Συστήματα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων και η εφαρμογή τους στην Ελλάδα

ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΘΕΜΑ: Συστήματα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων και η εφαρμογή τους στην Ελλάδα Φοιτητές: Βαϊνδενρλής Αλέξανδρος-Κωνσταντίνος Τσιώτσος Παναγιώτης Επιβλέπων: Ιωάννης Ζαγκαρέτος Θεσσαλονίκη 2014

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε θερμά όλα τα άτομα που συνέβαλαν στην εκπόνηση της παρούσας Πτυχιακής Εργασίας, και ειδικότερα: Τον επιβλέποντα Ιωάννη Ζαγκαρέτο, Καθ. Εφαρμογών του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αλεξάνδρειου Τεχνολογικού Εκπαιδευτικού Ιδρύματος Θεσσαλονίκης, για την εμπιστοσύνη που έδειξε στο πρόσωπο μας με την ανάθεση της εργασίας, για τη συνεχή καθοδήγηση του και κυρίως για την ευκαιρία που μας έδωσε να ασχοληθούμε με το συγκεκριμένο θέμα. Τον κ. Σπυρίδωνα Λυκούδη, Προϊστάμενο του Εργαστηρίου ΠΥΘ της Εγνατίας Οδού Α.Ε. και τον κ. Θωμά Κοτρώτσιο, Αναπληρωτή Προϊστάμενο του Εργαστηρίου καθώς και τον κ. Ταλιώτη Γεώργιο, Τοπογράφο Μηχανικό, Εγνατία Οδός Α.Ε. για την προθυμία τους να βοηθήσουν σε θέματα που σχετίζονται με τα Συστήματα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων. Την κα. Μηλιοπούλου Ρενάτα, της εταιρείας PAVETEST για την πολύτιμη βοήθεια της όσον αφορά τη λειτουργία του Προγράμματος Rosy-RoadSystem. Την κα. Θεολόγου Ελίνα της Κατασκευαστικής Κοινοπραξίας της Ολυμπίας Οδού για την παροχή πληροφοριών σχετικά με την εφαρμογή Συστήματος Διαχείρισης Οδοστρωμάτων στα υφιστάμενα τμήματα της Ολυμπίας Οδού. Ένα μεγάλο ευχαριστώ στον κ. Ευάγγελο Μάνθο, Λέκτορα του Τομέα Μεταφορών, Συγκοινωνιακής Υποδομής, Διαχείρισης Έργων και Ανάπτυξης του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Α.Π.Θ. για την παροχή πληροφοριών σχετικά με τις προσπάθειες ανάπτυξης Συστήματος Διαχείρισης Οδοστρωμάτων στην Ελλάδα. Τέλος, ευχαριστούμε τον κ. Τσαντσάνογλου Θανάση, Πολιτικό Μηχανικό- Συγκοινωνιολόγο, του Τομέα Λειτουργίας, Εκμετάλλευσης & Συντήρησης, της «Εγνατία Οδός Α.Ε.», τον κ. Παπαϊωάννου Γιώργο, Πολιτικό Μηχανικό- Συγκοινωνιολόγο, της «Εγνατία Οδός Α.Ε.» καθώς και την κα. Βαλκούμα Θάλεια, Περιβαλλοντολόγο-Βιολόγο, της «Εγνατία Οδός Α.Ε.» για την αμέριστη συμπαράσταση και την πολύτιμη βοήθεια που προσέφεραν στις δύσκολες στιγμές αυτής της προσπάθειας. i

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η σύγχρονη συντήρηση ενός οδικού δικτύου γίνεται με την εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου Συστήματος Διαχείρισης Οδοστρωμάτων. Τα βασικά μέρη ενός ΣΔΟ είναι ο κατάλληλος εξοπλισμός και ένα σύγχρονο λογισμικό. Με τον εξοπλισμό καταγράφονται τα απαραίτητα δεδομένα της κατάστασης του οδοστρώματος (λειτουργική και δομική κατάσταση, επιφανειακές φθορές) τα οποία αποθηκεύονται στη βάση δεδομένων του προγράμματος. Το πρόγραμμα αναλύει τα δεδομένα και εξάγει διάφορες στρατηγικές συντήρησης με βάση την αποτελεσματικότητα και το κόστος. Οι τελικές αποφάσεις λαμβάνονται από τον χρήστη, ο οποίος μπορεί να επιλέξει ανάμεσα στην καταλληλότερη και οικονομικότερη μέθοδο συντήρησης. Οι πιο αξιόλογες προσπάθειες για την ανάπτυξη ενός Συστήματος Διαχείρισης Οδοστρωμάτων στην Ελλάδα, αναφέρθηκαν από ομάδες ερευνητών σε πανεπιστημιακά ιδρύματα κατά την διάρκεια της δεκαετίας του '90 και τις αρχές του '00. Η πρώτη εφαρμογή ενός ΣΔΟ έγινε με την χρήση του προγράμματος Rosy-Road Systems της Grontmij του οποίου αποκλειστικός αντιπρόσωπος στην Ελλάδα είναι η εταιρεία PAVETEST. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η εφαρμογή του προγράμματος Rosy στα υφιστάμενα τμήματα της Ολυμπίας Οδού: Ελευσίνα- Κόρινθος και περιφερειακή της Πάτρας. Τέλος, η εγκατάσταση ενός ολοκληρωμένου ΣΔΟ στην Εγνατία Οδό θεωρείται ότι θα εφαρμοστεί στο προσεχές μέλλον με σκοπό να τεθούν οι βάσεις για τη βέλτιστη συντήρηση του αυτοκινητοδρόμου. Λέξεις κλειδιά: οδικό δίκτυο, συντήρηση, Σύστημα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων, βάση δεδομένων, μοντέλα πρόβλεψης, κόστος-όφελος Μορφοποιήθηκε: Ελληνικά (Ελλάδας) ii

ABSTRACT The road maintenance management is based on the implementation of a complete Pavement Management System (PMS). The essential parts of a PMS are the appropriate equipment and the modern software. The equipment records road s necessarily condition data (structural and functional condition, distress) which are stored in the software database. After the analysis of data, the program exports various maintenance strategies based on the effectiveness and the cost. The final decisions are taken by the user, who can choose among the most appropriate and economical method of maintenance. The most significant efforts of a Pavement Management System development in Greece, reported by research groups at universities during the decade of 90s and early 00s. The first implementation of PMS was done using the program Rosy-Road Systems of Grontmij whose exclusive representative in Greece is the company PAVETEST. In addition, one of the most remarkable example is the implementation of the Rosy program in the existing sections of Olympia Odos: Elefsina-Korinthos and Patra s bypass. Furthermore, the installation of a complete PMS in Egnatia Odos is considered to be implemented in the near future in order to lay the foundations for the optimal maintenance of the highway. Keywords: road network, maintenance, Pavement Management System, database, deterioration models, cost-benefit Μορφοποιήθηκε: Αριστερά Μορφοποιήθηκε: Πλήρης iii

iv

Περιεχόμενα ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ... i ΠΕΡΙΛΗΨΗ... ii ABSTRACT... iii ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ... xi ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ... xiii ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ... xiv ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ... xvi ΕΙΣΑΓΩΓΗ... xix 1. Βασικές Έννοιες στη Διαχείριση των Οδοστρωμάτων... 1 1.1 Οδικό Δίκτυο... 1 1.1.1 Ορισμός Οδικών Δικτύων... 1 1.1.2 Κατηγορίες Οδών... 2 1.2 Οδοστρώματα... 4 1.2.1 Κατηγορίες Οδοστρωμάτων... 4 1.2.2 Δομή Εύκαμπτου Οδοστρώματος... 5 1.3 Διαχείριση Οδών... 7 1.3.1 Διαχείριση Οδικών Δικτύων... 7 1.3.2 Διαχείριση Οδοστρωμάτων... 8 2 Συντήρηση... 9 2.1 Ορολογία... 9 2.2 Παράγοντες που επηρεάζουν τη Λειτουργικότητα του Οδοστρώματος... 11 2.3 Λειτουργική κατάσταση του Οδοστρώματος.. 132.3.1 Ομαλότητα Μετρήσεις Ομαλότητας... 14 2.3.1 Ομαλότητα Μετρήσεις Ομαλότητας.. 31 2.3.2 Επιφανειακή Υφή (μικροϋφή, μακροϋφή) Μετρήσεις Επιφανειακής Υφής... 16 2.3.3 Αντιολισθηρότητα Μετρήσεις Αντιολισθηρότητας... 17 2.4 Δομική Κατάσταση... 18 2.4.1 Φέρουσα Ικανότητα του Οδοστρώματος-Μετρήσεις Φέρουσας... 18 Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Times New Roman, Πλάγια, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Βασικό Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Όχι Πλάγια, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Times New Roman, Πλάγια, Αγγλικά (Ηνωμένων Πολιτειών) v

