ 196 
5.6.3. Определение геометрических параметров дорожной разметки  
и параметров шероховатости дорожных покрытий .................................. 199 
5.7. Определение величины износа дорожных покрытий 
............................. 201 
5.8. Определение параметров автомобильной дороги  ................................. 206 
5.8.1. Определение параметров геометрических элементов дороги 
........ 206 
5.8.2. Определение радиуса кривой в плане 
............................................... 210 
5.8.3. Измерение параметров автомобильной дороги универсальной  
рейкой ............................................................................................................. 213 
5.9. Методы измерения расстояния видимости.............................................. 216 
5.9.1. Измерение расстояния видимости на выпуклых вертикальных  
кривых ............................................................................................................ 218 
5.9.2. Измерение расстояния видимости на кривых в плане .................... 219 
5.9.3. Измерение расстояния видимости на пересечениях  
и примыканиях в одном уровне 
................................................................... 220 
6. ДИАГНОСТИКА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 
........................................... 221 
6.1. Порядок выполнения диагностики автомобильных дорог .................... 221 
6.2. Измерение параметров колейности дорожного покрытия 
..................... 227 
6.3. Регистрация повреждений дорожного покрытия 
.................................... 228 
6.4. Обследование инженерного обустройства .............................................. 231 
6.5. Камеральная обработка полученной информации ................................. 232 
6.6. Методики оценки технического состояния автомобильных дорог ...... 232 
6.7. Оценка параметров и характеристик автомобильных дорог 
................. 233 
6.8. Оценка параметров и характеристик конструктивных элементов  
автомобильных дорог и дорожных сооружений на них ............................... 233 
6.9. Определение фактической категории существующей 
автомобильной дороги 
...................................................................................... 235 
6 


6.10. Планирование дорожно-ремонтных работ на основе результатов  
диагностики и оценки состояния автомобильных дорог .............................. 237 
6.11. Назначение ремонтно-восстановительных мероприятий .................... 237 
6.12. Передвижные диагностические лаборатории ....................................... 238 
6.12.1. Передвижная дорожная лаборатория «ТРАССА» 
......................... 247 
7. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО УЧЕТА  
И ПАСПОРТИЗАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 
...................................... 258 
7.1. Технический учет и паспортизация автомобильных дорог 
................... 258 
7.1.1. Порядок формирования и состав паспорта автомобильной  
дороги ............................................................................................................. 264 
7.1.2. Технический учет и паспортизация мостов и путепроводов 
.......... 275 
7.1.3. Технический учет и паспортизация водопропускных труб 
............ 278 
7.1.4. Технический учет и паспортизация автопавильонов ...................... 279 
8. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ  
ПО ДЕФЕКТНОСТИ 
............................................................................................. 279 
8.1. Определение дефектности дорожных покрытий .................................... 279 
8.2. Методика расчета площади дефектности дорожного покрытия 
........... 283 
8.3. Каталог дефектов дорожного покрытия .................................................. 284 
9. МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДОРОЖНЫХ  
КОНСТРУКЦИЙ ................................................................................................... 294 
9.1. Определение светотехнических характеристик дорожных покрытий 
..... 294 
9.1.1. Определение коэффициента диффузного отражения элементов  
проезжей части .............................................................................................. 295 
9.1.2. Определение светотехнических характеристик элементов  
проезжей части методом измерения индикатрис рассеивания  
светового потока 
............................................................................................ 296 
10. МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ПРОИЗВОДСТВА ДОРОЖНЫХ  
РАБОТ .................................................................................................................... 298 
10.1. Оценка качества устройства поверхностной обработки 
...................... 298 
10.1.1. Определение твердости верхнего слоя асфальтобетонного  
покрытия ........................................................................................................ 298 
10.1.2. Определение требуемого размера щебня для устройства  
поверхностной обработки ............................................................................ 301 
10.1.3. Определение условного показателя сцепления гранитного  
щебня с битумом ........................................................................................... 306 
ПРИЛОЖЕНИЕ ..................................................................................................... 310 
Приложение А. Дефекты покрытия проезжей части, обочин  
и разделительных полос ....................................................................................... 310 
Приложение Б. Дефекты технических средств организации  
дорожного движения и элементов обустройства 
............................................... 312 
Приложение В. Виды снежно-ледяных образований 
........................................ 317 
Приложение Г. Статистическая обработка результатов испытаний ............... 317 
Приложение Д. Ускоренный способ статистической обработки  
результатов испытаний 
......................................................................................... 322 
ЛИТЕРАТУРА ....................................................................................................... 324 
 
7 


ʿˀʫʪʰˁʸʽʦʰʫ
 
Сеть автомобильных дорог общего пользования постоянно увеличивается. Для эффективного управления содержанием автомобильных дорог необходима полная и точная информация об их транспортно-эксплуатационном состоянии. 
В данном учебном пособии обобщен опыт определения основных транспортно-эксплуатационных характеристик автомобильных дорог по методике, 
изложенной в государственных стандартах, строительных нормах и других 
действующих нормативных документах. 
Объем учебного пособия не позволил дать более подробное описание методов определения транспортно-эксплуатационных показателей автомобильных 
дорог, применяемых в зарубежных странах. 
Нет сомнений, что некоторые методы и приборы, применяемые при оценке транспортно-эксплуатационных характеристик автомобильных дорог, в 
дальнейшем будут уточняться и совершенствоваться. 
Автор выражает благодарность сотрудникам, принявшим участие в подготовке учебного пособия к изданию, а также рецензентам. 
Автор с благодарностью примет все замечания и пожелания по существу 
изложенных в учебном пособии вопросов и просит направлять их по адресу: 
220027, г. Минск, пр. Независимости, 65, кафедра «Автомобильные дороги» 
БНТУ. 
 

















