فرهاد احمدنیا، مدیرکل دفتر مهندسین مشاور شرکت آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک در گفت‌وگو با خبرنگار پایگاه خبری وزارت راه و شهرسازی به تشریح نقش این دفتر مهندسی در شناسایی و به کارگیری تجهیزات نوین از جمله اسکنرهای سطوح جاده‌ای پرداخت و عنوان کرد: این شرکت با بهره‌گیری از تجهیزات غیرمخرب ارزیابی روسازی؛ در زمینه ارزیابی وضعیت موجود روسازی، بررسی علل خرابی روسازی، ارزیابی شاخص‌های وظیفه‌ای و سازه‌ای روسازی، پیاده‌سازی سیستم مدیریت نگهداری روسازی راه و فرودگاه و ارائه طرح بهسازی تاکنون اقدامات سازنده‌ای انجام داده است.
وی افزود: با توجه به گستره جغرافیایی فعالیت شرکت آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک که سراسر کشور ایران را شامل می‌شود، دفتر مهندسین مشاور علاوه بر بهره‌گیری از تجهیزات پیشرفته غیرمخرب، امکان استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی و صحرایی شرکت آزمایشگاه را نیز دارد.
احمدنیا تاکید کرد: این دفتر با بهره‌گیری از دانش تخصصی، نیروی انسانی مجرب و متخصص و تجهیزات پیشرفته سخت‌افزاری و نرم‌افزاری در زمینه مدیریت روسازی، ایمنی و ابنیه فنی توان انجام پروژه‌های مختلف در سطح شبکه و پروژه را دارا است. ضمن اینکه در حوزه خدمات مهندسی این دفتر در حال حاضر دارای ۳ نفر دکترا، ۲۵ نفر کارشناسی ارشد و ۶ نفر تکنسین در رشته‌های مهندسی عمران، ژئوفیزیک و الکترونیک است که در این مجموعه مشغول به فعالیت هستند.
ویژگی دو دستگاه FWD و HWDدر ارزیابی ظرفیت باربری روسازی راه و فرودگاه
مدیرکل دفتر مهندسین مشاور شرکت آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک با اشاره به دو فناوری FWD و HWDبه کار گرفته شده در این شرکت، اظهار کرد: دستگاه FWD و HWDبه منظور ارزیابی ظرفیت باربری روسازی راه و فرودگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. عملكرد دستگاه‌هایFWD وHWD مشابه يكديگر است و تفاوت آن‌ها امكان اعمال تنش‌های بيشتر توسط دستگاه HWD به سبب وزنه‌های سنگين‌تر آن است كه امكان شبيهسازی تنش ناشی از بار چرخ هواپيما بر روسازی فرودگاه را فراهم می‌کند.
وی گفت: اين دستگاه با اعمال تنش به روسازی، افت و خيز ناشی از بارگذاری را بوسیله ژئوفون‌ها اندازه‌گیری و ثبت مینماید. دمای هوا و سطح آسفالت به صورت خودكار توسط دستگاه و دمای عمق لایه آسفالتی دستی توسط کاربر اندازه‌گيری می‌شود.
احمدنیا عنوان کرد: فاصله نقاط برداشت بر اساس نوع ارزيابي از ۳ تا ۵۰۰ متر متغیر است و ژئوفون‌ها معمولا به فاصله ۳۰ سانتیمتر از هم قرار می‌گیرند. در هر نقطه از روسازی حداقل سه مرتبه بارگذاری توسط دستگاه در مدت زمان ۱ الی ۲ دقیقه انجام می‌شود. خروجی مهم این دستگاه منحنی افت و خیز روسازی است که با استفاده از نرم‌افزار ELMOD یا روش AASHTO، تحلیل و مدول الاستیسیته لایه‌ها و ميزان روكش مورد نياز در دوره طرح برای روسازی طبق آیین‌نامه روسازی آسفالتی راه‌های ایران (نشریه ۲۳۴) محاسبه می‌شود. با استفاده از این دستگاه می‌توان شاخص PCN روسازی فرودگاه و میزان انتقال بار درز دال بتنی (LTE) را نیز تعیین کرد.