Ικανότητας... 18 2.5 Οπτική Επισκόπηση Επιφανειακές Φθορές... 20 2.5.1 Ρηγματώσεις (cracking)... 21 2.5.1.1 Ρωγμές Τύπου Αλιγάτορα... 21 2.5.1.2 Εγκάρσιες ρωγμές (Transverse cracking)... 22 2.5.1.3 Κατά μήκος ρωγμές (Longitudinal cracking)... 22 2.5.1.4 Ρωγμές Ολίσθησης... 22 2.5.2 Παραμορφώσεις... 22 2.5.2.1 Κυματώσεις (ρυτιδώσεις)... 23 2.5.2.2 Τοπικές Καθιζήσεις... 24 2.5.2.3 Τοπικές Διογκώσεις... 24 2.5.3 Αποσύνθεση... 25 2.5.3.1 Αποκόλληση των Αδρανών... 25 2.5.3.2 Λακκούβες... 26 2.5.4 Λεία Επιφάνεια Οδοστρώματος... 27 2.5.4.1 Λείανση των Αδρανών... 27 2.5.4.2 Ανάδυση της Ασφάλτου... 28 2.6 Κόστος Συντήρησης Οδοστρωμάτων... 28 2.6.1 Κόστος Παρεμβάσεων Συντήρησης... 30 2.6.2 Παρεμβάσεις Συντήρησης Οδοστρωμάτων... 30 2.6.3 Παρεμβάσεις Συντήρησης Ρηγματώσεων... 33 Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο 2.6.4 Παρεμβάσεις Συντήρησης Παραμορφώσεων... 36 2.6.5 Παρεμβάσεις Συντήρησης Αποσαθρώσεων... 38 2.6.6 Παρεμβάσεις Συντήρησης Λείανσης Επιφάνειας Κύλισης... 39 2.6.7 Αξιολόγηση Παρεμβάσεων Συντήρησης Οδοστρωμάτων... 40 3. Συστήματα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων... 43 3.1 Ορισμοί-Έννοιες... 44 3.2 Δείκτες Εύκαμπτων Οδοστρωμάτων... 45 3.2.1 Δείκτες Κατάστασης Οδοστρώματος... 45 vi

3.2.2 Δείκτες Ομαλότητας... 46 3.2.3.1 Δείκτης Κατάστασης Οδοστρώματος (Pavement Condition Index, PCI)... 46 3.2.3.2 Δείκτης Επιπεδότητας Οδοστρώματος για Εκτίμηση Κόστους Οδήγησης (Roughness Index for Driving Expenditure, RIDE)... 47 3.2.3.3 Δείκτης Άνεσης Οδήγησης (Riding Comfort Index, RCI)... 47 3.2.3.4 Δείκτης Βαθμολόγησης της Κατάστασης του Οδοστρώματος (Pavement Condition Rating, PCR)... 47 3.2.3.5 Δείκτης Παρούσας Εξυπηρετικότητας (Present Serviceability Index, PSI)... 48 3.2.4 Σύνθετοι Δείκτες Κατάστασης Οδοστρωμάτων... 51 3.3 Επίπεδα των ΣΔΟ... 51 3.3.1 Σύστημα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων σε Επίπεδο Δικτύου (Network level)... 51 3.3.2 Σύστημα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων σε Επίπεδο Έργου (Project level)... 52 3.4 Στάδια των ΣΔΟ... 54 3.4.1 Απογραφή Χαρακτηριστικών του Οδοστρώματος... 55 3.4.2 Επισκόπηση της Κατάστασης του Οδοστρώματος... 56 3.4.3 Βάση Δεδομένων... 56 3.4.4 Πρόβλεψη Κατάστασης Οδοστρώματος Μοντέλα Πρόβλεψης... 59 3.4.5 Ανάλυση Κατάστασης Οδοστρώματος... 59 3.4.6 Προγραμματισμός Εργασιών... 60 3.5 Οφέλη των ΣΔΟ... 60 4. Προσπάθειες για την ανάπτυξη ΣΔΟ στην Ελλάδα...74 4.1 Διαχείριση της Συντήρησης Εύκαμπτων Οδοστρωμάτων με την βοήθεια η/υ Πρόγραμμα PAVMAIN... 62 4.1.1 Εκτίμηση της κατάστασης των οδοστρωμάτων....76 4.1.2 Ανάπτυξη του προγράμματος συντήρησης οδοστρωμάτων.....79 4.1.2.1 Εισαγωγή δεδομένων.....81 Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Times New Roman, Έντονα, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 7 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Times New Roman, Έντονα Μορφοποιήθηκε: Βασικό Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 7 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Όχι Πλάγια, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Όχι Πλάγια, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: (Προεπιλεγμένη) Times New Roman, Πλάγια, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Όχι Πλάγια, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο vii

4.1.2.2 Καταγραφή των φθορών. 81 4.1.2.3 Αρχεία του Προγράμματος..82 4.1.2.4 Επεξεργασία δεδομένων και Εξαγωγή αποτελεσμάτων. 82 4.1.2.5 Συστήματα δρόμων-δικτύου 83 4.1.3 Αποτελέσματα...83 4.2 Ολοκληρωμένο Πρόγραμμα Διαχείρισης Οδικών Δικτύων και Οδοστρωμάτων (ΔΟΔΟ/ΝΕ) Πρόγραμμα ROADMAN... 71 4.3.1 Δομή του προτεινόμενου συστήματος... 74 4.3.2 Δεδομένα του συστήματος... 75 4.3.3 Βάση δεδομένων... 75 4.3.4 Πρότυπα συστήματος... 76 4.3.4.1 Πρότυπο πρόβλεψης της κατάστασης του οδοστρώματος... 76 4.3.4.2 Πρότυπο διαχείρισης πόρων... 76 4.3.4.3 Πρότυπο διαχείρισης έργων... 77 4.3.5 Σύστημα διεπαφής... 78 4.3.6 Αποτελέσματα... 79 4.4 Ανάπτυξη έμπειρου Συστήματος για τη Διαχείριση των Οδοστρωμάτων... 79 4.4.1 Έμπειρα συστήματα... 80 4.4.2 Δομή του προτεινόμενου συστήματος... 80 4.4.3 Υλοποίηση του συστήματος... 82 4.5 Η Ανάπτυξη και η Πιλοτική Εφαρμογή Συστήματος Διαχείρισης Οδικής Υποδομής στην Ελλάδα - Πρόγραμμα RIMS... 83 4.5.1 Στόχος του έργου... 83 4.5.2 Θέσεις και χαρακτηριστικά του πιλοτικού δικτύου... 85 4.5.3 Δομή... 86 4.5.4 Μηχανή Ανάλυσης PLATO... 87 4.5.5 Αποτελέσματα... 87 4.6 Προσομοίωση της Συμπεριφοράς των Οδοστρωμάτων στο πλαίσιο Συστημάτων Διαχείρισης τους... 88 4.7 Αποτελέσματα... 89 5 Εφαρμογή ΣΔΟ στην Ελλάδα PAVETEST Ltd... 102 Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Times New Roman, 12 pt, Όχι Έντονα, Πλάγια, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Times New Roman, 12 pt, Πλάγια, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Επικεφαλίδα 4, Διάστιχο: μονό Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Όχι Έντονα, Όχι Πλάγια, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Times New Roman, 12 pt, Όχι Έντονα, Πλάγια, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Επικεφαλίδα 4, Αριστερά, Διάστημα Πριν: 0 στ., Διάστιχο: μονό Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Όχι Έντονα, Όχι Πλάγια, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Times New Roman, 12 pt, Πλάγια, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Επικεφαλίδα 4 Μορφοποιήθηκε: Βασικό, Πλήρης viii

5.1 Πρόγραμμα Rosy-Road Systems... 92 5.1.1 RosyBASE... 92 5.1.2 Rosy PLAN... 94 5.1.3 Rosy MAP... 94 5.1.4 Rosy MEMO... 95 5.2 Ολύμπια Οδός - Λειτουργία ΣΔΟ... 95 5.2.1 Ανασκόπηση του έργου... 96 5.2.2 Ιστορικό... 96 5.2.3 Πηγή δεδομένων... 96 5.2.4 Επεξεργασία των δεδομένων.....107 5.2.5 Εισαγωγή επιπρόσθετων στοιχείων.. 108 5.2.6 Ενημέρωση των δεδομένων...108 5.3 Έργα της εταιρείας... 98 6 Μελλοντική λειτουργία ΣΔΟ στην Εγνατία Οδό.109 6.1 Οδηγίες Λειτουργίας και Συντήρησης... 101 6.2 Οδηγίες Κύριας Συντήρησης Οδοστρωμάτων... 102 6.3 Μετρήσεις Οδοστρωμάτων στην Εγνατία Οδό... 103 6.3.1 Μετρήσεις οδοστρωμάτων περιόδου 1999-2000... 103 6.3.2 Μετρήσεις οδοστρωμάτων περιόδου 2001-2002... 104 6.3.3 Μετρήσεις οδοστρωμάτων περιόδου 2004-2005... 104 6.4 Μελλοντικές Δράσεις... 106 6.4.1 Αντικείμενο προμήθειας - Τεχνικές Προδιαγραφές... 106 6.5 Συμπεράσματα... 108 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... 110 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 113 Ελληνική... 113 Ξενόγλωσση... 115 Διαδικτυακές αναφορές... 117 Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Όχι Πλάγια, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Διάστιχο: Διπλό Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Όχι Πλάγια, Χωρίς υπογράμμιση, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Βασικό, Πλήρης, Διάστιχο: Διπλό Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: 11 pt, Όχι Πλάγια, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: (Προεπιλεγμένη) Times New Roman, Πλάγια Μορφοποιήθηκε: Γραμματοσειρά: Times New Roman, Έντονα, Χωρίς υπογράμμιση, Χρώμα γραμματοσειράς: Αυτόματο, Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο Μορφοποιήθηκε: Βασικό ix

