Анализ формул для расчета коэффициента динамичности дорожного покрытия

Автор: Кириллов Андрей Михайлович

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 1 (86), 2020 года.

Бесплатный доступ

Объектом исследования является динамическое взаимодействие транспортного средства с дорожным покрытием. Проанализированы различные модели расчета коэффициента динамичности дорожного покрытия. Необходимость этого связана с тем, что существующие формулы используют различные входные данные, и, следовательно, несут различные прогностические функции. Метод исследования - сравнительный критический анализ различных моделей с учетом влияния конструктивных параметров дороги и транспортного средства, материальных параметров элементов дороги, а также скорости движения транспортного средства. В результате анализа выявлены достоинства и недостатки различных формул, а также определены области их применения. Сделаны следующие выводы. Во-первых, необходимо совершенствование существующих формул для расчета коэффициента динамичности с целью более полного учета всех факторов, влияющих на него (геометрические и материальные параметры дорожной конструкции, конструктивные параметры транспортного средства, состояние дорожного покрытия, геометрию неровностей и др...

Еще

Прочность, подрессоренная и неподрессоренная массы, динамическое воздействие, ровность дорожного покрытия, коэффициент динамичности

Короткий адрес: https://readera.org/143170710

IDR: 143170710   |   DOI: 10.18720/CUBS.86.1

Список литературы Анализ формул для расчета коэффициента динамичности дорожного покрытия

