{"id":3809,"date":"2014-01-10T00:00:00","date_gmt":"2014-01-10T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/online.stradeeautostrade.it\/infrastrutture\/pavimentazioni-e-manti\/2014-01-10\/strumenti-ad-alto-rendimento-per-conoscere-le-pavimentazioni-3809"},"modified":"2014-01-11T17:28:54","modified_gmt":"2014-01-11T17:28:54","slug":"strumenti-ad-alto-rendimento-per-conoscere-le-pavimentazioni","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/pavimentazioni-e-manti\/strumenti-ad-alto-rendimento-per-conoscere-le-pavimentazioni\/","title":{"rendered":"Strumenti ad alto rendimento per conoscere le pavimentazioni"},"content":{"rendered":"<p>Al fine di disporre di uno strumento in grado di fornire criteri oggettivi di priorit&agrave; per la manutenzione della propria rete stradale, la Provincia di Perugia ha deciso di dotarsi di un profilometro, ossia uno strumento ad alto rendimento per la conoscenza dello stato superficiale della pavimentazione. In alternativa all&rsquo;acquisto diretto dello strumento, la Provincia ha scelto di realizzarlo in collaborazione con la Facolt&agrave; di Ingegneria dell&rsquo;Universit&agrave; di Perugia coinvolgendo il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale e il Dipartimento di Ingegneria Elettronica e dell&rsquo;Informazione. Il motivo principale di questa scelta &egrave; legato alla possibilit&agrave; di sfruttare al meglio tutti i dati forniti dai sensori del profilometro, che pur con costi contenuti &egrave; un prototipo dotato di dieci laser. A tal fine, gli Autori hanno posto particolare cura nella creazione del software di post-elaborazione in grado di fornire, oltre all&rsquo;indice IRI (International Roughness Index), anche informazioni relative alla tipologia, alla gravit&agrave; e alla localizzazione delle singole irregolarit&agrave;; inoltre, elaborando i dati di tutti i laser, si sono potuti ottenere i valori delle pendenze trasversali della strada rilevata.<\/p>\n<div class=\"g1-gslider g1-gslider-no-js\">\n    <div class=\"g1-gslider-header\">\n        <p class=\"g1-delta g1-gslider-title\">Immagini<\/p>\n\n                    <span class=\"g1-gslider-nav\">\n                <a class=\"g1-gslider-nav-prev\" href=\"#\"><\/a>\n                <a class=\"g1-gslider-nav-next\" href=\"#\"><\/a>\n            <\/span>\n            <\/div>\n    <div class=\"g1-gslider-config\" data-g1-value='{\"slider\":{\"type\":\"standard\",\"dirNav\":true,\"coinNav\":true,\"coinNavType\":\"coins\"},\"lightbox\":false}'><\/div>\n    <div class=\"g1-gslider-body\">\n        <ul class=\"g1-gslider-items\">\n                        <li class=\"g1-gslider-item\">\n                <figure>\n                    <img width=\"1556\" height=\"924\" src=\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/..\/..\/img\/articles\/3809\/2.jpg\" class=\"attachment-medium_large size-medium_large\" alt=\"Il rilievo di prova con l&rsquo;imposizione di un&rsquo;oscillazione di beccheggio e rollio al veicolo\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" \/>\n                    <figcaption>\n                                                    <div class=\"g1-gslider-item-title\">article_3809-img_590<\/div>\n                                                                            <div class=\"g1-gslider-item-caption\">Il rilievo di prova con l&rsquo;imposizione di un&rsquo;oscillazione di beccheggio e rollio al veicolo<\/div>\n                                                                    <\/figcaption>\n                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     <img width=\"1417\" height=\"652\" src=\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/..\/..\/img\/articles\/3809\/5.jpg\" class=\"attachment-medium_large size-medium_large\" alt=\"La strumentazione hardware del profilometro: la barra montata sul veicolo\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" \/>\n                    <figcaption>\n                                                    <div class=\"g1-gslider-item-title\">article_3809-img_593<\/div>\n                                                                            <div class=\"g1-gslider-item-caption\">La strumentazione hardware del profilometro: la barra montata sul veicolo<\/div>\n                                                                    <\/figcaption>\n                <\/figure>\n            <\/li>\n                        <li class=\"g1-gslider-item\">\n                <figure>\n                    <img width=\"1654\" height=\"763\" 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class=\"attachment-medium_large size-medium_large\" alt=\"La strumentazione hardware del profilometro: il computer di bordo\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" \/>\n                    <figcaption>\n                                                    <div class=\"g1-gslider-item-title\">article_3809-img_596<\/div>\n                                                                            <div class=\"g1-gslider-item-caption\">La strumentazione hardware del profilometro: il computer di bordo<\/div>\n                                                                    <\/figcaption>\n                <\/figure>\n            <\/li>\n                        <li class=\"g1-gslider-item\">\n                <figure>\n                    <img width=\"1686\" height=\"924\" src=\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/..