Fréttir

Mælibíll sem opnar óteljandi möguleika

Veggreinir Vegagerðarinnar

5.11.2020

Veggreinir var tekinn í notkun hjá Vegagerðinni árið 2018. Það er mælibíll, sem er afar vel útbúinn og getur mælt yfirborð, nánasta umhverfi og uppbyggingu vega með auðveldum hætti. Á meðan bílnum er ekið er gögnum safnað með myndatökum og mælingum. Mælingarnar eru svo lesnar inn í sérútbúinn hugbúnað sem aðstoðar við ástandsmat vega og getur þannig aðstoðað starfsmenn Vegagerðarinnar við að forgangsraða vegum sem þarfnast viðhalds og meta umferðaröryggi þeirra. Áætlað er að klára mælingar á flestum vegum landsins með bundnu slitlagi sumarið 2020. Veggreinirinn opnar óteljandi möguleika við skilvirka gagnaöflun og vinnslu fyrir víðfemt vegakerfi Vegagerðarinnar.

Upphaflega var áætlað að kaupa tæki sem gæti skannað vegyfirborð og greint jarðlög og efnisskil í vegum. Fljótlega kom hins vegar í ljós að hægt var að fá svo miklu meiri og víðtækari gagnaöflun og greiningu fyrir hin ólíku svið Vegagerðarinnar.

Ákveðið var að kaupa tæki frá finnska fyrirtækinu Roadscanners sem einnig hefur þróað hugbúnaðinn Road Doctor til úrvinnslu og birtingu niðurstaðna úr mælingum.

Búnaðurinn

Veggreinirinn er útbúinn fjölbreyttum búnaði:

Tveir leysiskannar.
Leysar á framás sem mæla sléttleika vegyfirborðsins
Þrívíddar hröðunarnema á afturás.
Þrjár myndbandsvélar á þaki bílsins
Hitamyndavél.
360 gráðu myndavél.
Jarðsjár, tvær 2 GHz og ein 400 MHz.
GPS loftnet og IMU leiðrétting

Myndavélarnar á toppi bílsins taka upp myndband af veginum og út til hliðanna. Þau myndbönd auk mynda úr 360 gráðu myndavélinni eru m.a. notuð í öryggisrýni, við mat á endurbótum vega og merkinga við hönnun.

Hitamyndavélina má meðal annars nota til að greina fínsprungur sem sjást ekki með berum augum, t.d. í slitlögum og jarðgöngum. Einnig er mögulegt að greina leka í veggjum jarðganga. Með því að greina slíkar sprungur er hægt að framkvæma fyrirbyggjandi viðhald áður en stór vandamál skapast.

Jarðsjá er hægt að hengja á frambita bílsins. Með henni er m.a. hægt að greina:

Mismunandi lög í veghloti (uppbyggingu vegar).
Hvar lagnir liggja undir vegi.
Hvar sprungur eru að myndast undir malbiki.
Mismunandi rakasöfnun í vegi.
Þykkt steypu ofan á brúargólfi og legu járna í steypunni.

Framkvæmd mælinga

Starfsmenn á hönnunardeild Vegagerðarinnar hafa séð um verklegan þátt mælinga. Dagar við mælingar eru oft langir, sér í lagi á sumrin þegar vel viðrar til mælinga. Veggreininn er þó ekki hægt að nota í bleytu, þar sem vatn safnast í dældir og hjólför og skanninn skannar ekki í gegnum vatn. Afköst á hefðbundnum degi við mælingar eru 100 km, en við fulla úttekt þarf að aka kafla fjórum til fimm sinnum við fyrstu úttekt. Fyrst er mæling tekin á einni akrein í aðra áttina og síðan á hinni akreininni í hina áttina og ekið er á 50 km/klst. Þegar notast er við fínhrýfimæla, sem mæla sléttleika vegarins, og 360°myndavél er hægt að aka á 80 km/klst.

Unnið úr gögnum

Sérkunnáttu þarf til þess að lesa úr gögnum veggreinisins en um það sjá starfsmenn hönnunardeildar Vegagerðarinnar. Hugbúnaðurinn sem fylgir mælibúnaðinum heitir Road Doctor en hann er byggður á opnum grunni og því hægt að tengja ýmis konar töflugögn við gögnin úr veggreininum, til dæmis úr slitlagabanka Vegagerðarinnar, gögn um uppbyggingu vega og frá falllóði.

Enn sem komið er hefur verið lögð áhersla á að meta dýpi hjólfara, hrýfi (yfirborðsáferð slitlags) og svokallað veltigildi sem gefur vísbendingu um aflögun vegar sem getur valdið hættu.