  • Liu P., Wang D., Oeser M. Application of semi-analytical finite element method to analyze asphalt pavement response under heavy traffic loads // Journal of traffic and transportation engineering (english edition). 2017. Vol. 4. No. 2. Pp. 206-214. DOI: 10.1016/j.jtte.2017.03.003
  • Yang W., Tiecheng S., Yongjie L., Chundi S. Prediction for Tire-Pavement Contact Stress under Steady-State Conditions based on 3D Finite Element Method // Journal of Engineering Science and Technology Review. 2016. Vol. 9. No. 4. Pp. 17-25.
  • Wang H., Al-Qadi I. L., Stanciulescu I. Simulation of tyre-pavement interaction for predicting contact stresses at static and various rolling conditions // International Journal of Pavement Engineering. 2012. Vol. 13. No. 4. Pp. 310-321. DOI: 10.1080/10298436.2011.565767
  • Liu P., Wang D., Oeser M. Application of semi-analytical finite element method coupled with infinite element for analysis of asphalt pavement structural response // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). 2015. Vol. 2. No. 1. Pp. 48-58. DOI: 10.1016/j.jtte.2015.01.005
  • Xia K. A finite element model for tire/pavement interaction: application to predicting pavement damage // International Journal of Pavement Research and Technology. 2010. Vol.3. No. 3. Pp.135-141.
  • Vaitkus A., Paliukaitė M. Evaluation of time loading influence on asphalt pavement rutting // Procedia Engineering. 2013. Vol. 57. Pp. 1205-1212.
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2013.04.152
  • Cao P., Zhou C., Feng D., Zhao Y., Huang B. A 3D Direct Vehicle-Pavement Coupling Dynamic Model and Its Application on Analysis of Asphalt Pavement Dynamic Response // Mathematical Problems in Engineering, vol. 2013, Article ID 394704, 8 pages, 2013.
  • DOI: 10.1155/2013/394704
  • Pascale P., Doré G., Prophète F. Characterization of tire impact on the pavement behaviour // Canadian Journal of Civil Engineering. 2004. Vol. 31. No. 5. Pp. 860-869.
  • DOI: 10.1139/104-038
  • Weissman S. Influence of tire-pavement contact stress distribution on development of distress mechanisms in pavements // Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. 1999. No. 1655. Pp. 161-167.
  • DOI: 10.3141/1655-21
  • Kim D. Super-single tire loadings and their impacts on pavement design // Canadian Journal of Civil Engineering. 2008. Vol. 35. No. 2. Pp. 119-128.
  • DOI: 10.1139/107-090
  • El-Kholy S.A., Galal S.A. A study on the effects of non-uniform tyre inflation pressure distribution on rigid pavement responses // International Journal of Pavement Engineering. 2012. Vol. 13. No. 3. Pp. 244-258.
  • DOI: 10.1080/10298436.2011.623780
  • Vaiana R., Capiluppi G.F., Gallelli V., Iuele T., Minani V. Pavement surface performances evolution: an experimental application // Procedia-Social and Behavioral Sciences. 2012. Vol. 53. Pp. 1149-1160.
  • DOI: 10.1016/j.sbspro.2012.09.964
  • Кириллов А.М., Завьялов М.А. Моделирование процессов энергообмена в системе дорожное покрытие - транспортное средство // Инженерно-строительный журнал. 2015. №5. С. 34-44.
  • DOI: 10.5862/MCE.57.3
  • Семенова Т.В. Обеспечение сцепных качеств мокрых шероховатых асфальтобетонных покрытий на улицах городов и сельских поселений // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. 2009. № 11. С. 36-42.
  • Семенова Т.В., Герасимова С.А., Корончевская Е.В. Требования к расстояниям между дождеприемниками ливневой канализации городских дорог и улиц // Молодой ученый. 2016. №6 (110). С. 184-191. URL:https://moluch.ru/archive/110/27067/.
  • Александров А.С., Александрова Н.П., Семенова Т.В. Критерии проектирования шероховатых асфальтобетонных покрытий из условия обеспечения безопасности движения // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2009. № 2. C. 66-73.
  • Александров А.С., Семенова Т.В. Обеспечение сцепных качеств асфальтобетонных покрытий городских дорог и улиц при проектировании сети дождевой канализации // Вестник Московского государственного автомобильно-дорожного университета (МАДИ) 2009. № 2. С. 29-32.