به کار گیری اسکنر سطح جاده‌ای به جهت اندازه‌گیری لیزری ترک
مدیرکل دفتر مهندسین مشاور شرکت آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک با بیان اینکه دستگاه اسکنر سطح جاده که مجهز به سیستم اندازه‌گیری لیزری ترک است، از پرتوافکن لیزری خطی و دوربین‌های سرعت بالا که در انتهای دستگاه برداشت نصب شده‌اند بهره می‌برد، افزود: برای تولید پروفیل‌های عرضی سه بعدی سطح روسازی با فاصله طولی ۵ میلیمتر، رزولوشن عرضی ۱ میلیمتر و رزولوشن ارتفاعی ۰.۵ میلیمتر استفاده می‌شود.
وی گفت: این پروفیل‌ها مبنای شناسایی خودکار خرابی‌های سطحی روسازی هستند. در واقع این دستگاه با ثبت دو مشخصه شدت لیزر و همچنین فاصله تا سطح روسازی، قادر است خرابی‌های رایج سطح روسازی نظیر انواع ترک‌ها، شیارافتادگی، شن‌زدگی و چاله‌ها را با دقت بالا، اندازه‌گیری کند. علاوه بر این با توجه به تجهیز دستگاه به واحد اندازه‌گیری اینرسی، می‌توان خصوصیات هندسی راه نظیر شیب طولی، شیب عرضی و قوس و همچنین شاخص ناهمواری را اندازه‌گیری کرد.
احمدنیا اظهار کرد: همچنین با استفاده از یک دوربین با کیفیت، هر 10 متر، نمایی از سطح روسازی ثبت می‌شود. پروفیل‌های برداشت شده توسط دستگاه، در قالب قطعات 10متری، در فایل‌های جداگانه ذخیره می‌شوند؛ با توجه به فاصله طولی ۵ میلی‌متری بین پروفیل‌های عرضی، هر قطعه متشکل از ۱۰ هزار پروفیل است. با استفاده از دستگاه GPS و مسافت سنج که بر روی دستگاه نصب هستند، موقعیت جغرافیایی و مسافت طی شده نسبت به نقطه شروع برداشت، در هر قطعه ثبت می‌شود. علاوه بر این قطعات، عکس‌های سه‌بعدی نیز توسط دوربین‌های سرعت بالا، از سطح روسازی ثبت می‌شود.
وی تصریح کرد: پس از اتمام مرحله برداشت، این فایل‌ها توسط نرم‌افزار تحلیل دستگاه، مورد پردازش قرار می‌گیرد. این نرم‌افزار قادر است تا با به کارگیری الگوریتم‌های پردازش تصویر، کلیه اطلاعات مربوط به اندازه‌گیری خرابی‌های سطحی و سایر مشخصات راه را از فایل‌های برداشت شده استخراج کند. در محیط نرم‌افزار پردازش، قابلیت‌های زیادی جهت تعیین پارامترهای پردازش وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به قابلیت محدود کردن عرض مسیر برداشت، به عرض خط‌کشی راه اشاره کرد؛ به این ترتیب از ایجاد همپوشانی بین برداشت باندهای مختلف راه، جلوگیری به عمل می‌آید. خاطرنشان می‌شود زمان تقریبی مورد نیاز برای پردازش هر ۱۵ کیلومتر از مسیر راه توسط یک رایانه رومیزی نسبتاً قوی، یک ساعت است.
احمدنیا گفت: استفاده از این دستگاه برای برداشت خرابی‌های سطحی روسازی، مزایای زیادی نسبت به روش‌های سنتی دارد که از آن جمله می‌توان به سرعت بالا در هنگام برداشت (تا ۹۶ کیلومتر بر ساعت)، برداشت کامل طول مسیر راه در عرض ۳.۷، دقت بالا در شناسایی انواع خرابی‌ها، پردازش خودکار و سریع داده‌های برداشت شده و ایمنی بالا و عدم ایجاد اختلال در جریان ترافیک اشاره کرد.
استفاده از دستگاه RSP در راه‌های کشور
احمدنیا بیان کرد: ناهمواری سطح روسازی باعث ایجاد بارهای دینامیکی ناشی از حرکت وسایل نقلیه شده و علاوه‌بر تسریع در روند اضمحلال روسازی باعث استهلاک وسایل نقلیه می‌شود. مهمترین شاخص ناهمواری IRI نام دارد که بر حسب متر بر کیلومتر گزارش می‌شود. مقدار این شاخص از صفر برای روسازی هموار شروع شده و با افزایش مقدار آن ناهمواری روسازی نیز افزایش می‌یابد.
