Αξιολόγηση υφιστάμενης κατάστασης οδοστρώματος μέσω επίγειων σαρώσεων Laser

Abstract

Το οδόστρωμα με την πάροδο του χρόνου και υπό την επίδραση της κυκλοφορίας και των κλιματολογικών συνθηκών χάνει την αρχική του κατάσταση στα πλαίσια του κύκλου ζωής του. Κατά συνέπεια, στην περίπτωση που δεν γίνει κάποια επέμβαση για την συντήρηση του, υποβαθμίζεται το επίπεδο εξυπηρετικότητας του. Μέχρι σήμερα ο ακριβής προσδιορισμός των επιφανειακών φθορών γίνεται έπειτα από επί τόπου επιθεωρήσεις από εξειδικευμένο προσωπικό, που έχουν ως στόχο την εξασφάλιση πραγματικών δεδομένων για την κατάσταση του οδοστρώματος με σκοπό την βέλτιστη συντήρηση του. Στα πλαίσια των εργασιών αξιολόγησης υπεισέρχεται πάντα ο ανθρώπινος παράγοντας, συνεπώς και το στοιχείο της υποκειμενικότητας. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας, η οποία θα επιτρέπει την δημιουργία μιας αντικειμενικής διαχρονικής βάσης δεδομένων που θα περιλαμβάνει στοιχεία της υφιστάμενης λειτουργικής κατάστασης του εθνικού δικτύου μιας χώρας. Η ανάλυση επικεντρώθηκε σε τρία οδικά τμήματα διαφορετικής λειτουργικής κατάστασης. Με την βοήθεια ενός επίγειου σαρωτή επετεύχθη η συλλογή τρισδιάστατης πληροφορίας σχετικά με την υφιστάμενη κατάσταση των προς μελέτη οδοστρωμάτων, σε πολύ ικανοποιητική ακρίβεια και ταχύτητα. Επιπλέον, σημαντικό εργαλείο αποτέλεσε η χρήση ενός λογισμικού παραγωγής τρισδιάστατων μοντέλων και δισδιάστατων σχεδίων. Μέσα από τα παράγωγα σχέδια και μοντέλα, καθώς επίσης και μέσα από επιτόπιες μετρήσεις, πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση της λειτουργικότητας του οδοστρώματος. Δόθηκε ιδιαίτερη έμφαση στην ποιότητα απορροής των υδάτων, και στην εμφάνιση υδρολίσθησης. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως μπορεί να γίνει βαθμολόγηση της παρούσας κατάστασης ενός οδικού τμήματος μέσα από τα μοντέλα επιφάνειας σε αρκετά ικανοποιητικό βαθμό. Όλες οι παράμετροι που καθορίζουν την επιλογή κλίμακας εμφάνισης και σοβαρότητας κάθε παραμόρφωσης ή φθοράς που εμφανίζεται, μπορούν να αξιολογηθούν και να ποσοτικοποιηθούν στην ζητούμενη ακρίβεια που απαιτεί η μεθοδολογία. Όλα τα στοιχεία αντιπροσωπεύουν αντικειμενικούς δείκτες της υφιστάμενης κατάστασης και μπορούν να αποτελέσουν το υπόβαθρο για μελλοντικές συγκρίσεις και αξιολογήσεις των μεταβολών της λειτουργικότητας ενός οδοστρώματος.

The pavement, as time passes and under the effect of traffic and the climatic conditions, loses its original state during its lifecycle. As a result, in case that no action is taken for its preservation, it degrades in the level of its Present Serviceability Index. Until today, the precise determination of the superficial damage is done after on the spot inspections from specialized personnel, which target the obtaining of real data about the condition of the pavement, for the purpose of its optimal maintenance. The framework of evaluation is always affected by the human factor and thus the element of subjectivity. The goal of this thesis is the development of a methodology which will allow the creation of an objective diachronic database which will contain elements of the present state of functionality of a country’s national road network. The analysis was focused on three road sections of different functional state. With the aid of a terrestrial laser scanner, the collection of three dimensional data, regarding the present situation of the pavement, was accomplished, in very high precision and speed. Furthermore, an important tool was the use of a three dimensional rendering and two dimensional drawings software. Through all the derivative drawings and models, as well as the on location measurements, the evaluation of the functionality of the pavement was realized. Special care was given to the quality of the liquid drainage, and the appearance of aquaplaning. The results showed that present serviceability of a road segment can be graded, through the surface models quite satisfactorily. Every parameter that affects the choice of scale of appearance and severity of each deformation or damage that occurs can be evaluated and quantified in the precision required by the methodology. Every element represents objective indicators of the present situation and can provide the basis for future comparisons and evaluations of the variations of the pavement’s functionality.