  • Chupin O., Piau J.M., Chabot A. Effect of bituminous pavement structures on the rolling resistance // Proc., 11th Int. Conf. on Asphalt Pavements. 2010. Pp. 73-82.
  • Louhghalam A., Akbarian M., Ulm F. J. Flügge's conjecture: dissipation-versus deflection-induced pavement-vehicle interactions // Journal of Engineering Mechanics. 2014. Vol. 140. No. 8. Pp. 171-179.
  • DOI: 10.1061/(asce)em.1943-7889.0000754
  • Anupam K., Srirangam S.K., Scarpas A., Kasbergen C. Influence of Temperature on tire-pavement friction // Transportation Research Record. Journal of the Transportation Research Board. 2013. Vol. 2369. No. 1. Pp. 114-124.
  • DOI: 10.3141/2369-13
  • Lu T., Thom N. H., Parry T. Numerical simulation of the influence of pavement stiffness on energy dissipation // Computing in Civil and Building Engineering, Proceedings of the International Conference. 2010. Vol. 30. Pp. 483.
  • Pouget S. Sauzérat C. Di Benedetto Н., Olard F. Viscous energy dissipation in asphalt pavement structures and implication for vehicle fuel consumption // Journal of Materials in Civil Engineering. 2011. Vol. 24. No. 5. Pp. 568-576.
  • DOI: 10.1061/(asce)mt.1943-5533.0000414
  • Gui J., Phelan P.E., Kaloush K.E., Golden J.S. Impact of pavement thermophysical properties on surface temperatures // Journal of Materials in Civil Engineering. 2007. Vol. 19. No. 8. Pp. 683-690. :8(683).
  • DOI: 10.1061/(asce)0899-1561(2007)19
  • Feng D., Hu W., Yu F., Cao P., Zhang X. Impact of asphalt pavement thermophysical property on temperature field and sensitivity analysis // Journal of Highway and Transportation Research and Development. 2011. Vol. 11. Pp. 12-19.
  • DOI: 10.3969/j.issn.1002-0268.2011.11.003
  • Завьялов М.А. Термодинамическая теория жизненного цикла дорожного асфальтобетонного покрытия. Омск: СибАДИ, 2007. 283 с.
  • Zoorob S. E., Collop A. C., Brown S. F. Performance of bituminous and hydraulic materials in pavements: Proceedings of the Fourth European Symposium, Bitmat4, Nottingham, UK, 11-12 April 2002. Netherlands: CRC Press, 2002. 416 p.
  • Hansson J., Lenngren C. A. Using deflection energy dissipation for predicting rutting // 10th International Conference on Asphalt Pavements, August 12 To 17, 2006, Quebec City, Canada. 2006. Pp. 112-123.
  • Zhang Q., Lu Y., Jia X. The Deformation characteristics of asphalt mixture based on dissipation energy // International Conference on Transportation Engineering 2009. ASCE, 2009. Pp. 1250-1255.
  • DOI: 10.1061/41039(345)207
  • Щепетева Л.С., Агапитов Д.А., Тюрюханов К.Ю. Устойчивость асфальтобетона к колееобразованию // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. 2016. Т. 1. С. 319-323.
  • Ядыкина В.В., Ашыров О., Хороших А.С. Повышение устойчивости асфальтобетона к колееобразованию // Эффективные строительные композиты: науч.-практ. конф. к 85-летию заслуженного деятеля науки РФ, академика РААСН, доктора технических наук Баженова Юрия Михайловича. Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова. 2015. С. 771-774.
  • Яковлева М.И., Золотарев В.А. Испытание колеей // Автомобильные дороги. 2011. №1. С. 89-90.
  • Хафизов Э.Р., Вдовин Е.А., Фомин А.Ю., Мавлиев Л.Ф., Буланов Н.Е. Современные методы оценки эксплуатационных свойств дорожных асфальтобетонов // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 1 (39). С. 279-285.
  • Герцог В.Н., Долгих Г.В., Кузин Н.В. Расчет дорожных одежд по критериям ровности. Часть 1. Обоснование норм ровности асфальтобетонных покрытий // Инженерно-строительный журнал. 2015. №5 (57). С. 45-57.
  • DOI: 10.5862/MCE.57.4
  • Завьялов М.А., Завьялов А.М. Энергетический баланс дорожного покрытия // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2005. №6. С. 61-64.
  • Степанов А.В., Корягин О.Г. Осветленные асфальтобетонные покрытия и возможности энергосбережения в наружном освещении // Энергосбережение. 2001. №2. С. 10-11.
  • Coseo P., Larsen L. Cooling the heat island in compact urban environments: the effectiveness of Chicago's Green Alley Program // Procedia Engineering. 2015. Vol. 118. Pp. 691-710.
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2015.08.504
