Foto: Dynatest

Laserlastbiler vedligeholder veje

onsdag 03 apr 19
|
af Jeppe-Moelgaard-Thomsen

Kontakt

Kontakt

Asmus Skar
Postdoc
DTU Byg
45 25 18 07
Virksomheden Dynatest har i samarbejde med DTU udviklet en lastbil, som analyserer vejenes tilstand med laserteknologi.

Man kan ikke altid se, om en vej er nedslidt, ved at kigge på overfladen. Veje består nemlig af mange lag, som alle skal være i god stand, for at bæreevnen er stærk nok. Man undersøger typisk bæreevnen med et faldlod, som er en tung stolpe, man slår mod asfalten, mens nogle sensorer registrerer, hvor mange millimeter nedslaget får vejen til at synke. Jo dybere vejen synker, jo mere nedslidt er strækningen.

Problemet med denne metode er, at man kun kan undersøge få kvadratmeter vejstrækning ad gangen, og man er nødt til at stoppe al trafik ved hver måling. Det forårsager så store trafikale og økonomiske omkostninger, at det ofte fravælges at få undersøgt vejenes tilstand i tide.

Nu er det blevet meget nemmere at undersøge vejenes bæreevne takket være et samarbejde mellem virksomheden Dynatest og DTU, der efter syv år har færdigudviklet ’Raptor’: en lastbil med lasere i bunden, der kan foretage næsten de samme målinger af vejes bæreevne som et faldlod – blot med 80 kilometer i timen.

”Raptor skal gøre bæreevnemålinger mere udbredte blandt vejadministrationer, end de er i dag. Der er mange steder, hvor man kun laver en visuel inspektion af vejens tilstand, fordi det er for besværligt at bruge et faldlod. Men det er meget dyrere at reparere en vej, hvor alle lagene er blevet helt nedslidt, end hvis man bruger kræfter på at undersøge i tide, hvilke strækninger der har brug for vedligeholdelse. Det er nu meget nemmere at foretage denne undersøgelse med vores lastbil,” siger Jack Larsen, som er projektleder hos Dynatest.

Interesse fra Italien

Siden den vejinspicerende lastbil blev lanceret i april 2018, har Dynatest lavet demonstrationsmålinger rundtom i Europa for at vise Raptor-teknologien frem for europæiske vejdirektorater. Særligt det italienske vejdirektorat fandt teknologien relevant og bestilte med det samme en opmåling af mere end 1.200 kilometer motorvej.

”I Italien har de længe kæmpet med nedslidte veje, og det har præget den offentlige debat, fordi det går ud over trafiksikkerheden. Det italienske vejdirektorat var derfor meget interesseret i vores teknologi, fordi Raptor giver dem et hurtigt overblik over, hvilke vejstrækninger der har behov for at blive renoveret,” siger Jack Larsen.

Europa-Kommissionen anslår, at udgifterne til vedligeholdelse af europæiske veje koster op mod 750 mia. kr. årligt. En udgift, som Jack Larsen mener, kan blive mindre, hvis flere vejdirektorater løbende analyserer bæreevnen på deres vejnet.

En rullende analysemaskine

Ligesom faldloddet måler Raptor-køretøjet også vejens nedsynkning. Men i stedet for at sensorer registrerer, hvor mange millimeter et slag med en tung stolpe får vejen til at synke, registrerer man med afstandsmålende lasere, hvor meget lastbilens egen vægt får vejen til at synke.

"Det er meget dyrere at reparere en vej, hvor alle lagene er blevet helt nedslidt, end at bruge kræfter på at undersøge i tide, hvilke strækninger der har brug for vedligeholdelse. "
Jack Larsen, projektleder hos Dynatest

”Vi har placeret 12 lasere på en stiv bjælke, som strækker sig både foran og bag ved Raptor-køretøjets ene baghjul, og hver laser måler deres individuelle afstand til asfalten. Deres målinger giver os et meget nøjagtigt indtryk af vejens bæreevne på præcis det område, vi kører over. Hvis vægten på baghjulet får asfalten til at synke i mere end ca. to millimeter, er der sandsynligvis noget galt med nogle af vejens nedre lag på den strækning,” siger Jack Larsen.

Udvikling af software

De 12 linjelasere genererer gigantiske mængder af data, som skal behandles af en software, før man kan bruge dem til at sige noget om vejens tilstand. En software, som forskere fra DTU har hjulpet Dynatest med at udvikle.

”Vores software indsætter de målte nedbøjninger i en model, der beregner nedbøjningen af en computersimuleret vej. Herefter regner vi baglæns og finder styrken af de enkelte lag i vejen, således at nedbøjningen af den computersimulerede vej matcher den nedbøjning, som linjelaserne har målt,” siger Stine Skov Madsen, postdoc ved DTU Mekanik. Hun har hjulpet med at skabe og implementere modellen til Raptor.

En af udfordringerne ved lasermålingerne er, at asfalt er et groft materiale med mange små sten og gruselementer. Det skaber støj i resultaterne, fordi man ikke kan undgå at måle de små forhøjninger og fordybninger i asfaltens overflade, som ikke har noget med vejens bæreevne at gøre. Dette problem har Dynatest som den første virksomhed af sin slags løst på en helt særlig måde.

”I stedet for punktlasere bruger vi linjelasere, som hele tiden måler et stort antal afstande langs en bred linje på tværs af køreretningen. Således kan man tage højde for vejens tekstur og udligne variationerne under udregningen af nedbøjningen,” siger Jack Larsen.

Hjælp til algoritme

Det er umuligt at foretage målinger med 100 procents nøjagtighed, selvom linjelaserne har minimeret de måleusikkerheder, som kommer fra vejens grove overflade. Derfor har Dynatest hentet yderligere hjælp ved DTU, hvor Asmus Skar, postdoc ved DTU Byg, har udviklet en algoritme, som kan fortælle, hvad måleusikkerheder betyder for måden, Dynatest kan fortolke sine data på.

”Det er vigtigt at tage højde for måleusikkerheder, fordi ændringer i vejens grove overfladestruktur kan variere mere end den nedbøjning, Raptors vægt forårsager. Ligeledes kan den bjælke, laserne sidder på, rykke sig ganske få millimeter. Disse usikkerheder er store, i forhold til at det, vi måler, er utrolig småt; derfor er nøjagtigheden af målingerne kritisk for at opnå realistiske resultater,” siger Asmus Skar.

Projektet er støttet i to omgange af Innovationsfonden med et samlet budget på 35 mio. kr.

Artiklen har været bragt i magasinet Dynamo #56. 

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.