Μορφοποιήθηκε: Αριστερά, Διάστιχο: Πολλαπλό 1,15 γραμμές Μορφοποιήθηκε: Χωρίς ορθογραφικό ή γραμματικό έλεγχο x

Μορφοποιήθηκε: Ελληνικά (Ελλάδας) ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Μορφοποιήθηκε: Πλήρης, Διάστιχο: 1,5 γραμμές Εικόνα 1.1.2-2 Αστική οδός τριών λωρίδων ανά κατεύθυνση. Εικόνα 1.1.2-1 Αυτοκινητόδρομος δύο λωρίδων ανά κατεύθυνση με διαχωριστική νησίδα. Εικόνα 2.3.1-1 Διαμήκες και εγκάρσιο προφίλ του οδοστρώματος. Εικόνα 2.3.1-2 Σύστημα μέτρησης ομαλότητας του οδοστρώματος. Εικόνα 2.3.1-3 Συστήματα μέτρησης ομαλότητας με ηλεκτρονικά μέσα. Εικόνα 2.3.2-1 Επιφανειακή υφή οδοστρώματος. Εικόνα 2.3.3-1 Μηχάνημα μέτρησης πλευρικού συντελεστή τριβής, SCRIM. Εικόνα 2.4.1-1 Συστήματα επιβολής δυναμικού φορτίου, FWD. Εικόνα 2.5.1.1-1 Ρωγμές τύπου αλιγάτορα Εικόνα 2.5.2.1-1 Ρυτιδώσεις Εικόνα 2.5.2.3-1 Τοπικές διογκώσεις Εικόνα 2.5.3.1-1 Απόσπαση αδρανών Εικόνα 2.5.3.2-1 Λακκούβα Εικόνα 2.5.4.1-1 Λείανση αδρανών Εικόνα 2.5.4.2-1 Ανάδυση ασφάλτου Εικόνα 2.6-1 Σχηματική απεικόνιση των συνιστωσών του γενικευμένου κόστους συντήρησης xi

Εικόνα 2.6.4-1 Διάστρωση λεπτοτάπητα και διάστρωση αντιολισθηρού τάπητα. Εικόνα 2.6.4-2 Απομάκρυνση ασφαλτικών στρώσεων για τη συντήρηση του οδοστρώματος. Εικόνα 2.6.5-1 Πλήρωση λακκουβών με ασφαλτόμιγμα. Εικόνα 5.3-1 Οδικός χάρτης Ολυμπίας Οδού Εικόνα 6-1Χάρτης της Εγνατίας Οδού και των κάθετων αξόνων της Εικόνες 6.4.3-1 Μετρήσεις ολισθηρότητας και δομικής αντοχής. Εικόνες 6.4.3-2 Μετρήσεις ομαλότητας και πάχους οδοστρώματος. xii

Μορφοποιήθηκε: Αριστερά ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 2.6.2-1 Οι κυριότερες παρεμβάσεις συντήρησης οδοστρωμάτων που εφαρμόζονται στην Ελλάδα. Πίνακας 2.6.3-1 Οι κυριότερες φθορές που εντοπίζονται σε οδοστρώματα και οι κατάλληλες παρεμβάσεις συντήρησης Πίνακας 2.6.7-1 Το κόστος των παρεμβάσεων συντήρησης και η αποτελεσματικότητα τους. Πίνακας 3.2.3.5-1 Αξιολόγησης κατάστασης των οδοστρωμάτων με βάση τις τιμές του δείκτη PSI. Πίνακας 3.2.3.6-1 Συγκεντρωτικός πίνακας με διάφορους δείκτες ανάλογα με το επίπεδο αξιολόγησης τους. Πίνακας 4.2.1-1 Συντελεστές Βαρύτητας, Σοβαρότητας και Συχνότητας για την αξιολόγηση της κατάστασης του οδοστρώματος. Πίνακας 4.2.2.2-1 Προτεινόμενο δείγμα πίνακα καταγραφής φθορών. Πίνακας 4.5.2-1 Παράμετροι συστήματος xiii

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Μορφοποιήθηκε: Διάστημα Μετά: 0 στ., Χωρίς ρύθμιση διαστήματος μεταξύ κειμένου δυτικής και ασιατικού κειμένου, Χωρίς ρύθμιση διαστήματος μεταξύ ασιατικού κειμένου και αριθμών Σχήμα 3.2.3.1-1 Καμπύλη κατάστασης οδοστρώματος βασισμένη στο δείκτη PCI. Σχήμα 3.3.1-1 Διαχείριση οδοστρωμάτων σε επίπεδο δικτύου. Σχήμα 3.3.2-1 Διαχείριση οδοστρωμάτων σε επίπεδο έργου. Σχήμα 3.4-1 Απογραφή χαρακτηριστικών οδοστρώματος. Σχήμα 3.4.3-1 Διάγραμμα που απεικονίζει τη σχέση μεταξύ των μοντέλων ενός Συστήματος Διαχείρισης Οδοστρωμάτων Σχήμα 3.4.3-2 Διάγραμμα ροής ενός πλήρους Συστήματος Διαχείρισης Οδοστρωμάτων. Σχήμα 4.2.2-1 Λογικό διάγραμμα του προγράμματος PAVMAIN Σχήμα 4.3.-1 Λογικό διάγραμμα ROADMAN Σχήμα 4.4.1-1 Αρχιτεκτονική προτεινόμενου συστήματος Σχήμα 4.4.4.3-1 Πρότυπο διαχείρισης έργων Σχήμα 4.5.1-1 Δομή έμπειρου συστήματος. xiv

Σχήμα 4.5.2-1 Δομή του προτεινόμενου συστήματος Σχήμα 4.6.1-1 Λειτουργίες μέσα σε έναν τυπικό κύκλο διαχείρισης οδικής υποδομής. Σχήμα 4.6.3-1 RIMS: Η δομή και η Ροή Πληροφοριών Σχήμα 4.8-1 Προτεινόμενο οργανόγραμμα Υπηρεσίας διαχείρισης οδοστρωμάτων.: xv

Μορφοποιήθηκε: Αριστερά ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ Α.Π.Θ. ΓΣΠ Δ.Ε.Σ.Ε Ε.Μ.Π. ΕΟΑΕ ΟΕΜΚ ΠΔΟ Π.Υ.Δ.Ε. ΣΔΟ ΣΒ ΣΣ ΣΣυ ΥΠ.ΟΙ.Ο. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών Διεύθυνση Ελέγχου Συντήρησης Έργων Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Εγνατία Οδός Α.Ε. Οδηγός Επίβλεψης Μελετών και Κατασκευών Πρόγραμμα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων Περιφερειακή Υπηρεσία Δημοσίων Έργων Σύστημα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων Συντελεστής Βαρύτητας Συντελεστής Σοβαρότητας Συντελεστή Συχνότητας Υπουργείο Οικονομίας και Οικονομικών Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. Υπουργείο Περιβάλλοντος Χωροταξίας και Δημοσίων Έργων AC AASHTO AAV ASTM BS CEN FHWA Asphalt Concrete American Association of State Highway and Transportation Officials Average Annual Value American Society for Testing and Material British Standards Comité de Normalisation (European Committee for Standardization Européen) Federal Highway Administration xvi

FWD GIS IRI ISAP ISO J/V MPD NAASRA PCI PCR PMP PMS PPR PSI RCI RDWE RIDE RIMS RN RUE SCRIM SMTD Falling Weight Deflectometer Geographic Information Systems International Roughness Index International Society for Asphalt Pavement International Organization for Standardization Joint Venture Mean Profile Depth National Association of Australian State Road Authorities Pavement Condition Index Pavement Condition Rating Pavement Management Program Pavement Management System Present Performance Rating Present Serviceability Index Riding Comfort Index Road Deterioration and Works Effects Roughness Index for Driving Expenditure Road Infrastructure Management System Ride Number Road User Effects Sideways Co-Efficient Routine Investigation Machine Sensor Measured Texture Depth xvii

