satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2021-20-3-216-223sat-2446Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВОCIVIL AND INDUSTRIAL ENGINEERINGПрогнозирование ровности дорожных покрытийPredicting the Evenness of Road SurfacesБуртыльЮ. B.BurtylYu. V.

Инженер

г. Минск

Minsk

СолодкаяМ. Г.SalodkayaM. G.

г. Минск

Minsk

КовалевЯ. Н.KovalevYa. N.

Доктор технических наук, профессор

Адрес для переписки: Ковалев Ярослав Никитич – Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65, 220113, г. Минск. Тел.: +375 17 237-38-81    ftk75@bntu.by

Address for correspondence: Kovalev Yaroslav N. – Belarusian National Technical University, 65 Nezavisimosty Ave., 220113, Minsk, Republic of Belarus. Tel.: +375 17 237-38-81    ftk75@bntu.by

ftk75@bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus202102062021203216223Copyright © Буртыль Ю.B., Солодкая М.Г., Ковалев Я.Н., 20212021Буртыль Ю.B., Солодкая М.Г., Ковалев Я.Н.Burtyl Y.V., Salodkaya M.G., Kovalev Y.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/2446

При проектировании дорожных одежд применяется сложная система алгоритмов, основанных на математических вычислениях и инженерных решениях, с расчетом оценочных критериев. Именно соблюдение нормированных требований по расчетным критериям позволяет считать конструкцию дорожной одежды надежной, а автомобильную дорогу безопасной и удобной для движения транспорта в течение принятого срока службы. При расчете на прочность, исходя из прогнозной интенсивности движения и состава потока транспортных средств, проводится расчет по основным критериям: допускаемому упругому прогибу, сдвигу в слоях из неукрепленных материалов и в асфальтобетоне, а также по предельным растягивающим напряжениям в монолитных материалах с заданным уровнем надежности. Однако в принятых концепциях расчета прочности и надежности дорожных одежд непосредственно учитывается только силовое воздействие. Для учета факторов окружающей среды необходимо разработать комплексный показатель результирующего воздействия всех факторов. В статье приведен комплекс факторов, влияющих на безопасность движения транспорта, на дорожные деформации и высоту неровности, в частности на увеличение динамического воздействия на дорогу и амплитуду колебания колеса автомобиля на дороге с неровной поверхностью (при отрыве от поверхности дороги), совпадение частоты колебаний автомобиля с собственными частотами колебаний дорожной одежды и, как следствие, на поведенческие особенности вождения. Обоснованы доводы о том, что в прогнозных моделях не учитывается ряд факторов, оказывающих существенное влияние на процессы формирования необратимой деформации в слоях материалов дорожных конструкций.

The design of road surfaces involves application of  a sophisticated algorithm system based on mathematical calculations and engineering solutions, with the calculation of evaluation criteria.  It is precisely the observance of the standardized requirements in terms of design criteria that makes it possible to consider the design of the pavement as reliable, and the road as safe and convenient for traffic during the specified service life. When calculating the strength, based on the predicted traffic intensity and the composition of the traffic flow, calculations are carried out according to the main criteria: admissible elastic deflection, shear in layers of non-reinforced materials and in asphalt concrete, as well as the ultimate tensile stresses 

in cast-in-situ materials with the specified reliability level.  However, in the accepted concepts for  calculating the strength and reliability of road pavements,  only the force effect is directly taken into account. To take into account environmental factors, it is necessary to develop a comprehensive indicator of the resulting impact of all factors. The paper presents a complex of factors influencing on traffic safety, road deformations and irregularities the height of unevenness, in particular, an increase in the dynamic impact on the road and the amplitude of vibration of a car wheel on a road with an uneven surface (when detached from the road surface), the coincidence of the vibration frequency of the car with the natural frequencies of vibration of the road surface, and as a consequence, on the behavioral features of driving. The arguments have been substantiated that the predictive models do not take into account a number of factors that have a significant impact on the formation of irreversible deformation in the layers of materials of road structures.