  • Pomerantz M., Akbari H., Chang S.-C., Levinson R., Pon B. Examples of cooler reflective streets for urban heat-island mitigation: Portland cement concrete and chip seals // Lawrence Berkeley National Laboratory. 2003.
  • DOI: 10.2172/816205
  • Sailor D. J., Fan H. Modeling the diurnal variability of effective albedo for cities // Atmospheric Environment. 2002. Vol. 36. No. 4. Pp. 713-725.
  • DOI: 10.1016/s1352-2310(01)00452-6
  • Doulos L., Santamouris M., Livada I. Passive cooling of outdoor urban spaces. The role of materials // Solar energy. 2004. Vol. 77. No. 2. Pp. 231-249.
  • DOI: 10.1016/j.solener.2004.04.005
  • Graczyk M., Zofka A., Urbanik A. Analytical solution for the heat propagation with infinite speed in the multilayer pavement system // ARRB Conference, 26th, 2014, Sydney, New South Wales, Australia. 2014.
  • Marc P., Belc F., Lucaci G. Modeling road pavements taking into consideration the thermo-physical characteristics of the layers // Energy and Clean Technologies, Proceedings of the 13th International Multidisciplinary Scientific Geoconference, SGEM. 2013. Pp. 709-716.
  • Hall M.R., Dehdezi P.K., Dawson A.R., Grenfell J., Isola R. Influence of the thermophysical properties of pavement materials on the evolution of temperature depth profiles in different climatic regions // Journal of Materials in Civil Engineering. 2011.Vol. 24. No. 1. Pp. 32-47.
  • DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000357
  • Chen B.L., Bhowmick S., Mallick R.B. A laboratory study on reduction of the heat island effect of asphalt pavements // Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists. 2009. Vol. 78. Pp. 209-248.
  • Айталиев Ш.М., Телтаев Б.Б., Киялбаев А.К. Теплообменные процессы в слоях дорожной одежды и их влияние на тепловой баланс в городах // Экология промышленного производства. 2004. № 1. С. 28-31.
  • Katzschner L. Urban climatology and town planning // Вестник Воронежского государственного университета. Сер.: География. Геоэкология. 2008. № 2. С. 95-100.
  • Балдина Е.А., Константинов П., Грищенко М., Варенцов М. Исследование городских островов тепла с помощью данных дистанционного зондирования в инфракрасном тепловом диапазоне // Земля из космоса: наиболее эффективные решения. 2015. № 1. С. 38-42.
  • Yang L., Qian F., Song De-X., Zheng Ke-J. Research on Urban Heat-Island Effect // Procedia Engineering. 2016. Vol. 169. Pp. 11-18.
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2016.10.002
  • Исаков С.В., В Шкляев.А. Определение суммарного влияния антропогенноизменных поверхностей на возникновение эффекта "городского острова тепла" с использованием геоинформационных систем // Вестник Оренбургского государственного университета. 2014. № 1 (162). С. 178-182.
  • Исаков С.В., Шкляев В.А. Применение карт дифференциального альбедо для оценки теплового эффекта "городского острова тепла" с использованием геоинформационных систем // Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края: сб. науч. тр. Пермь, Пермский государственный университет, 2011. С. 59-63.
  • Адамов Г.Е., Гребенников Е.П., Курбангалеев В.Р., Левченко К.С., Малышев П.Б., Порошин Н.О. Спектрально- управляемые материалы на основе гибридных наноструктур // Технологии и материалы для экстремальных условий (создание и применение "умных" материалов) тезисы докладов 7-й Всероссийской научной конференции. М.: МЦАИ РАН, 2012. С. 30-31.
  • Шмелин П.С., Порошин Н.О., Адамов Г.Е., Гребенников Е.П. Новые спектрально управляемые материалы с рекордными функциональными возможностями / Технологии и материалы для экстремальных условий: тез. докл. Всеросс. науч. конф. М.: МЦАИ РАН, 2011. С. 48-53.
  • Гребенников Е.П., Малышев П.Б., Шмелин П.С., Адамов Г.Е. Гибридные наноструктуры как основа спектрально управляемых материалов // Наноинженерия. 2011. № 6. С. 29-34.
  • Дмитриев И.И., Кириллов А.М. Умные дороги и Интеллектуальная транспортная система // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2017. №2 (53). С. 7-28.
  • Mallick R.B., Chen B.-L., Bhowmick S., Hulen M.S. Capturing solar energy from asphalt pavements // International symposium on asphalt pavements and environment, international society for asphalt pavements. Zurich, Switzerland. 2008. Pp. 161-172.