Mat á viðhaldsþörf og öryggisaðgerðum

Road Doctor hugbúnaðurinn er öflugt tól til þess að aðstoða við ákvarðanatöku í viðhaldi vega, og eru til dæmis mældar hjólfaradýptir settar inn í RoSy, sem er viðhaldskerfi Vegagerðarinnar. Með því að mæla hjólför á sömu köflum ár eftir ár er meðal annars hægt að rannsaka hvaða efni endast best eða verst í slitlagi og þá af hverju. Með því að greina aflögun í vegi með veltigreiningu er hægt að staðsetja þá staði sem þarf að laga eða taka niður hámarkshraða á. Hrýfigögn nýtast vel til að meta gæði á nýju bundnu slitlagi og sléttleika á eldri slitlögum. Myndir og myndbönd nýtast vel til að skoða þá staði sem koma illa út og einnig til öryggisúttekta. Almennt má segja að gögn úr veggreini nýtist vel til þess að hanna hnitmiðaðar viðhalds- og öryggisaðgerðir og draga þannig úr kostnaði, auka endingu vega og stuðla að bættu umferðaröryggi.

Frekari þróun og margvísleg verkefni

Mun fleira er hægt að greina úr gögnum veggreinisins en gert hefur verið hingað til. Til dæmis mætti greina staði þar sem runnið hefur úr öxlum eða þar sem efni hefur safnast í kanta og viðheldur bleytu á vegöxlum. Ein hagkvæmasta viðhaldsaðgerð á vegum í dag er að hefla niður kanta til að losna við vatn af vegi. Framtíðin gæti svo verið nákvæmnisgreining fyrir fyrirbyggjandi viðhald, eins og veghaldarar stefna almennt að.

Einn af stóru kostum veggreinisins er að nú er minni þörf fyrir að starfsmenn Vegagerðarinnar fari á staðinn. Til dæmis geta þeir, þegar alvarleg slys hafa átt sér stað, skoðað aðstæður með tilliti til hjólfara, missigs, halla fláa, sléttleika og einstaka hluti á öryggissvæði vegarins.

Í þeim tilfellum eru myndbandsupptökur og upptökur úr 360° vélinni þarfaþing.

Aðrir þróunarmöguleikar eru til dæmis að búa til landmódel af yfirborði vegsvæðis 20 metra til hvorrar hliðar út frá skannanum, sem nýta má í hönnun. Þá sparast tímafrekar mælingar í marga daga úti á vegi með tilheyrandi hættu. Einnig er hægt að sjá fyrir sér að drónamælingar og mælingar með veggreini fari vel saman. Skanninn er nákvæmari en drónarnir á veginum sjálfum, meðan drónarnir fanga betur heildarmynd svæðisins. Nokkuð var unnið af þessu í vetur og gefa fyrstu niðurstöður góða raun.

Þá mætti einnig nýta veggreininn til að leita að lögnum í jörð, en með því að leita að raka með jarðsjá og bera saman við lagnateikningar væri hægt að finna vísbendingar um leka. Fyrir umfangsmiklar malbikunaraðgerðir væri til dæmis tilvalið að skanna svæðið sem á að malbika til að skoða hvort skemmdir eru í lögnum sem mögulega gætu valdið skemmdum á veginum.

Sem dæmi um nokkuð viðamikið verkefni utan Vegagerðarinnar má nefna að ISAVIA gerði samning við Roadscanners um að greina flugbrautir og rampa í Keflavík sumarið 2019. Veggreinirinn var þá notaður til að mæla yfirborð flugvallarins og finna lagnir og þykktir malbikslaga og burðarlaga með jarðsjá. Eins var skannað þétt og byggt upp mjög nákvæmt punktský af þeim brautum og römpum sem voru til skoðunar. Þegar úrvinnslu gagna er lokið verður viðhaldi vallarins sinnt út frá niðurstöðunum.

Áætlaðar mælingar 2020 og til framtíðar

Stefnt er að því að skanna alla vegi sem eru á viðhaldsáætlun framkvæmdadeildar hverju sinni en til stendur að mæla alla vegi með bundnu slitlagi. Ekki er búið að festa tíðni mælinga en suma vegi er gert ráð fyrir að mæla á hverju ári á meðan aðrir vegir verða mældir sjaldnar og mun það þá fara eftir umferð og álagi.

Árið 2019 voru mældir um 4000 km um allt land. Í ár er ætlunin að klára mælingu á öllu slitlagi Hringvegarins og mæla auk þess aftur þjóðvegi á höfuðborgarsvæðinu.

Greinin birtist fyrst í 6. tbl. Framkvæmdafrétta.

Hægt er að gerast áskrifandi að Framkvæmdafréttum og er áskrift endurgjaldslaus. Beiðni um áskrift sendist á sogi@vegagerdin.is