xviii Μορφοποιήθηκε: Αριστερά

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παρούσα πτυχιακή εργασία εκπονήθηκε από τους προπτυχιακούς φοιτητές του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αλεξάνδρειου Τεχνολογικού Εκπαιδευτικού Ιδρύματος Θεσσαλονίκης, Τσιώτσου Παναγιώτη και Βαϊνδερλή Αλέξανδρου- Κωνσταντίνου. Επιβλέπων της Πτυχιακής Εργασίας ήταν ο Καθ. Εφαρμογών Ιωάννης Ζαγκαρέτος του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του ΑΤΕΙ Θεσσαλονίκης. Σκοπός της εργασίας είναι να περιγράψει τα βασικά μέρη ενός Συστήματος Διαχείρισης Οδοστρωμάτων (ΣΔΟ), καθώς και τις προσπάθειες εφαρμογής του στην Ελλάδα. Μέσα από την εργασία αναδεικνύεται ο τρόπος με τον οποίο ένα ΣΔΟ λαμβάνει μέρος στη συντήρηση ενός οδικού δικτύου. Η αφορμή για την εκπόνηση της αποτέλεσε το έντονο επιστημονικό ενδιαφέρον γύρω από θέματα συντήρησης οδοστρωμάτων. Η παρούσα πτυχιακή εργασία αποτελείται από έξι κεφάλαια. Το παρόν κεφάλαιο είναι εισαγωγικό και περιλαμβάνει το στόχο και τη δομή της εργασίας. Στο πρώτο κεφάλαιο της πτυχιακής εργασίας παρουσιάζονται οι βασικές έννοιες στη διαχείριση των οδοστρωμάτων. Αναλυτικά παρουσιάζονται οι οδικές μεταφορές που αποτελούν σημαντική κατηγορία των χερσαίων δικτύων μεταφορών με έμφαση στις κατηγορίες τους. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι κατηγορίες οδοστρωμάτων και η δομή τους, καθώς και οι βασικές αρχές διαχείρισης των οδικών δικτύων και οδοστρωμάτων. Στο δεύτερο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας περιγράφονται οι παράγοντες που επηρεάζουν τη λειτουργικότητα των οδοστρωμάτων και συμβάλλουν στη φθορά τους. Αναλύονται τα χαρακτηριστικά εκείνα που καθορίζουν και επιδρούν στη λειτουργικότητα τους και πρέπει να παρακολουθούνται στενά προκειμένου να ελέγχεται η ποιότητα τους και η δομική τους κατάσταση, με έμφαση στις αλλοιώσεις που μπορεί να προκληθούν. Τέλος, γίνεται αναφορά στις παρεμβάσεις συντήρησης των οδοστρωμάτων και στο κόστος τους xix

Στο τρίτο κεφάλαιο της πτυχιακής εργασίας παρουσιάζονται τα συστήματα διαχείρισης των οδοστρωμάτων και οι δείκτες που χρησιμοποιούνται προκειμένου να αποτιμηθεί η κατάστασή τους και να εκτιμηθούν οι ανάγκες συντήρησης τους. Αναλύονται τα συστήματα διαχείρισης των οδοστρωμάτων, τα διαφορετικά τους στάδια και αναφέρονται τα βασικά οφέλη τους. Το τέταρτο περιγράφει τις προσπάθειες ανάπτυξης ενός ΣΔΟ στην Ελλάδα. Η πρώτη προσπάθεια έγινε από ομάδα του εργαστηρίου οδοποιίας του ΑΠΘ με την ανάπτυξη ενός συστήματος διαχείρισης της συντήρησης των οδοστρωμάτων μέσω του προγράμματος PAVMAIN. Έπειτα από λίγα χρόνια, η ίδια ομάδα δημιούργησε ένα ολοκληρωμένο πρόγραμμα διαχείρισης οδικών δικτύων και οδοστρωμάτων μέσω της εφαρμογής Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών. Επιπλέον, μία ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου Πατρών ανέπτυξε ένα ΣΔΟ με σκοπό να παρέχει στις υπηρεσίες συντήρησης των αυτοκινητοδρόμων της Ελλάδας, στήριξη για την λήψη αποφάσεων σχετικά με την βέλτιστη διαχείριση των πόρων συντήρησης των οδοστρωμάτων. Επίσης, με στόχο την αντιμετώπιση των προβλημάτων συντήρησης αναπτύχθηκε ένα έμπειρο σύστημα το οποίο επισημαίνει τις βασικές παραμέτρους που χρησιμοποιούνται στις αποφάσεις για βέλτιστες αποφάσεις συντήρησης. Τέλος, το Υπουργείο Εθνικής Οικονομίας ανέθεσε στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο και στην A.R.R.B. να αναλάβουν την ανάπτυξη ενός συστήματος με στόχο τη διαχείριση της οδικής υποδομής τόσο της Ελλάδας όσο και άλλων χωρών. Το πέμπτο κεφάλαιο περιλαμβάνει την περιγραφή του προγράμματος Rosy-Road Systems της εταιρείας PAVETEST καθώς και την εφαρμογή του στα υφιστάμενα τμήματα της Ολυμπίας Οδού: Ελευσίνα-Κόρινθος και περιφερειακή της Πάτρας. Στο τέλος του κεφαλαίου γίνεται μία απλή αναφορά σε έργα της εταιρείας που είναι σχετικά τόσο με τα Συστήματα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων όσο και με μετρήσεις της κατάστασης των οδοστρωμάτων. Το έκτο κεφάλαιο περιγράφει τις δράσεις της Εγνατίας Οδού Α.Ε. όσον αφορά την εγκατάσταση ενός ολοκληρωμένου ΣΔΟ στην Εγνατία Οδό. Αρχικά, η ΕΟΑΕ συνέταξε οδηγίες για την κύρια συντήρηση των οδοστρωμάτων του αυτοκινητοδρόμου. Επίσης, αξιοσημείωτη ενέργεια από την πλευρά της εταιρείας ήταν η διενέργεια πιλοτικών μετρήσεων σχετικά με την κατάσταση των xx

οδοστρωμάτων. Τέλος, στα προσεχή σχέδια της είναι η εγκατάσταση ενός ολοκληρωμένου ΣΔΟ το οποίο θα πρέπει να τηρεί τους όρους της σύμβασης. xxi

1. Βασικές Έννοιες στη Διαχείριση των Οδοστρωμάτων 1.1 Οδικό Δίκτυο Μια σημαντική κατηγορία των δικτύων μεταφορών είναι τα χερσαία δίκτυα, τα οποία περιλαμβάνουν τις οδικές και τις σιδηροδρομικές μεταφορές. Κυρίαρχο ρόλο κατέχουν οι οδικές μεταφορές, αφού είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη μιας περιοχής. Ενδεικτικό της σημασίας των οδικών μεταφορών είναι το γεγονός ότι στην Ευρωπαϊκή Ένωση το 44% όλων των αγαθών μετακινούνται από φορτηγά οχήματα και το 85% όλων των ανθρώπων μετακινούνται με αυτοκίνητα και λεωφορεία μέσω οδικών δικτύων. 1.1.1 Ορισμός Οδικών Δικτύων Η πρώτη υποτυπώδης μορφή δρόμου ήταν το μονοπάτι και στη συνέχεια ο ενισχυμένος δρόμος με λιθόστρωση. Με την επανειλημμένη χρησιμοποίηση του ο δρόμος σύντομα ξεχώρισε από το περιβάλλον, και απέκτησε εννοιολογική, αλλά και ουσιαστική οντότητα. Έτσι, σήμερα δρόμος είναι μια αναγνωρίσιμη λωρίδα εδάφους ανάμεσα σε δύο μέρη, που με ανθρώπινη παρέμβαση έχει ομαλοποιηθεί ή έχει υποστεί κάποια άλλη προετοιμασία, ώστε να καθιστά ευκολότερη την προσπέλαση της από ανθρώπους, ποδήλατα ή μηχανοκίνητα τροχοφόρα οχήματα. Σε αστικές περιοχές, ένας δρόμος που διέρχεται μέσα από μια πόλη ή χωριό ονομάζεται οδός και αποκτά διπλή λειτουργία, ως κοινόχρηστος αστικός χώρος και διαδρομή. Στη σύγχρονη εποχή, και παρά τις επικρίσεις ή αντιρρήσεις για τη σκοπιμότητα κατασκευής νέων οδικών αρτηριών, η πυκνότητα και η ποιότητα του οδικού δικτύου μιας χώρας αποτελεί κριτήριο και βασικό χαρακτηριστικό της οικονομικής κατάστασης και της αναπτυξιακής πορείας της. Η κοινωνική και οικονομική ανάπτυξη που παρατηρήθηκε στις χώρες της Ευρώπης και της Β. Αμερικής κατά το δεύτερο μισό του εικοστού αιώνα, συνοδεύτηκε από την εντυπωσιακή ανάπτυξη των οδικών μεταφορών και την ανάλογη αναβάθμιση των οδικών υποδομών. Η επικράτηση των οδικών μεταφορών δεν οφείλεται, αποκλειστικά και μόνο στα αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα τους (π.χ. μεταφορά από πόρτα σε πόρτα, δυνατότητα των ανθρώπων να προγραμματίζουν τις μετακινήσεις τους κ.α.), αλλά και στη σημαντικότατη ανάπτυξη του κλάδου των οδικών κατασκευών ως βασικού συστατικού της οικονομίας σε εθνικό και διεθνές περιβάλλον. 1