\/..\/img\/articles\/3809\/9.jpg\" class=\"attachment-medium_large size-medium_large\" alt=\"Il rilievo di prova con l&rsquo;imposizione di un&rsquo;oscillazione di beccheggio al veicolo\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" \/>\n                    <figcaption>\n                                                    <div class=\"g1-gslider-item-title\">article_3809-img_597<\/div>\n                                                                            <div class=\"g1-gslider-item-caption\">Il rilievo di prova con l&rsquo;imposizione di un&rsquo;oscillazione di beccheggio al veicolo<\/div>\n                                                                    <\/figcaption>\n                <\/figure>\n            <\/li>\n                        <li class=\"g1-gslider-item\">\n                <figure>\n                    <img width=\"924\" height=\"1719\" src=\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/..\/..\/img\/articles\/3809\/10.jpg\" class=\"attachment-medium_large size-medium_large\" alt=\"Il laser scanner\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" \/>\n                    <figcaption>\n                                                    <div class=\"g1-gslider-item-title\">article_3809-img_598<\/div>\n                                                                            <div class=\"g1-gslider-item-caption\">Il laser scanner<\/div>\n                                                                    <\/figcaption>\n                <\/figure>\n            <\/li>\n                        <li class=\"g1-gslider-item\">\n                <figure>\n                    <img width=\"1651\" height=\"924\" src=\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/..\/..\/img\/articles\/3809\/11.jpg\" class=\"attachment-medium_large size-medium_large\" alt=\"La S.R. 318 (in giallo) con l&rsquo;indicazione degli otto tratti (in verde) sui quali &egrave; stato eseguito il rilievo tramite il laser scanner\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" \/>\n                    <figcaption>\n                                                    <div class=\"g1-gslider-item-title\">article_3809-img_599<\/div>\n                                                                            <div class=\"g1-gslider-item-caption\">La S.R. 318 (in giallo) con l&rsquo;indicazione degli otto tratti (in verde) sui quali &egrave; stato eseguito il rilievo tramite il laser scanner<\/div>\n                                                                    <\/figcaption>\n                <\/figure>\n            <\/li>\n                        <li class=\"g1-gslider-item\">\n                <figure>\n                    <img width=\"1844\" height=\"924\" src=\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/..\/..\/img\/articles\/3809\/12.jpg\" class=\"attachment-medium_large size-medium_large\" alt=\"L&rsquo;esempio grafico di estrazione dei dieci profili longitudinali ottenuti combinando la nuvola di punti georeferenziata, acquisita tramite rilievo laser scanner, con il percorso GPS dei dieci laser\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" 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longitudinale delle quote. La Normativa ASTM E 1926-08 definisce il calcolo dell&rsquo;indice IRI a partire dal profilo longitudinale delle quote utilizzando il modello &ldquo;Quarter Car. L&rsquo;IRI &egrave; un parametro adimensionale (in genere espresso in m\/km o mm\/m) e assume un valore pari a zero per un profilo perfettamente liscio e cresce all&rsquo;aumentare delle irregolarit&agrave;. L&rsquo;indice IRI, seppur utile per valutare lo stato complessivo di una superficie stradale, rappresenta un parametro riassuntivo che perde l&rsquo;informazione relativa alle caratteristiche dei dissesti che hanno generato un certo livello di irregolarit&agrave;. Pu&ograve; infatti accadere che due tratti stradali con diverse tipologie di irregolarit&agrave; generino valori dell&rsquo;indice IRI del tutto analoghi.<\/p>\n<h5>La realizzazione dell&rsquo;hardware del profilometro<\/h5>\n<p>Il profilometro &egrave; stato realizzato utilizzando:<\/p>\n<ul>\n<li>una barra di lunghezza 2,20 m;<\/li>\n<li>dieci sensori laser disposti all&rsquo;interno della barra con interasse di 20 cm;<\/li>\n<li>una piattaforma inerziale (disposta al centro della barra);<\/li>\n<li>una centralina per la conversione analogico-digitale;<\/li>\n<li>un ricevitore GPS;<\/li>\n<li>un computer di bordo per la memorizzazione dei dati.<\/li>\n<\/ul>\n<h5>La creazione del software di post-elaborazione<\/h5>\n<p>Tramite la realizzazione del software di post-elaborazione, che ha costituito l&rsquo;attivit&agrave; pi&ugrave; complessa del progetto, &egrave; stato possibile analizzare ed elaborare i numerosi dati acquisiti relativi alla barra profilometrica (distanze laser, accelerazioni e velocit&agrave; angolari fornite dalla piattaforma inerziale) e al veicolo (velocit&agrave; e posizione fornite dal GPS).