title: Методы оценки срока службы асфальтобетонного покрытия
title: Evaluation methods of asphalt pavement service life
Creators: name: Завьялов, Михаил Александрович
name: Кириллов, Андрей Михайлович
Publisher: name: Unknown
Year: 2017
Subjects: дорожное покрытие
асфальтобетон
межремонтный срок службы
мониторинг функционального состояния
термодинамические характеристики
civil engineering
road construction
asphalt pavement
pavement evaluation
energy characteristics
thermodynamic framework

description: В предыдущих исследованиях была показана возможность учета энергетических изменений, происходящих в системе дорожное покрытие – транспортное средство, и их вклад в формирование научно обоснованной системы назначения сроков ремонтных работ. В связи с этим также перспективным является развитие результатов работ, в которых приводится анализ зависимостей термодинамических функций дорожного покрытия от времени эксплуатации. Несмотря на то, что ранее был сформулирован термодинамический подход, удобные расчетные формулы для определения межремонтного срока службы покрытия отсутствуют.  На основании анализа полученных соотношений, описывающих динамику состояния асфальтобетонного дорожного покрытия с помощью его термодинамических и теплофизических функций и параметров (энергия Гельмгольца, внутренняя энергия, энтропия, теплоемкость), предложены подходы к назначению межремонтного срока службы дорожного покрытия. Выведены зависимости межремонтного срока службы покрытия от базисного параметра – удельной теплоемкости. Обоснован статистический подход определения межремонтного срока службы покрытия, основанный на анализе временных изменений в пространственном распределении базисного параметра. В результате исследования получены три альтернативные по отношению друг к другу и, в то же время, взаимодополняющие подхода к нахождению времени жизни покрытия: через молярную массу; через изменение свободной энергии; через однородность базового параметра – удельной теплоемкости путем ввода безразмерного коэффициента теплофизической однородности. Аналитически получены числовые значения межремонтного срока службы покрытия адекватные российским условиям эксплуатации (транспортным и строительным условиям). Несмотря на различные подходы, полученные значения межремонтного срока службы покрытия имеют один порядок величины. Полученные результаты развивают сравнительно новый термодинамический подход к решению задач мониторинга покрытий и их эксплуатационных режимов и нацелены на замену или дополнение традиционных «механических» методов мониторинга состояния дорожного покрытия.
description: A functional relationship of the dynamics of asphalt concrete pavement condition and its thermodynamic and thermophysical functions and parameters (Helmholtz's energy, internal energy, entropy, specific heat, etc.) is described. Based on this functional relationship, novel approaches to the estimation of asphalt pavement lifetime are proposed. The dependence of pavement lifetime from the basic thermodynamic parameter – specific heat (for the determination of which expensive and complicated equipment is not required) is derived. The statistical approach to determination of pavement lifetime, based on the analysis of the temporal changes in the spatial distribution of the basic parameter (specific heat) is proposed. Overall, three alternative but complementary approaches are described to determine pavement service interval using either a molar weight, a change of free energy, or the uniformity of the basic parameter – specific heat based the index of thermophysical uniformity (a dimensionless coefficient). Numerical pavement lifetime values suitable for exploitation under the Russian service conditions (transportation and construction terms) are calculated analytically. Regardless of the approach used of the calculated pavement lifetimes are of the same order of magnitude. These initial results are quite promising and offer a new thermodynamic approach to the estimation of pavement condition and its useful lifetime. This practical new approach can be utilized to replace or complement the traditional "mechanical" and geo-radar methods.