Роботы, "летающие" мосты и ИИ помогают в борьбе с ямами на дорогах

По статистике, автовладельцы в США тратят минимум по 600 долларов в год на ремонт машины из-за ям и ухабов. Не лучше ситуация и в Европе. В Швеции, например, в плохом состоянии каждая десятая трасса.

Первую дорогу в мире проложили шесть тысяч лет назад. Ее следы нашли в Великобритании. И с тех пор люди постоянно придумывают, как чинить дороги. На помощь призывают роботов, летающие мосты и искусственный интеллект. Какие изобретения помогут навсегда избавиться от этих колдобин и выбоин? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Как российские конструкторы создают 3D-модель дороги

Как понять, что асфальт на участке дороги вот-вот просядет? Или когда нужно начинать ремонт на трассе? И какой он должен быть – ямочный или капитальный? Конструкторы из Воронежа готовы ответить на эти вопросы. За считанные минуты они могут теперь создать 3D-модель любой дороги. Все благодаря уникальной технологии. Она помогает описывать рельеф местности и уклоны; вычисляет ширину, длину, упругость полотна и прочность покрытия. Раньше на это уходили недели и даже месяцы. Сейчас достаточно прокатиться по трассе с ветерком. Система лазерного сканирования словно ощупывает и измеряет все вокруг. За один день установка может обследовать 100 километров дорог.

"Этот аппарат, установленный на машине, при скорости движения 60 км в час и даже более позволяет производить съемку в 620 тыс. (точек) в секунду. То есть мы видим пространство придорожной полосы слева и справа, 100 метров вверх и покрытие – это во время движения. И часть из этого обрабатывается уже непосредственно в машине, в компьютере", – рассказал заведующий кафедрой строительства и эксплуатации автомобильных дорог ВГТУ Владислав Подольский.

Лазерная система в реальном времени создает облака из точек, а потом строит из них объемные панорамные изображения с точностью до одного сантиметра в плане местности. Специалистам остается только внимательно изучить результаты мониторинга и решить, что делать с дорогой дальше.

"Это дает возможность оценить состояние дороги и принять решение, на каком участке проводить ремонт, на каком – реконструкцию, а, может быть, даже и новое строительство. То есть это экономит время, деньги и материальные ресурсы", – пояснил Подольский.

Как прощупать каждый сантиметр дороги

Проблемы на дороге порой умело маскируются. Найти их не под силу даже лазерному сканеру, потому что они скрыты глубоко под землей. Во всем виноваты осенние проливные дожди и талые воды весной. Они подмывают дорожное основание. В итоге грунт проседает, бетон и асфальт отслаиваются, а где-то на большой глубине могут появиться ямы и пустоты. Московские инженеры придумали, как прощупать подозрительные участки. Для этого им понадобились тележка, георадар и нейросеть.

"После сборки – она занимает 15–20 минут – мы подключаем всю аппаратуру, тележка цепляется к автомобилю, и мы можем начинать снимать профиль по заданию заказчика", – поделился подробностями разработчик аппаратно-программного комплекса Максим Бартенев.

Тележку тянет легковой автомобиль со скоростью 40 километров в час. А георадар сканирует дорожное основание на глубину от 5 до 40 метров. Собранные данные обрабатывают с помощью нейросети.

"Искусственный интеллект должен нам подсказывать степень разрушения и сравнивать в режиме мониторинга с предыдущими исследованиями годичной давности или трехгодичной давности для понимания динамики изменения. Если динамики нет, то, собственно говоря, ремонт не требуется. А если там идет процесс, который может выйти на дневную поверхность, здесь потребуется уже вмешательство человека", – отметил Бартенев.

Как только каждый сантиметр дороги прощупан на прочность, можно начинать ремонт. А значит не избежать автомобильных заторов. И пока на асфальт кладут заплатки, водители теряют остатки терпения.

Заплатки из термопластика и мобильный мост

Латание дыр на дороге изводит водителей по всему миру. Быстрый способ ямочного ремонта придумали в Америке – заплатки из термопластика. Для этого нужно засыпать средство в выбоину на асфальте, намочить и прогреть пропановым феном. Уже через 20 минут полимерный материал полностью застынет и можно открывать движение.

Такой способ, конечно, ускорит процесс, и пробки станут меньше. Но что делать, если ямочным ремонтом не обойтись и нужна замена всего полотна? А это неизбежно снова приведет к заторам, которые растянутся на несколько недель, а то и месяцев. Швейцарские инженеры предлагают объехать проблемный участок по воздуху, прямо над головами рабочих. Для этого они разработали специальный временный мост. Он двухполосный и, словно конструктор, собирается за пару дней.

"Машины должны ехать по мосту не быстрее 60 километров в час, но это лучше, чем застрять в огромной пробке или объезжать вокруг", – считает менеджер проектов компании-разработчика мобильного моста Юрг Мериан.

Длина самого моста – 240 метров, а 100-метровый участок асфальта под ним можно спокойно ремонтировать. Как только работа сделана, конструкцию передвигают вперед – на следующий участок. Однако мобильный мост не решает более важный вопрос – а можно ли вообще избежать постоянного перекладывания асфальта? Как забыть о ремонте и продлить срок службы дорожного полотна?

Цементобетонные дороги

Ответ нашли российские специалисты. Они придумали покрытие из цементобетона – это искусственный материал. И правильно замешать его – целая наука. Ингредиентов, как в тесте, много: цемент, песок и щебень. А еще металлическая стружка и специальные добавки, чтобы оттолкнуть воду и сберечь внутри мельчайшие пузырьки воздуха. Благодаря им дорожное основание будет упругим и крепким.

"Что касается асфальтобетона, то при нагревании он становится пластичным. У нас температуры высокие, и мы видим так называемую пластическую колею на асфальтобетонных покрытиях. Когда становится холодно, асфальтобетон становится хрупким, и у нас появляются трещины. Если говорить о цементобетонных покрытиях, об их преимуществах, то в первую очередь у этого вида дорожных одежд высокая несущая способность. То есть они могут пропускать тяжелые транспортные нагрузки без разрушения, без деформации", – поделился подробностями заведующий кафедрой "Строительство и эксплуатация дорог" МАДИ Виктор Ушаков.

Пока в России цементобетонных дорог, прямо скажем, немного – всего около двух процентов. Из этого материала сделан отрезок Чуйского тракта на Алтае, участки федеральных трасс Каспий и Дон, объездные дороги вокруг Новосибирска. Бюджету это обходится на треть дешевле, а служит покрытие в два раза дольше.

"Это своего рода очень интересная технология, позволяющая одновременно избежать поперечных и продольных стыков, обеспечить более качественное единообразное уплотнение", – рассказал начальник отдела специальных проектов АО "ГК Северавтодор" Владислав Лунев.

С такими технологиями покрытие становится прочнее, и двигаться по нему можно быстрее. А самое главное, больше не нужно травмировать подвеску машины и свои нервы. Так что поговорка про дураков и дороги становится неактуальной.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.