1.1.2 Κατηγορίες Οδών Το δίκτυο μιας χώρας χαρακτηρίζεται κυρίως από την ιεράρχησή του, δηλαδή την κατάταξη του σε οδούς διαφόρων κατηγοριών. Η κατάταξη αυτή είναι απαραίτητη από άποψη διευκόλυνσης και συνεννόηση μεταξύ όλων αυτών που χρησιμοποιούν ή έχουν σχέση με τις οδούς. Υπάρχουν διάφορα συστήματα κατάταξης των οδών: 1) Διοικητική κατάταξη, όπως αυτή γίνεται από τις αρμόδιες και υπεύθυνες κρατικές υπηρεσίες. Στην Ελλάδα διακρίνονται σε: Εθνικές, Επαρχιακές, Κοινοτικές οδοί. 2) Αριθμητική κατάταξη. Στην Ελλάδα όλοι οι δρόμοι του κύριου εθνικού δικτύου, αλλά και αρκετές επαρχιακοί οδοί, έχουν ιδιαίτερη αρίθμηση. 3) Κατάταξη των οδών κατά τύπο, δηλαδή ανάλογα με τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά τους. 4) Λειτουργική κατάταξη, δηλαδή κατάταξη ανάλογη με το λειτουργικό σκοπό που εξυπηρετεί κάθε οδός. Διακρίνονται σχετικά: ταχείες λεωφόροι, ελεύθεροι λεωφόροι, συλλεκτήριοι οδοί, αρτηρίες, τοπικοί δρόμοι. Η λειτουργική ιεράρχηση ενός δικτύου έχει σκοπό να δώσει σε κάθε τμήμα του δικτύου ένα χαρακτήρα, ο οποίος προσδιορίζεται από το είδος της εξυπηρέτησης που καλείται να προσφέρει. Στην παρούσα πτυχιακή εργασία θα χρησιμοποιηθεί η διοικητική κατάταξη των οδών σε εθνικές και επαρχιακές οδούς. Οι κοινοτικές οδοί δεν θα συμπεριληφθούν στην ανάλυση, καθώς η κυκλοφοριακή ροή και καταπόνηση αυτών των δρόμων είναι μικρή σε σύγκριση με τις οδούς των άλλων κατηγοριών και η συντήρηση τους αποφασίζεται συνήθως από τις τοπικές αυτοδιοικήσεις με βάση κοινωνικούς και οικονομικούς παράγοντες. Οι εθνικοί οδοί είναι συνήθως αυτοκινητόδρομοι δύο, τριών ή τεσσάρων λωρίδων κυκλοφορίας ανά κατεύθυνση. Μπορούν ακόμα να είναι οδοί μεταξύ νομών και επαρχιών μιας λωρίδας κυκλοφορίας ανά κατεύθυνση. Ο αυτοκινητόδρομος είναι δρόμος ειδικής κατηγορίας σχεδιασμένος έτσι ώστε να διακινεί τον μεγαλύτερο φόρτο της οδικής κυκλοφορίας οχημάτων συνήθως μεταξύ πόλεων και να επιτρέπει την οδήγηση με σταθερά υψηλή ταχύτητα. Το κύριο χαρακτηριστικό του, που τον διακρίνει από άλλα είδη δρόμων, είναι η έλλειψη ισόπεδων διασταυρώσεων. Ο αυτοκινητόδρομος είναι κλειστός, συνήθως περιφραγμένος στα πλάγια, και η διασταύρωση με άλλους δρόμους, όπως και η είσοδος και η έξοδος οχημάτων από αυτόν γίνεται μόνο μέσω ανισόπεδων διασταυρώσεων. Στους αυτοκινητόδρομους, επιβάλλεται η κατασκευή, πέραν των 2

λωρίδων κυκλοφορίας, και μιας Λωρίδας Έκτακτης Ανάγκης ανά κατεύθυνση. Οι επαρχιακοί οδοί ή αλλιώς αστικοί οδοί είναι δρόμοι ελεγχόμενης πρόσβασης, που επιτελούν λειτουργίες σύνδεσης μεταξύ περιοχών ενός οικιστικού κέντρου και διατρέχουν μόνο περιοχές εντός δομημένου περιβάλλοντος. Οι αστικές οδοί έχουν μια, δύο ή ακόμα και τρεις λωρίδες κυκλοφορίας ανά κατεύθυνση και μπορούν να διασταυρώνονται μεταξύ τους με ισόπεδους κόμβους. Στους επαρχιακούς δρόμους δύο ή τριών λωρίδων ανά κατεύθυνση είναι δυνατή η ύπαρξη διαχωριστικής λωρίδας συνήθως με μεταλλικό στηθαίο. Οι επιτρεπόμενες ταχύτητες κίνησης σε επαρχιακές οδούς είναι συνήθως μικρότερες από τις επιτρεπόμενες ταχύτητες κίνησης σε εθνικές οδούς. (Ι. Παναγοπούλου, 2011) Εικόνα 1.1.2-1 Αυτοκινητόδρομος δύο λωρίδων ανά κατεύθυνση με διαχωριστική νησίδα. [Πηγή: Μ. Ι. Παναγοπούλου, 2010] Εικόνα 1.1.2-2 Αστική οδός τριών λωρίδων ανά κατεύθυνση. [Πηγή: Μ. Ι.Παναγοπούλου, 2010] 3

1.2 Οδοστρώματα 1.2.1 Κατηγορίες Οδοστρωμάτων Τα οδοστρώματα διακρίνονται σε κατηγορίες ανάλογα με το υλικό κατασκευής τους και την ελαστικότητά τους, στα εύκαμπτα οδοστρώματα στα ημιδύσκαμπτα και στα δύσκαμπτα. Σαν εύκαμπτα οδοστρώματα θεωρούνται συνήθως τα ασφαλτικά, τα κυκλοφοριόπηκτα, τα οδοστρώματα με απλή σταθεροποίηση του εδάφους και τα σκυρωτά. Τα οδοστρώματα αυτού του τύπου αποτελούνται κυρίως από μίγμα ασφάλτου και αδρανών συνεχούς κοκκομετρικής διαβάθμισης. Τα αδρανή σχηματίζουν μια αλληλοσυνδεδεμένη μορφή, η οποία έχει μεγαλύτερη συμμετοχή στην αντοχή του μίγματος σε ευστάθεια κατά τη φόρτιση. Ο τρόπος με τον οποίο συμβολίζουμε τα ασφαλτικά σκυροδέματα είναι με τα αρχικά ΑΣ ή AC (Asphalt Concrete). Τα εύκαμπτα οδοστρώματα αποτελούνται κατά κανόνα από την επιφανειακή στρώση, τη βάση και την υπόβαση. Η βάση αποτελείται από καλώς διαβαθμισμένο θραυστό αμμοχάλικο, καταπονείται σε κόπωση και το πάχος της κυμαίνεται από 10 έως 30 cm όπως και η υπόβαση που αποτελείται από καλώς διαβαθμισμένο αμμοχάλικο πάχους 10 έως 30 cm. Στα ημιδύσκαμπτα οδοστρώματα η στρώση βάσης αποτελείται από σταθεροποιημένο, κατεργασμένο αμμοχάλικο πάχους 15 έως 35 cm. ενώ η υπόβαση αποτελείται από σταθεροποιημένο, κατεργασμένο αμμοχάλικο πάχους 15 έως 25 cm. Σαν δύσκαμπτα οδοστρώματα θεωρούνται κυρίως τα λιθόστρωτα και τα οδοστρώματα από σκυρόδεμα. Τα δύσκαμπτα οδοστρώματα που αποτελούνται κυρίως από σκυρόδεμα, δηλαδή από τσιμέντο τύπου Portland, γαρμπίλι και άμμο μπορεί να είναι διαφόρων τύπων, όπως με σκυρόδεμα τύπου Portland, με άοπλο σκυρόδεμα, με συνεχώς ενισχυμένο σκυρόδεμα κ.λπ. Η διαφορά τους έγκειται στο βαθμό που το κάθε είδος μπορεί να ελέγχει το σχηματισμό ρωγμών, δηλαδή να είναι προκαθορισμένο το σημείο στο οποίο θα δημιουργηθούν οι ρωγμές ή το μέγεθος των ρωγμών που θα σχηματιστούν. Στα οδοστρώματα αυτά υπάρχει το έδαφος εδράσεως, μία στρώση βάσης και η στρώση από σκυρόδεμα. Στα δύσκαμπτα οδοστρώματα, όπου ο φορέας παραλαμβάνει τις περισσότερες από τις εισαγόμενες τάσεις από την κυκλοφορία, ο ρόλος της βάσεως είναι κυρίως να αυξήσει τις τριβές της πλάκας κατά τις διαστολές και συστολές της και να εμποδίσει τα τριχοειδή. Γι' αυτούς τους λόγους συνιστάται το υλικό βάσεως να είναι απαλλαγμένο από συνδετική ύλη και να διαστρώνεται σε πάχος 30 cm ανεξάρτητα από το είδος του εδάφους. (Θεοδωρακόπουλος, 2008) 4