وی گفت: این شاخص با استفاده از دستگاه RSP در مسیر چرخ‌های وسایل نقلیه اندازه‌گیری شده و این شاخص همزمان با برداشت پروفیل طولی محاسبه و نمایش داده می‌شود. علاوه بر تعیین ناهمواری می‌توان خصوصیات هندسی مسیر شامل شیب طولی، شب عرضی، بربلندی قوس و شعاع قوس را تعیین کرد. همچنین بافت درشت سطح روسازی و شیارافتادگی از دیگر پارامترهایی هستند که با این دستگاه اندازه‌گیری می‌شود. از دستگاه RSP می‌توان در سطح پروژه به منظور ارزیابی ناهمواری در تحویل موقت و قطعی روسازی راه و هم در سطح شبکه جهت ارزیابی شبکه راه‌های یک استان و یا کشور استفاده کرد.
مدیرکل دفتر مهندسین مشاور شرکت آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک تاکید کرد: نرم‌افزار Implex به منظور تهیه گزارش از شاخص‌هایی چون IRI، RN،Rutting ، Texture و خصوصیات هندسی مسیر استفاده می‌شود. همچنین به کمک این نرم‌افزار می‌توان مقدار روکش مورد نیاز به منظور تسطیح روسازی و اصلاح ناهمواری راه را محاسبه کرد.
نفوذ امواج الكترو‌مغناطيسيی به درون زمين و ثبت امواج بازگشتی با GPR
احمدنیا اظهار کرد: روش GPR یکی از روش‌های نوین در علم ژئوفیزیک محسوب می‌شود. اساس کار دستگاهGPR، نفوذ امواج الكترو‌مغناطيسی به درون زمين و ثبت امواج بازگشتی است. به کمک این دستگاه تصاویری دو و سه بعدی با تفکیک بالا از عوارض زیرسطح بدست می‌آید. بازه فرکانسی مورد استفاده در دستگاه GPR،۱۰ مگاهرتز تا ۵ گیگا هرتز می‌باشد. به منظور برداشت با سرعت بالا، دستگاه GPR قابل نصب برروی خودرو و لوکوموتیو است.
وی به تشریح مزایای آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک در انجام مطالعات GPR پرداخت و گفت: در اختیار داشتن دستگاه GPR چهارکاناله منحصر به فرد در ایران، ایمنی به دلیل حرکت با سرعت ترافیک، انجام پروژه‌ها در کوتاه‌ترین زمان ممکن تا سرعت برداشت ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت، تفکیک‌پذیری بالا در ارزیابی زیر سطح به دلیل امکان استفاده از چند آنتن بطور همزمان و هزینه پایین‌تر در اجرای عملیات میدانی نمونه‌هایی از مزایای این سیستم هستند.
استفاده از دستگاه ژئوالکتریک جهت اندازه‌گیری داده‌های مقاومت ويژه
احمدنیا عنوان کرد: اساس کار روش ژئوالکتریک، تزریق جريان الکتريکی به داخل زمين و اندازه‌گيری پتانسيل الکتريکی در فواصل منظم روی سطح زمين است. به کمک این دستگاه داده‌های مقاومت ويژه قابل اندازه‌گیری است.
وی گفت: روش ژئوالکتریک اطلاعات زمين‌شناسی سودمندی را در اختیار کارشناسان ژئوتکنیک و زمین‌شناسان قرار می‌دهد. آزمایشگاه فنی مکانیک خاک مجهز به دستگاه ۹۶ کاناله ژئوالکتریک است. با استفاده از این دستگاه می‌توان در کوتاه‌ترین زمان ممکن به مدل‌های دو و سه‌بعدی از زمین دست یافت.
احمدنیا اظهار کرد: مزایای آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک در انجام مطالعات ژئوالکتریک شامل در اختیار داشتن دستگاه ۹۶ کاناله ژئوالکتریک منحصر به فرد در ایران، انجام پروژه‌ها در کوتاه‌ترین زمان ممکن با استفاده از دستگاه‌های پیشرفته، هزینه پایین‌تر در اجرای مطالعات، امکان انجام مطالعات یک، دو، سه از محدوده مورد مطالعه، امکان انجام مطالعات تا عمق ۲۵۰ متر وکاهش تعداد گمانه‌ها در مطالعات زمین‌شناسی و ژئوتکنیکی است.