<\/p>\n<h5>Le prove preliminari per la verifica dei profili longitudinali<\/h5>\n<p>Il primo obiettivo &egrave; stato quello di verificare i profili longitudinali ottenuti dal software di post-elaborazione. In effetti, le misure dei laser durante il rilievo sono inficiate dalle oscillazioni del veicolo e quindi &egrave; stato necessario eseguire una serie di prove preliminari per depurare le misure acquisite dagli effetti indotti da tali oscillazioni, sfruttando i dati rilevati dalla piattaforma inerziale. A questo scopo, sono state effettuate varie sperimentazioni, utilizzando un modello in pvc a geometria nota e dei dossi (alcuni appositamente realizzati) per imprimere forzatamente al veicolo movimenti di beccheggio e di rollio. In sintesi, l&rsquo;obiettivo &egrave; stato quello di realizzare un algoritmo che, indipendentemente dalle oscillazioni del veicolo e dalla sua velocit&agrave;, fornisse una misura il pi&ugrave; possibile fedele a quella del profilo noto del modello in pvc.<\/p>\n<h5>La verifica dell&rsquo;affidabilit&agrave; del software tramite rilievi con laser scanner<\/h5>\n<p>Al fine di verificare l&rsquo;affidabilit&agrave; dell&rsquo;algoritmo del software di post-elaborazione dei dati, sono stati eseguiti dei rilievi tramite laser scanner che hanno permesso di misurare la superficie tridimensionale della pavimentazione stradale con una buona precisione.<\/p>\n<p>&Egrave; stato quindi possibile associare ai profili e alle pendenze trasversali acquisiti con il profilometro, quelli relativi al laser scanner, che sono stati presi come riferimento.<\/p>\n<p>Dal confronto dei risultati si &egrave; potuto quantificare l&rsquo;affidabilit&agrave; del software di post-elaborazione; in particolare si sono ottenuti errori medi contenuti sia per quanto riguarda la valutazione dell&rsquo;IRI (0,55 mm\/m) che per le pendenze trasversali (0,85%).<\/p>\n<h5>La localizzazione dei punti critici della superficie stradale<\/h5>\n<p>Grazie alla scelta di realizzare in proprio l&rsquo;apparecchiatura, si sono potute sfruttare al meglio tutte le informazioni fornite dai sensori del profilometro. In particolare, l&rsquo;analisi dei dati ottenuta con il software di post-elaborazione ha permesso, oltre al calcolo dell&rsquo;IRI, di evidenziare e catalogare diverse tipologie di dissesti. In sintesi, le irregolarit&agrave; sono state suddivise in due principali categorie: i dissesti strutturali e i dissesti superficiali. Ai primi sono stati associati gli avvallamenti della pavimentazione stradale causati da cedimenti della struttura, che possono avere estensioni anche molto elevate e indurre nel veicolo moti di rollio e beccheggio. Nei secondi sono stati ricompresi l&rsquo;insieme dei dissesti superficiali localizzati quali buche, marcate fessure e distaccamenti del conglomerato bituminoso che causano sobbalzi improvvisi del veicolo. L&rsquo;indicazione della tipologia di dissesto fornita dal programma risulta essere di grande utilit&agrave; nella fase di scelta della tipologia di intervento, in modo da evitare un semplice ripristino della regolarit&agrave; superficiale senza eliminare la causa che ha originato il dissesto.<\/p>\n<p>Il software di post-elaborazione riporta, su ortofotocarta, la posizione dei dissesti superficiali e strutturali suddividendoli in base anche al livello di severit&agrave;.<\/p>\n<p>Il percorso viene inoltre suddiviso in tratti di 100 m, ciascuno dei quali viene colorato in base al valore assunto dall&rsquo;indice IRI. I valori di soglia sono stati appositamente tarati in base allo stato delle strade provinciali rilevato su un campione di 95 km.<\/p>\n<p>Si pu&ograve; infine visualizzare lo stato delle pendenze trasversali in corrispondenza delle curve del tratto stradale analizzato, per verificare se sono presenti curve con valori anomali delle pendenze trasversali.<\/p>\n<p>La validit&agrave; delle segnalazioni &egrave; stata verificata tramite i dati laser scanner (dove presenti) e sopralluoghi.<\/p>\n<h5>Le priorit&agrave; di intervento<\/h5>\n<p>A partire dai singoli dissesti strutturali e superficiali, si sono ottenuti rispettivamente un indice strutturale e un indice superficiale ogni 100 m, che contribuiscono insieme all&rsquo;indice IRI alla determinazione della priorit&agrave; di intervento. La determinazione della priorit&agrave; di intervento &egrave; uno degli strumenti pi&ugrave; utili fra quelli presenti nel software di post-elaborazione per l&rsquo;applicazione di una corretta manutenzione programmata di una rete viaria.<\/p>\n<p>Il programma analizza le strade selezionate con un intervallo di 100 m e ordina gli intervalli per priorit&agrave; di intervento. L&rsquo;indice di priorit&agrave; viene calcolato assegnando dei pesi all&rsquo;indice strutturale, all&rsquo;indice superficiale e all&rsquo;indice IRI.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Al fine di disporre di uno strumento in grado di fornire criteri oggettivi di priorit&agrave; per la manutenzione della propria rete stradale, la Provincia di Perugia ha deciso di dotarsi di un profilometro, ossia uno strumento ad alto rendimento per la conoscenza dello stato superficiale della pavimentazione. 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