Σχήμα 1.2.1-1 Ταξινόμηση οδοστρωμάτων ανάλογα με την ελαστικότητά τους. [Πηγή: Μ. Ι.Παναγοπούλου, 2011] 1.2.2 Δομή Εύκαμπτου Οδοστρώματος Με τον όρο οδόστρωμα εννοούμε το σύνολο των στρώσεων οι οποίες τοποθετούνται επάνω από το φυσικό έδαφος και οι οποίες αποτελούν το σώμα της οδού. Ο ρόλος του οδοστρώματος είναι η εξασφάλιση της απαιτούμενης ποιότητας κύλισης των οχημάτων για όλο το χρονικό διάστημα της λειτουργίας του. Για να επιτευχθεί αυτό πρέπει να εξασφαλίζεται: 1) Η μετάδοση στο έδαφος των φορτίων από τα οχήματα, τα οποία κυκλοφορούν στην οδό, ελαττωμένων σε τέτοιο βαθμό, ούτως ώστε να αποφεύγονται ανεπίτρεπτες σε μέγεθος μόνιμες παραμορφώσεις. 2) Η δομική επάρκεια του ίδιου του οδοστρώματος στις επαναλαμβανόμενες καταπονήσεις της κυκλοφορίας και του περιβάλλοντος. 3) Η προστασία του εδάφους θεμελίωσης του οδοστρώματος από τις επιδράσεις του περιβάλλοντος (κλιματολογικές συνθήκες), οι οποίες θα προκαλέσουν απώλεια φέρουσας ικανότητας και μόνιμες παραμορφώσεις. 4) Η διατήρηση ενός ελάχιστου επιτρεπόμενου επιπέδου αντιολισθητικών χαρακτηριστικών της στρώσεως κύλισης. Δομικά ένα οδόστρωμα αποτελείται από τη στρώση έδρασης, τη στρώση υπόβασης, τη στρώση βάσης και τις ασφαλτικές στρώσεις. Η στρώση έδρασης είναι μία στρώση πάχους 50-70 cm επιλεγμένου εδαφικού υλικού ή μεταφερόμενου αμμοχάλικου και μία ή δύο στρώσεις από σταθεροποιημένο εδαφικό υλικό συνολικού πάχους 40-60 cm. Οι στρώσεις της βάσης και της υπόβασης αποτελούνται από φυσικό ή θραυστό 5

αμμοχάλικο και το πάχος τους διαφέρει ανάλογα με την κατηγορία του οδοστρώματος. Σε περιπτώσεις που υπάρχει μέτρια κυκλοφορία, μεγάλη φέρουσα ικανότητα της στρώσης έδρασης και η στρώση βάσης έχει κατασκευαστεί με μεγάλο πάχος, η υπόβαση μπορεί να παραληφθεί. Οι ασφαλτικές στρώσεις, με συνολικό πάχος που κυμαίνεται ανάλογα με την κυκλοφορία από 4 έως 35 cm, αποτελούνται από τη στρώση κύλισης και τη συνδετική στρώση. Η στρώση κύλισης εξασφαλίζει τα απαιτούμενα αντιολισθητικά χαρακτηριστικά και την απαιτούμενη ομαλότητα, ασφάλεια και άνεση στην κυκλοφορία του δρόμου. Η συνδετική στρώση αποτελεί μαζί με την υποκείμενη ασφαλτική βάση τις κυρίως φέρουσες ασφαλτικές στρώσεις. (Ι. Παναγοπούλου, 2011) Σχήμα 1.2.2-1 Τυπική διατομή εύκαμπτου οδοστρώματος. [Πηγή: Μ. Ι.Παναγοπούλου, 2011] 6

1.3 Διαχείριση Οδών 1.3.1 Διαχείριση Οδικών Δικτύων Στις ανεπτυγμένες χώρες, η κατασκευή εθνικών οδών και αυτοκινητοδρόμων έχει ουσιαστικά ολοκληρωθεί και το ενδιαφέρον των φορέων οδοποιίας έχει περάσει στο στάδιο της διαχείρισης της λειτουργίας και της συντήρησης, δηλαδή στη βελτίωση της ποιότητας των οδών και στη διατήρηση ενός υψηλού επιπέδου λειτουργικότητας μέσω προγραμματισμένων τεχνικών επεμβάσεων. Στην Ελλάδα, η κύρια δραστηριότητα των φορέων οδοποιίας για το πρωτεύον δίκτυο βρίσκεται στο στάδιο κατασκευής του δικτύου αυτοκινητοδρόμων ενώ, σε ορισμένες περιπτώσεις, έχει ξεκινήσει και το στάδιο της διαχείρισης της λειτουργίας (Αττική Οδός, Εγνατία Οδός). Η δημόσια επένδυση στο οδικό δίκτυο αποτελεί συνεπώς για κάθε χώρα εθνικό κεφάλαιο μεγάλης αξίας, το οποίο πρέπει να αξιοποιηθεί και να διατηρηθεί σε υψηλό βαθμό απόδοσης για το μεγαλύτερο δυνατό χρονικό διάστημα, πράγμα που επιτυγχάνεται κυρίως με εργασίες αναβάθμισης και συντήρησης. Η συντήρηση του οδικού δικτύου στη Ελλάδα γίνεται από Τεχνικές υπηρεσίες οι οποίες έχουν αρμοδιότητα σε διαφορετικές γεωγραφικές περιοχές. Πιο συγκεκριμένα: Εθνικό Δίκτυο για τη συντήρηση του Εθνικού Οδικού Δικτύου αρμόδια υπηρεσία είναι η Διεύθυνση Ελέγχου Συντήρησης Έργων (ΔΕΣΕ) Επαρχιακό Δίκτυο για τη συντήρηση του Επαρχιακού Οδικού Δικτύου αρμόδια υπηρεσία είναι η Διεύθυνση Τεχνικών Υπηρεσιών της εκάστοτε Περιφερειακής Ενότητας. Επιπλέον, στην ίδια γεωγραφική περιοχή και ανάλογα με την κατηγορία του οδικού δικτύου, η αρμοδιότητα ανήκει σε διαφορετικές υπηρεσίες. Οι αποφάσεις λαμβάνονται με ελάχιστη ή χωρίς συνεργασία μεταξύ των υπηρεσιών με βάση υποκειμενικά κριτήρια λαμβάνοντας υπόψη τοπικά χαρακτηριστικά. Επιπλέον οι διατιθέμενοι πόροι επαρκούν μόνο για ένα μικρό ποσοστό των πραγματικών αναγκών και διατίθενται στις υπηρεσίες βάση απλών κανόνων (π.χ. ποσοστό οδικού δικτύου) χωρίς να υπάρχει κάποια συστηματική ανάλυση των πραγματικών αναγκών. Έτσι είναι προφανές ότι ούτε το οδικό δίκτυο συντηρείται επαρκώς, ούτε οι πόροι κατανέμονται αποτελεσματικά. Η ύπαρξη περιορισμένων πόρων για τη συντήρηση της υποδομής του δικτύου μεταφορών επιβάλει τη βέλτιστη και οικονομικά αποδοτική διαχείριση των διατιθέμενων πόρων. Οι αποφάσεις που σχετίζονται με τη 7

συντήρηση του οδικού δικτύου είναι το προϊόν της αντιστάθμισης του κόστους συντήρησης του, του κόστους που επηρεάζει τους χρήστες του δικτύου λόγω της κατάστασης στην οποία αυτό βρίσκεται και του περιβαλλοντικού κόστους. (Ι. Παναγοπούλου, 2011) 1.3.2 Διαχείριση Οδοστρωμάτων Μέχρι και σήμερα δεν υπάρχει ένας διεθνώς αποδεκτός ορισμός της διαχείρισης οδοστρωμάτων. Κατά τον AASHTO (1985), διαχείριση οδοστρωμάτων ορίζεται: η αποτελεσματική και αποδοτική διαχείριση των δραστηριοτήτων που εμπλέκονται στο να διατηρούν τα οδοστρώματα σε ανεκτή κατάσταση για το εποχούμενο κοινό με το λιγότερο δυνατό κόστος ανοιγμένο σε ετήσιο κόστος. Η Διαχείριση Οδοστρωμάτων είναι μια διαδικασία που βοηθά στη λήψη αποφάσεων οι οποίες αφορούν τη συντήρηση του οδικού δικτύου σε ένα ικανοποιητικό επίπεδο εξυπηρέτησης, λειτουργικότητας και ασφάλειας με το ελάχιστο κόστος, τόσο για τις τεχνικές υπηρεσίες όσο και για τους χρήστες. Για να ικανοποιηθούν αυτές οι απαιτήσεις είναι απαραίτητες οι σωστές και επαρκείς πληροφορίες ώστε να ληφθούν οι αντίστοιχες αποφάσεις με βάση τις αρχές της μηχανικής και της διαχείρισης. Το πρόβλημα της Διαχείρισης Οδοστρωμάτων έγκειται στο μεγάλο αριθμό και στην ποικιλία των παραμέτρων καθώς και στη δυσκολία καθορισμού των συσχετίσεων μεταξύ τους. Γενικά, η Διαχείριση Οδοστρωμάτων αποτελείται από τρία στοιχεία: Κύκλος ζωής οδοστρώματος: περιλαμβάνει στοιχεία σχετικά με την κατασκευή οδοστρωμάτων, τη μεταβολή της κατάστασης τους με το χρόνο και πως αυτές οι διαδικασίες μπορούν να επηρεαστούν από τις διάφορες μορφές της συντήρησης ή ανακατασκευής. Κόστος που έχει σχέση με τον κύκλο ζωής οδοστρώματος: περιλαμβάνει το κόστος της αρχικής κατασκευής, το κόστος συντήρησης, τον προσδιορισμό της εναπομένουσας τελικής αξίας και τον καθορισμό του κόστους των χρηστών. Συστήματα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων: περιλαμβάνουν όλα τα συστήματα για τον καθορισμό του κατάλληλου χρόνου για τη συντήρηση του οδικού δικτύου σε ένα ικανοποιητικό επίπεδο εξυπηρέτησης με το ελάχιστο κόστος. (Ι. Παναγοπούλου, 2011) 8