8 


ʦʦʫʪʫʻʰʫ
 
 Современные автомобильные дороги представляют собой сложные инженерные сооружения включающие: земляное полотно, дорожную одежду, водопропускные трубы, мосты, путепроводы, технические средства организации 
дорожного движения (дорожные знаки, дорожная разметка), инженерное оборудование и обустройство (дорожные ограждения, сигнальные столбики), защитные сооружения (снегозащитные и шумозащитные устройства), объекты 
дорожного сервиса.  
 Автомобильные дороги должны обеспечивать возможность движения 
потоков автомобилей с высокими скоростями. В течение всего года дорожная 
одежда должна быть прочной, противостоять динамическим нагрузкам от движения автомобилей, быть ровной и нескользкой. 
 Автомобильные дороги подвержены активному воздействию многочисленных природных факторов (нагревание солнечными лучами, промерзание и 
оттаивание, увлажнение выпадающими осадками, грунтовыми водами). Эти 
особенности их работы должны учитывать проектировщики, строители, работники эксплуатационной службы, которые обязаны обеспечить нормальную 
круглогодичную службу дороги в течение длительного времени. 
Основной задачей дорожной службы в данный период является обеспечение непрерывного круглосуточного и безопасного движения автомобилей при 
ограниченном финансировании дорожных работ. Затраты на содержание и ремонт автомобильных дорог значительно ниже, чем в европейских странах. 
В этих условиях очень важное значение приобретает рациональное планирование ремонтных работ и их проведение с учетом фактического состояния 
дорожных покрытий, определяемого на основании мониторинга и диагностики 
транспортно-эксплуатационных характеристик автомобильных дорог. 
К основным транспортно-эксплуатационным характеристикам автомобильных дорог относят: 
1) ширину проезжей части и обочин; 
2) продольные и поперечные уклоны; 
3) радиусы кривых в плане и продольном профиле; 
4) расстояние видимости; 
5) состояние и прочность дорожной одежды; 
6) продольную и поперечную ровность покрытия; 
7) сцепные показатели проезжей части и обочин; 
8) состояние земляного полотна и элементов инженерного оборудования. 
Для определения этих показателей необходимы соответствующее оборудование и приборы, а также знание методики проведения испытаний. Основные 
сведения о современных методах мониторинга и диагностики автомобильных 
дорог приведены в данном учебном пособии. 
 
 
 
9 


1.ʰˁʿʽʸːʯʽʦʤʻʰʫˁʿ˄˃ʻʰʶʽʦʽʱˁʰˁ˃ʫʺˏʻʤʦʰʧʤˉʰʰ
ʿˀʰʺʽʻʰ˃ʽˀʰʻʧʫʰʪʰʤʧʻʽˁ˃ʰʶʫ
ʤʦ˃ʽʺʽʥʰʸːʻˏˈʪʽˀʽʧ
 
Спутниковая система навигации (англ. Global Navigation Satellite 
System, GNSS, ГНСС) –  система, предназначенная для определения местоположения (географических координат) наземных, водных и воздушных объектов. Спутниковые системы навигации также позволяют получить скорости и 
направления движения приёмника сигнала. Кроме того, могут использоваться 
для получения точного времени. Такие системы состоят из космического оборудования и наземных систем управления. В настоящее время широко применяют спутниковые системы, обеспечивающие полное покрытие и бесперебойную работу для всего земного шара –  GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия). Кроме широко известной GPS и ГЛОНАСС, существует еще несколько похожих 
систем навигации –  китайский Beidou, европейский Galileo, индийский IRNSS 
[1]. Но чтобы точно определять координаты, достаточно только одной системы.  
 
1.1.ˁ̶̨̨̨̨̨̨̛̛̛̛̛̭̯̖̥̣̣̦̪̦̬̦̌̐̍̌̽̐̏̌́̚(GPS)
 
Система глобального позиционирования (Global Positioning System)  
GPS – спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, 
времени и определяющая местоположение в системе координат World Geodetic 
System (WGS 84) –  всемирная геодезическая система, принятая в 1984 году, 
позволяет почти при любой погоде определять местоположение в любом месте 
Земли. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством 
обороны США, при этом в настоящее время доступна для использования в 
гражданских целях –  нужен только аппарат с GPS-приёмником. 
Основной принцип использования системы –  определение местоположения путём измерения моментов времени приёма синхронизированного сигнала 
от навигационных спутников антенной потребителя. Для определения трёхмерных координат GPS-приёмнику нужно иметь данные от четырех спутников. 
GPS состоит из трёх основных сегментов:  
x космического,  
x управляющего 
x пользовательского.  
Спутники GPS транслируют сигнал из космоса, и все приёмники GPS используют этот сигнал для вычисления своего положения в пространстве по 
трём координатам в режиме реального времени. 
Космический сегмент GPS состоит из 32 спутников, вращающихся на 
средней орбите Земли. 
10