автомобильные дорогипрочностьмеждународный индекс ровностипокрытиядеформациимодельжесткость конструкциитранспортная нагрузкаусловия эксплуатацииизмерениякоэффициент динамичностиhighwaysstrengthinternational evenness indexroad surfacesdeformationsmodelstructural rigiditytransport loadoperating conditionsmeasurementsdynamic coefficientReferencesСолодкая, М. Г. Исследование параметров колебаний в зоне контакта автомобиля с дорогой / М. Г. Солодкая, Я. Н. Ковалев // Наука и техника в дорожной отрасли. 2019. № 4. С. 26–29.Solodkaya M. G., Kovalev Ya. N. (2019) Investigation of Vibration Parameters in the Contact Zone of the Car with the Road. Nauka i Tekhnika v Dorozhnoy Otrasli = Advanced Science and Technology for Highways, (4), 26–29 (in Russian).Исследование влияния дорожных неровностей на режим движения автомобиля с помощью электронных машин непрерывного действия / Ю. В. Беленький [и др.] // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1965. № 10. С. 128–133.Belen’kii Yu. B., Kovalev Ya. N., Lomako D. M., Furunzhiev R. I. (1965) Investigation of the Influence of Road Irregularities on Driving Mode of Vehicle Using Continuous Electronic Machines. Izvestiya Vuzov. Stroitel’stvo i Arkhitektura [Proceedings of Higher Education Institutions. Construction and Architecture], (10), 128–133 (in Russian).Barksdale, R. D. Laboratory Evaluation of Rutting in Base Course Materials / R. D. Barksdale // Proceedings of the 3rd International Conference on Asphalt Pavements, London, Sept. 11–15, 1972. London: University of Michigan, 1972. Р. 161–174.Barksdale R. D. (1972) Laboratory Evaluation of Rutting in Base Course Materials. Proceedings of the 3rd International Conference on Asphalt Pavements, London, Sept. 11–15, 1972. London, University of Michigan, 161–174.Leng, J. Characteristics and Behavior of Geogrid-Reinforced Aggregate under Cyclic Load / J. Leng. USA: North Carolina, North Carolina State University, 2002. 152 p.Leng J. (2002) Characteristics and Behavior of Geogrid-Reinforced Aggregate under Cyclic Load. USA, North Carolina, North Carolina State University. 152.Сheung, L. W. Laboratory Assessment of Pavement Foundation Materials / L. W. Сheung. United Kingdom: Nottingham, the University of Nottingham, 1994. 224 р.Сheung L. W. (1994) Laboratory Assessment of Pavement Foundation Materials. United Kingdom, Nottingham, the University of Nottingham. 224.Fatigue Performance of Interfaces and Longitudinal Top-Down Cracking in Multilayered Pavements / C. Petit [et al.] // Road Materials and Pavement Design. 2009. Vol. 10, No 3. Р. 609–624.Petit C., Diakhaté M., Millien A., Phelipot-Mardelé A., Pouteau B. (2009) Fatigue Performance of Interfaces and Longitudinal Top-Down Cracking in Multilayered Pavements. Road Materials and Pavement Design, 10 (3), 609–624.Wolff, H. Incorporating Elastic-Plasticity in Granular Layer Pavement Design Institution of Civil Engineers Transport / H. Wolff, A. Visser // Proceedings of Institution of Civil Engineers Transport. London, 1994. Р. 259–272.Wolff H., Visser A. (1994) Incorporating Elastic-Plasticity in Granular Layer Pavement Design Institution of Civil Engineers Transport. Proceedings of Institution of Civil Engineers Transport. London, 259–272.Буртыль, Ю. В. Критерии эксплуатационной надежности автомобильных дорог с нежесткими дорожными одеждами / Ю. В. Буртыль // Автомобильные дороги и мосты. 2012. № 2. С. 21–31.Burtyl Yu. V. (2012) Criteria for the Operational Reliabi-lity of Highways with Non-Rigid Road Clothes. Avtomobil’nye Dorogi i Mosty [Highways and Bridges], (2), 21–31 (in Russian).Дороги автомобильные общего пользования. Диагностика. Определение продольного микропрофиля дорожной поверхности и международного показателя ровности IRI. Общие требования и порядок проведения: СТО МАДИ 020665171–2006. Введ. 15.08.2006. М., 2006. 42 c.TO MADI [Organization Standard – Moscow Automobile and Road Construction Technical University] 020665171–2006. Public Highways. Diagnostics. Determination of Longitudinal Micro-Profile of Road Surface and International Evenness Index IRI. General Requirements and Procedure. Moscow, 2006. 42 (in Russian).Дороги автомобильные и аэродромы. Методы измерений неровностей оснований и покрытий: СТ РК 1219–2003. Введ. 01.01.2005. Астана, 2005. 27 с.ST RK [Standard of the Republic of Kazakhstan] 1219–2003. Automobile Roads and Airfields. Methods for Measuring Unevenness of Substrates and Coatings. Astana, 2005. 27 (in Russian).Безопасность автомобильных дорог: ТР ТС 014/2011. Введ. 15.02.2015. М.: Мин-во транспорта Рос. Федерации, 2015. 40 c.TR TS [Technical Regulations of the Customs Union] 014/2011. Road Safety. Moscow, Ministry of Transport of the Russian Federation, 2015. 40 (in Russian).Автомобильные дороги. Нормы проектирования: ТКП 45-3.03-19–2006 (02250). Введ. 01.07.2006. Минск: Минстройархитектуры, 2006. 47 с.TKP [Technical Code of Common Practice] 45-3.03-19–2006 (02250). Highways. Design Standards. Minsk, Publishing House of Architecture and Construction, 2006. 47 (in Russian).Бахрах, Г. С. Сопоставительная модель оценки срока службы дорожных одежд нежесткого типа по критерию усталостного растрескивания при их конструировании / Г. С. Бахрах // Труды ГП «РосдорНИИ». М., 1998. Вып. 9. С. 51–59.Bakhrakh G. S. (1998) Comparative Model for Assessing the Service Life of Non-Rigid Road Pavements by the Criterion of Fatigue Cracking During their Design. Trudy GP RosdorNII [Proceedings State Enterprise Russian State Road Research Institute]. Moscow, (9), 51–59 (in Russian).Петкявичюс, Э. Анализ и оценка показателей качества асфальтобетонных покрытий автомагистралей Литвы / Э. Петкявичюс, Р. Петкявичюс // Вестник БНТУ. 2006. № 1. С. 21–26.Petkevicius E., Petkevicius R. (2006) Analysis and Evaluation of Qualitative Parameters of Highway Asphalt Concrete Pavements in Lithuania. Vestnik BNTU [Bulletin of the Belarusian National Technical University], (1), 21–26 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.