Sistemas de observação do estado superficial de pavimentos: otimização do sistema com equipamento fotográfico (fendilhamentos)

Abstract

A rede rodoviária constitui a infraestrutura de transporte mais importante no desenvolvimento global de diversos países. Os pavimentos dessa rede são estruturas que devem permitir a circulação do tráfego em condições adequadas, assegurando uma superfície de rolamento que possibilite a circulação dos veículos com comodidade e segurança durante a sua vida útil. No entanto, a contínua degradação em serviço pode pôr em causa essas condições, o que justifica a necessidade de efetuar uma auscultação do estado superficial do pavimento de forma periódica (além da avaliação da sua qualidade estrutural e funcional). Essa avaliação também é essencial no apoio à definição de estratégias de manutenção com menores custos. Embora seja evidente a importância de observar de forma frequente o estado superficial dos pavimentos numa rede de estradas extensa, tradicionalmente esse levantamento é realizado por observação visual feita a pé com registo manual das degradações. Assim, o objetivo deste trabalho é estudar métodos alternativos que permitam acelerar esse processo, em especial com recurso à otimização de um sistema de registo fotográfico acoplado a um veículo. As imagens recolhidas in situ são alvo de análise posterior para avaliar o nível de fendilhamento. No presente trabalho é apresentado um caso de estudo de um pavimento num trecho de estrada do Campus de Gualtar da Universidade do Minho, no qual se avaliou o nível de fendilhamento recorrendo a três métodos diferentes de auscultação do estado superficial do pavimento: i) método tradicional, com observação visual feita a pé; ii) levantamento em veículo com apoio computacional; iii) levantamento com equipamento fotográfico (webcam) acoplado a um veículo. Além disso, procurou otimizar-se o último sistema ao estudar a influência que a iluminação, o tipo de câmara e a velocidade têm na qualidade das imagens obtidas. Neste trabalho concluiu-se que o levantamento visual das patologias a pé continua a ser o método mais preciso (desde que garantida a experiência do operador). Os métodos associados a um veículo são mais rápidos, e em boas condições de luminosidade e baixa velocidade a perda na qualidade do levantamento efetuado não é significativa. O sistema fotográfico ainda permite manter o registo do levantamento para consulta futura, mas esse sistema deve continuar a ser melhorado para ser menos sensível às condições de iluminação e à velocidade do veículo.

The road network is an essential transport infrastructure in the global development of several countries. The pavements of that network are structures that must allow the traffic to flow under reasonable conditions, ensuring a rolling surface for safe and comfortable circulation of the vehicles to during the pavement life. However, continuous in-service distress may undermine those conditions, which justifies the need to periodically survey the pavement surface condition (in addition to assessing its structural and functional quality). This evaluation is also essential to support the definition of maintenance strategies with lower costs. Although the importance of frequent observation of the pavements surface condition in an extensive road network is evident, that inspection is traditionally carried out by visual observation on foot with manual records of degradations. Thus, the objective of this work is to study alternative methods to accelerate this process, in particular through the optimization of a photographic recording system coupled to a vehicle. The images collected in situ are subject to further analysis to assess the cracking level. The present work presents a case study of a pavement in a road section of Campus de Gualtar at the University of Minho, in which the cracking level was evaluated. Three different methods were used to examine the pavement surface condition: i) traditional one, with visual observation carried out on foot; ii) vehicle survey with computational support; (iii) survey with photographic equipment (webcam) coupled to a vehicle. Besides, the last system has been optimized by studying the influence of lighting, camera type and speed on the quality of the images obtained. In this study, it was concluded that the visual observation of the pavement distresses on foot continues to be the most accurate inspection method (since the operator’s experience is assured). The systems associated with a vehicle can be performed faster without a significant loss in the quality of the survey for good lighting and low speed conditions. The photographing system also allows to keep the survey record for future reference, but this system should continue to be improved to be less sensitive to lighting conditions and vehicle speed.