2 Συντήρηση Κάθε νέο οδόστρωμα από τη στιγμή που δίνεται στην κυκλοφορία αρχίζει να υπόκειται στην καταστροφική επίδραση διαφόρων εξωτερικών παραγόντων, όπως των φορτίων από τα οχήματα, των καιρικών συνθηκών, της ηλιακής ακτινοβολίας κλπ. Παράλληλα αρχίζει και μία σταδιακή επιδείνωση της ποιότητας του οδοστρώματος, η οποία οφείλεται κυρίως στην γήρανση και κόπωση των υλικών που το συνθέτουν. Οι παραπάνω παράγοντες σε συνδυασμό με την ορθότητα αξιοπιστία της μελέτης, την καταλληλότητα των υλικών και την ποιότητα της κατασκευής είναι οι βασικές αιτίες για την εμφάνιση των επιφανειακών φθορών και της αποσύνθεσης του οδοστρώματος. Η κατασκευή ενός νέου οδοστρώματος θα πρέπει να εκλαμβάνεται πάντοτε σαν μια επένδυση του κοινωνικού συνόλου. Ο διαχειριστής του κεφαλαίου που επενδύθηκε για την κατασκευή του οδοστρώματος, δηλαδή το κράτος, έχει την ευθύνη αλλά και την υποχρέωση όχι μόνο να το διατηρήσει αλλά και να το διαχειριστεί κατά τέτοιο τρόπο ώστε να αποδώσει κέρδος. Το κέρδος στην προκειμένη περίπτωση είναι άμεσο (μείωση του χρόνου και του κόστους μετακίνησης, μείωση των ατυχημάτων, μείωση του κόστους συντήρησης των οχημάτων κλπ.) και έμμεσο (κοινωνικό όφελος, όπως άνετη και ασφαλή μετακίνηση του κοινωνικού συνόλου για τις κοινωνικές και εμπορικές του δραστηριότητες. Συνεπώς από τα προηγούμενα καθίσταται σαφές ότι η συντήρηση των οδοστρωμάτων είναι επιτακτική ανάγκη. 2.1 Ορολογία Η ορολογία που χρησιμοποιείται για τη διατήρηση του οδοστρώματος σε ένα ανεκτό επίπεδο εξυπηρέτησης διαφέρει αισθητά από χώρα σε χώρα. Στην Ελλάδα χρησιμοποιείται ευρέως ο γενικός όρος «συντήρηση» Επαναλαμβανόμενη συντήρηση: ορίζεται το σύνολο των δραστηριοτήτων που εκτελούνται κατ επανάληψη σε ημερήσια, εβδομαδιαία, μηνιαία ή ετήσια βάση στα στοιχεία που συνθέτουν μια οδό με σκοπό τη διασφάλιση της λειτουργικότητας κάτω από οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες. Οι κύριες δραστηριότητες διαχωρίζονται σε: 1. Καθαρισμό της επιφάνειας του οδοστρώματος, του συστήματος αποστράγγισης, της σήμανσης και των σηματοδοτών κλπ, ακόμη και η αποψίλωση των πρανών και το κλάδεμα των δέντρων. 9

2. Η αποκατάσταση των φθορών που εμφανίζονται στην περιοχή γύρω από τα καλύμματα των φρεατίων επίσκεψης, η αποκατάσταση των φθορών της σήμανσης και των σηματοδοτών, του φωτισμού, κλπ. 3. Η αντικατάσταση των κατεστραμμένων στηθαίων ασφαλείας, των σημάτων και γενικότερα της επίπλωσης της οδού. 4. Η χειμερινή συντήρηση του οδοστρώματος όπως εκχιονισμός και πρόληψη δημιουργίας πάγου στην επιφάνεια του οδοστρώματος. (σημειώνεται ότι στην επαναλαμβανόμενη συντήρηση δεν περιλαμβάνονται οι εργασίες οι οποίες είναι συνδεδεμένες με την δομή του οδοστρώματος) Προληπτική συντήρηση: η οποία ορίζεται ως το σύνολο των εργασιών με σκοπό να προλάβουν την εμφάνιση φθορών στο οδόστρωμα και, κατ επέκταση την πρόωρη καταστροφή του. Διορθωτική συντήρηση: η οποία ορίζεται ως το σύνολο των εργασιών με σκοπό να διορθώσουν τις ατέλειες της επιφάνειας του οδοστρώματος, οι οποίες είναι επικίνδυνες για την ασφάλεια του χρήστη. Ουσιαστικά όμως η προληπτική και η διορθωτική συντήρηση δεν μπορούν να αναφερθούν μεμονωμένα καθώς δεν είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους (εκτός από την εργασία σφράγισης ρωγμών). Συνοπτικά οι εργασίες για προληπτική και διορθωτική συντήρηση είναι: σφράγιση ρωγμών, σφράγιση λάκκων, τοπική εξυγίανση (μπαλώματα), ασφαλτικές επαλείψεις (surface dressing) και εργασίες για την αποκατάσταση της αντιολισθηρότητας της επιφάνειας, εργασίες για την αποκατάσταση της ομαλότητας. Αποκατάσταση οδοστρώματος: η οποία ορίζεται ως το σύνολο των εργασιών με σκοπό να αποκαταστήσουν πλήρως την ποιοτική κατάσταση του οδοστρώματος. Οι εργασίες συνίστανται στην κατασκευή ασφαλτικής στρώσης πάχους πλέον των 25mm (ασφαλτική επίστρωση) από νέα ή ανακυκλωμένα υλικά, μετά ή άνευ ισοπεδωτικής στρώσης ή/και φρεζαρίσματος της παλαιάς επιφάνειας του οδοστρώματος. Με την κατασκευή της ασφαλτικής στρώσης επέρχεται και ενίσχυση του οδοστρώματος που συμβάλλει άμεσα στην δυνατότητα παραλαβής από το οδόστρωμα μεγαλύτερου αριθμού αξονικών φορτίων. Τελικά για την αποσαφήνιση του όρου συντήρηση καταλήγουμε στον παρακάτω γενικό ορισμό: Συντήρηση οδοστρώματος ορίζεται το σύνολο των εργασιών για την διατήρηση ποιοτικής κατάστασης του οδοστρώματος όσο το δυνατόν πλησιέστερα της αρχικής. Στο σύνολο των 10

εργασιών περιλαμβάνονται: η αποκατάσταση επιφανειακών φθορών, η σφράγιση των ρωγμών, η αποκατάσταση αντιολισθηρής ικανότητας της επιφάνειας, η αποκατάσταση των αρμών, ο καθαρισμός της επιφάνειας, η ανανέωση των διαγραμμίσεων, και η απομάκρυνση ξένων σωμάτων από το οδόστρωμα (φερτά υλικά, χιόνι κλπ). (Νικολαΐδης, 1996) 2.2 Παράγοντες που επηρεάζουν τη Λειτουργικότητα του Οδοστρώματος Οι κυριότεροι παράγοντες που επηρεάζουν τη συμπεριφορά του οδοστρώματος είναι: Κυκλοφοριακός φόρτος: Ο κυκλοφοριακός φόρτος είναι άμεσα συνδεδεμένος με τη λείανση των αδρανών. Επομένως, αναμένεται στα ίχνη των τροχών ενός οδοστρώματος να παρατηρείται χαμηλότερο επίπεδο αντιολισθηρότητας. Ένα οδόστρωμα με μεγάλους κυκλοφοριακούς φόρτους αναμένεται να παρουσιάσει μικρότερα επίπεδα αντίστασης σε ολίσθηση. Παρουσία νερού στο οδόστρωμα: Όπως έχει ήδη αναφερθεί σε συνθήκες στεγνού και καθαρού οδοστρώματος η αντίσταση σε ολίσθηση κυμαίνεται σε ικανοποιητικά επίπεδα εξαιτίας της καλής επαφής που υπάρχει μεταξύ του ελαστικού του τροχού και της επιφάνειας του οδοστρώματος. Όταν η επιφάνεια ενός οδοστρώματος από στεγνή μεταβαίνει σταδιακά σε υγρή, δεν υπάρχει ικανοποιητική επαφή μεταξύ του ελαστικού και της επιφάνειας του οδοστρώματος εξαιτίας της παρουσίας του νερού. (Πέρρου, 2014) Διακύμανση ολισθηρότητας κατά την περίοδο του έτους: Το μετρούμενο επίπεδο ολισθηρότητας της επιφάνειας ενός οδοστρώματος παρουσιάζει διακυμάνσεις κατά την περίοδο ενός έτους. Η διακύμανση αυτή είναι μεγαλύτερη κατά τους χειμερινούς μήνες και μικρότερη τους θερινούς. Όταν το οδόστρωμα είναι στεγνό, η λείανση των αδρανών υπό την επίδραση της κυκλοφορίας επηρεάζει σημαντικά την ολισθηρότητα, αλλά όταν είναι υγρό για ένα παρατεταμένο χρονικό διάστημα τα αδρανή ανακτούν ένα ποσοστό της αρχικής τους σκληρότητας. (Roger,Gargett, 1991). Η διακύμανση κατά την περίοδο του έτους έχει σχεδόν ημιτονοειδή μορφή και ο μηχανισμός είναι ο εξής: παρατεταμένες περίοδοι ξηρασίας κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου επιτρέπουν τη συσσώρευση λεπτόκοκκων αδρανών υλικών, τα οποία συμβάλλουν στη λείανση της επιφάνειας του οδοστρώματος. (Jayawickrama,Thomas, 1998) 11