  • Loomans M., Oversloot H., De Bondt A., Jansen R., Van Rij H. Design tool for the thermal energy potential of asphalt pavements // Eighth International IBPSA Conference, Eindhoven, Netherlands. 2003. Pp. 745-752.
  • Смирнов А.В., Александров А.С. Механика дорожных конструкций. Омск: СибАДИ, 2009. 211 с.
  • Завьялов М.А. Некоторые закономерности процесса деформирования дорожного покрытия // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2007. №1. С.94-97.
  • Wu J., Liang J., Adhikari S. Dynamic response of concrete pavement structure with asphalt isolating layer under moving loads // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). 2014. Vol. 1. No. 6. Pp. 439-447.
  • DOI: 10.1016/s2095-7564(15)30294-4
  • Khavassefat P., Jelagin D., Birgisson B. Dynamic response of flexible pavements at vehicle-road interaction // Road Materials and Pavement Design. 2014. Vol. 16. No. 2. Pp. 256-276.
  • DOI: 10.1080/14680629.2014.990402
  • Корочкин А.В. Расчет жесткой дорожной одежды с учетом воздействия движущегося транспортного средства // Наука и техника в дорожной отрасли. 2011. № 2. С. 8-10.
  • Васильев Ю.Э., Понарин Г.А., Рассохин М.В. Определение коэффициента динамичности при взаимодействии шипа с дорожным асфальтобетонным покрытием // Ассоциация исследователей асфальтобетона: cб. статей и докладов Ежегодной научной сессии. 2017. С. 79-84.
  • Питухин А.В., Петров А.Н. Влияние ровности покрытий на работоспособность автомобильных дорог // Транспортное дело России. 2010. № 5. С. 71-75.
  • Конорев А.С. Определение величины динамического воздействия транспортных средств на дорожную конструкцию для расчета значений коэффициентов приведения // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2011. № 4 (24). С. 118-127.
  • Кириллов А.М. Учет скорости движения транспортных средств в расчетах нежестких дорожных одежд // Вестник МГСУ. - 2018. - Т. 13. - № 8 (119). С. 959-972.
  • DOI: 10.22227/1997-0935.2018.8.959-972
  • Кокодеева Н.Е., Кочетков А.В., Янковский Л.В., Волков Г.Н. // Прямой метод расчета ускорения колеса транспортного средства с учетом геометрии неровности автомобильной дороги (метод И.П. Рабиновича) // Грузовик. 2014. № 3. С. 17-22.
  • Elallak Ja.M., Ahmed T.M.M., Demeschkin V. Climatic conditions and traffic loads operation of highways in the Republic of Iraq // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2015. № 1 (111). С. 74-78.
  • Лушников Н.А., Лушников П.А., Волков А.Б., Абулкасимов А.О., Кондрашин Д.И. Об оценке коэффициента динамичности // Дороги и мосты. 2016. № 2 (36). С. 8.
  • Углова Е.В., Конорев А.С., Акулов В.В. Определение суммарных коэффициентов приведения транспортных средств к расчетной нагрузке с учетом ровности покрытия, скорости движения и осевой нагрузки транспортных средств // Интернет-журнал Науковедение. 2012. № 4 (13). С. 215.
  • Углова Е.В., Конорев А.С., Конорева О.В. Учет воздействия транспортного потока при расчете дорожной конструкции на стадии проектирования и определения остаточного ресурса дорожных одежд на стадии эксплуатации // Интернет-журнал Науковедение. 2012. № 4 (13). С. 220.
  • Углова Е.В., Конорев А.С. Учет динамического воздействия транспортных средств на нежесткие дорожные покрытия // Наука и техника в дорожной отрасли. 2011. № 1 (56). С. 21-24.
  • Столяров В.В. Проектирование автомобильных дорог с учетом теории риска. В 2-х ч. Ч. 1,2. Саратов: СГТУ, 1994. 184 с., 232 с.
  • Столяров В.В. Теория риска в проектировании плана дороги и организации движения. Саратов: СГТУ, 1995. 84 с.
  • Смирнов А.В. Динамика дорожных одежд автомобильных дорог. Западно-Сибирское книжное издательство, 1975. 184 с
  • Радовский Б.С. Теоретические основы конструирования и расчета нежестких дорожных одежд на воздействие подвижных нагрузок: диссертация... доктора технических наук: 05.22.03. Москва, 1982. 535 с.
  • Кириллов А.М., Завьялов М.А. Моделирование изменения модуля упругости асфальтобетона при нагружении // Инженерно-строительный журнал. 2015. № 2 (54). С. 70-76.
  • DOI: 10.5862/MCE.54.8
Еще
Статья научная