Ученые разработали новый метод неразрушающего контроля для проверки автомобильных дорог
07.06.2022
Новый метод устанавливает точную локализацию дефектов и помогает назначать автотрассам адресный ремонт. Разработанный подход основывается на математических моделях, что позволяет проверять дороги без отбора проб покрытия и без его повреждения.
Исследователи Донского государственного технического университета во главе с доктором технических наук, доцентом кафедры «Автомобильные дороги» ДГТУ Артемом Тиратуряном представили теоретические основы нового метода неразрушающего контроля состояния автомобильных дорог. Разработка позволяет определить, с каким именно слоем возникла проблема, и каким образом ее можно решить. Например, в случае падения жесткости основания перекрытие слоя асфальтобетона не будет эффективно: примерно через год вернутся те же дефекты.
«Пока не будет решена проблема с грунтом, замена основания не приведет к ожидаемым результатам. Грунт может быть переувлажнен, либо может быть нарушена работа системы водоотвода», — рассказывает Артем Тиратурян.
Метод ученых ДГТУ сочетает в себе инструментальные измерения с применением современных диагностических установок ударного нагружения и математическое моделирование, необходимое для того, чтобы сопоставить идеальную расчетную картину деформирования с результатами натурных наблюдений.
«Математическая модель, разработанная совместно с кафедрой «Информационные системы в строительстве» ДГТУ, позволяет задать все необходимые для расчетов параметры: толщину слоев асфальтобетона, оснований и грунтов. За счет этого можно воспроизвести на компьютере так называемую расчетную чашу прогибов (то, как трасса деформируется под нагрузкой)», — пояснил Артем Тиратурян.
По словам доцента кафедры, особенность модели заключается в том, что она строится, исходя из идеализированных параметров — механических свойств каждого слоя. В завершении процедуры расчетные показатели накладываются на экспериментальные.
Значения фактической жесткости слоя асфальтобетона, слоя основания и рабочего слоя грунта земляного полотна получают от установки ударного нагружения.
Установка ударного нагружения, используемая для измерения прочности автомобильных дорог, представляет собой двухосный полуприцеп, на котором смонтированы механизм ударного нагружения, воспроизводящий нагрузку, соответствующую классическому транспортному средству, а также балка с датчиками-геофонами, расположенными через каждые 30 см по мере удаления от точки нагружения. Датчики позволяют регистрировать вертикальную деформацию на расстоянии до 2,1 м от точки ударного воздействия.
Информацию с датчиков можно сравнить с проектом и в случае их несовпадения назначить ремонт. Новизна решения заключается в области применяемых вычислительных алгоритмов, которые не уступают, а во многом и превосходят известные мировые практики в этой области. Уже получены результаты, позволяющие производить анализ всего процесса деформирования дорожной одежды за промежуток времени, соответствующий контакту колеса автомобиля с покрытием.
Исследователи Донского государственного технического университета во главе с доктором технических наук, доцентом кафедры «Автомобильные дороги» ДГТУ Артемом Тиратуряном представили теоретические основы нового метода неразрушающего контроля состояния автомобильных дорог. Разработка позволяет определить, с каким именно слоем возникла проблема, и каким образом ее можно решить. Например, в случае падения жесткости основания перекрытие слоя асфальтобетона не будет эффективно: примерно через год вернутся те же дефекты.
«Пока не будет решена проблема с грунтом, замена основания не приведет к ожидаемым результатам. Грунт может быть переувлажнен, либо может быть нарушена работа системы водоотвода», — рассказывает Артем Тиратурян.
Метод ученых ДГТУ сочетает в себе инструментальные измерения с применением современных диагностических установок ударного нагружения и математическое моделирование, необходимое для того, чтобы сопоставить идеальную расчетную картину деформирования с результатами натурных наблюдений.
«Математическая модель, разработанная совместно с кафедрой «Информационные системы в строительстве» ДГТУ, позволяет задать все необходимые для расчетов параметры: толщину слоев асфальтобетона, оснований и грунтов. За счет этого можно воспроизвести на компьютере так называемую расчетную чашу прогибов (то, как трасса деформируется под нагрузкой)», — пояснил Артем Тиратурян.
По словам доцента кафедры, особенность модели заключается в том, что она строится, исходя из идеализированных параметров — механических свойств каждого слоя. В завершении процедуры расчетные показатели накладываются на экспериментальные.
Значения фактической жесткости слоя асфальтобетона, слоя основания и рабочего слоя грунта земляного полотна получают от установки ударного нагружения.
Установка ударного нагружения, используемая для измерения прочности автомобильных дорог, представляет собой двухосный полуприцеп, на котором смонтированы механизм ударного нагружения, воспроизводящий нагрузку, соответствующую классическому транспортному средству, а также балка с датчиками-геофонами, расположенными через каждые 30 см по мере удаления от точки нагружения. Датчики позволяют регистрировать вертикальную деформацию на расстоянии до 2,1 м от точки ударного воздействия.
Информацию с датчиков можно сравнить с проектом и в случае их несовпадения назначить ремонт. Новизна решения заключается в области применяемых вычислительных алгоритмов, которые не уступают, а во многом и превосходят известные мировые практики в этой области. Уже получены результаты, позволяющие производить анализ всего процесса деформирования дорожной одежды за промежуток времени, соответствующий контакту колеса автомобиля с покрытием.