Ταχύτητα οχημάτων στο οδόστρωμα: Με την αύξηση της ταχύτητας ενός οχήματος στο οδόστρωμα και σε συνδυασμό με την ύπαρξη νερού, μειώνεται η επιφάνεια επαφής μεταξύ τροχού και οδοστρώματος και παρατηρείται αδυναμία πραγματοποίησης ελιγμών και πέδησης του οχήματος. (Πέρρου, 2014) Σύμφωνα με τα παραπάνω είναι αναγκαίο να λαμβάνονται υπόψη οι παραπάνω παράγοντες τόσο για την κατανόηση του μηχανισμού της αντιολισθητικής ικανότητας που παρέχει η επιφάνεια κύλισης ενός οδοστρώματος, όσο και στα πλαίσια της αξιολόγησης του επιπέδου ολισθηρότητας (Πέρρου, 2014) Αν η συμπεριφορά εκφραστεί σε επίπεδο εξυπηρέτησης τότε η επίδραση της καλής ή μη καλής κατασκευής παρουσιάζεται στο σχήμα α. Ένα κακώς κατασκευασμένο οδόστρωμα θα έχει σημαντικά μικρότερη διάρκεια ζωής από αυτό που κατασκευάστηκε σύμφωνα με όλες τις προβλεπόμενες προδιαγραφές. Παρόμοια είναι και η επίδραση της ποιότητας των υλικών. Η χρήση οριακών και κατά κανόνα φθηνών υλικών έχει σαν συνέπεια τη μείωση της διάρκειας ζωής του οδοστρώματος. Η αύξηση του κυκλοφοριακού φόρτου πλέον αυτής που εκτιμήθηκε στο στάδιο της μελέτης και ιδιαίτερα των βαρέων αξονικών φορτίων, μειώνουν επίσης τη διάρκεια ζωής του οδοστρώματος, σχήμα 1.β. Η απρόβλεπτη αύξηση των αξονικών φορτίων μπορεί να οφείλεται και στην ύπαρξη υψηλού ποσοστού υπέρβαρων αξόνων. Οι συνθήκες του περιβάλλοντος που επηρεάζουν τη συμπεριφορά του οδοστρώματος είναι η υγρασία του υπεδάφους, η θερμοκρασία του περιβάλλοντος, ο παγετός και η παρουσία ή μη υλικών που διαστέλλονται παρουσία νερού (άργιλος κλπ). Οι υψηλές υγρασίες υπεδάφους, οι πολύ υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος και η παρουσία υλικών που διαστέλλονται σε συνδυασμό με την επίδραση των αξονικών φορτίων μειώνουν την διάρκεια ζωής του οδοστρώματος. Η μελέτη διαστασιολόγησης του οδοστρώματος μερικές φορές μπορεί να μην είναι σωστή λόγω κακής εκτίμησης ή υπολογισμού των σχεδιαστικών παραμέτρων. Έτσι, μπορεί να προταθούν μικρότερα από τα απαιτούμενα πάχη στρώσεων (υπό-διαστασιολόγηση) ή μεγαλύτερα πάχη στρώσεων (υπέρ-διαστασιολόγηση). Στην πρώτη περίπτωση η διάρκεια ζωής του οδοστρώματος μειώνεται, ενώ στην δεύτερη αυξάνεται αλλά σε βάρος του κόστους κατασκευής σχήμα 1.γ. (Νικολαΐδης, 1996) 12

Σχήμα 2.2-1 Επίδραση παραγόντων στη διάρκεια ζωής του οδοστρώματος [Πηγή: Αθ. Φ. Νικολαΐδης, 1996] 2.3 Λειτουργική κατάσταση του Οδοστρώματος Για τον προσδιορισμό της λειτουργικής κατάστασης των οδοστρωμάτων εξετάζονται τα χαρακτηριστικά: αντιολισθηρότητα, ομαλότητα, επιφανειακή υφή και επιφανειακές φθορές. Από τα πιο πάνω χαρακτηριστικά, η αντιολισθηρότητα και η επιφανειακή υφή του οδοστρώματος επηρεάζουν την ποιότητα κύλισης και την ασφάλεια των χρηστών της οδού και αφορούν στη στρώση κυκλοφορίας του 13

οδοστρώματος. Η διαμήκης και εγκάρσια ομαλότητα επηρεάζουν την άνεση κίνησης των χρηστών της οδού και συνδέονται με τη στρώση κυκλοφορίας, αλλά και με τις λοιπές στρώσεις οδοστρωσίας 2.3.1 Ομαλότητα Μετρήσεις Ομαλότητας Ως ομαλότητα ορίζεται η απόκλιση της επιφάνειας του οδοστρώματος από τη θεωρητικώς επίπεδη επιφάνεια. Η ομαλότητα επηρεάζει τη δυναμική συμπεριφορά και την ποιότητα κύλισης των οχημάτων, τη δυναμική των φορτίσεωντου οδοστρώματος, καθώς και την απορροή των επιφανειακών υδάτων. Προβλήματα ομαλότητας εμφανίζονται όταν παρατηρούνται μεγάλες αποκλίσεις, σε κατακόρυφο επίπεδο, του προφίλ της επιφάνειας του οδοστρώματος σε σχέση με το θεωρητικό προφίλ της οδού. Η ομαλότητα διακρίνεται στην διαμήκη και στην εγκάρσια. Εικόνα 2.3.1-1 Διαμήκες και εγκάρσιο προφίλ του οδοστρώματος. [Πηγή: ΕΓΝΑΤΙΑ ΟΔΟΣ Α.Ε., 2004] Οι αποκλίσεις στη διαμήκη ομαλότητα είναι δυνατό να οφείλονται σε κατασκευαστικές αστοχίες κατά τη διάστρωση των ασφαλτικών στρώσεων και σε βλάβες που παρουσιάζονται στο οδόστρωμα, όπως καθιζήσεις, διογκώσεις, πτυχώσεις, λακκούβες κτλ. Οι αποκλίσεις στην εγκάρσια ομαλότητα οφείλονται στις αυλακώσεις που δημιουργούνται στην επιφάνεια του οδοστρώματος, κυρίως στα ίχνη των τροχών των βαρέων οχημάτων. Πραγματοποιούνται δύο μετρήσεις για κάθε λωρίδα κυκλοφορίας της οδού στην τροχιά των τροχών των οχημάτων. Τα συστήματα μέτρησης της ομαλότητας σε αυτοκινητοδρόμους διακρίνονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες ανάλογα με τη μεθοδολογία μέτρησης της ομαλότητας. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν τα συστήματα που φέρουν τροχό μέτρησης ο οποίος είναι προσαρμοσμένος σε ειδικό ρυμουλκό. Ως μετρήσεις λαμβάνονται οι κατακόρυφες μετακινήσεις του τροχού ως 14

οριζόντιο επίπεδο αναφοράς το σκελετό του ρυμουλκό ή εναλλακτικά οι κάθετες επιταχύνσεις του άξονα του τροχού με τη βοήθεια επιταχυνσιομέτρων. Οι ταχύτητες μέτρησης της ομαλότητας ανάλογα με τον τύπο του συστήματος κυμαίνονται από 30χμ/ώρα-60χλμ/ώρα. Εικόνα 2.3.1-2 Σύστημα μέτρησης ομαλότητας του οδοστρώματος. [Πηγή: ΕΓΝΑΤΙΑ ΟΔΟΣ Α.Ε., 2004] Στη δεύτερη κατηγορία ανήκουν τα συστήματα, που καταγράφουν το προφίλ του οδοστρώματος με ηλεκτρονικά μέσα. Αποτελούνται από συσκευή καταγραφής, συνήθως με ακτίνες λέιζερ, που προσαρμόζεται στο μπροστινό τμήμα του οχήματος και από ειδική μονάδα ηλεκτρονικού υπολογιστή για την επεξεργασία των δεδομένων. Στην περίπτωση αυτή το οριζόντιο επίπεδο αναφοράς των μετρήσεων ορίζεται από ακτίνες λέιζερ. Η επεξεργασία των δεδομένων συλλογής γίνεται με κατάλληλα λογισμικά και τα στοιχεία που προκύπτουν αναλύονται για την αξιολόγηση της ομαλότητας των οδοστρωμάτων. Το πλεονέκτημα των συστημάτων αυτής της κατηγορίας είναι ότι εκτός από την μέτρηση της ομαλότητας είναι συνήθως δυνατή και η μέτρηση και άλλων χαρακτηριστικών του οδοστρώματος, όπως μακροϋφή και οι ρηγματώσεις. Οι ταχύτητες μέτρησης, κυμαίνονται από 20χμ/ώρα 100χμ/ώρα. Λόγω του πλήθους των συστημάτων μέτρησης, αλλά και της ανάγκης για σύγκριση των μετρήσεων της ομαλότητας των διαφόρων συστημάτων, καθιερώθηκε να εκφράζονται οι μετρήσεις της διαμήκους ομαλότητας με τον Διεθνή Δείκτη Ομαλότητας IRI (International Roughness Index). Ο δείκτης IRI λαμβάνει τιμές από 0-20 και εκφράζεται συνήθως σε μονάδες m/km ή mm/m. 15