vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2025-27-4-221-232LVBLVKvestniktgasu-2168Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙENGINEERING AND CONSTRUCTION OF ROADS, SUBWAYS, AIRDROMES, AND TUNNELSОбоснование требований к проезжей части автомобильных дорог на участках с автоматическими пунктами весогабаритного контроляLegal Basis for Trafficway Requirements at Weight-in-Motion Control System PointsАлексиковС. В.AleksikovS. V.

Алексиков Сергей Васильевич, докт. техн. наук, профессор, зав. кафедрой

400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1

Sergey V. Aleksikov, DSc, Professor

28, Lenin Ave., 400005, Volgograd

AL34rus@mail.ruЛескинА. И.LeskinA. I.

Лескин Андрей Иванович, канд. техн. наук, доцент

400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1

Andrey I. Leskin, PhD, A/Professor

28, Lenin Ave., 400005, Volgograd

leskien@inbox.ruГофманД. И.GofmanD. I.

Гофман Дмитрий Иванович, канд. техн. наук, доцент

400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1

Dmitry I. Gofman, PhD, A/Professor

28, Lenin Ave., 400005, Volgograd

obsov2012@mail.ruЛескинаЛ. М.LeskinaL. M.

Лескина Лейла Муаз, аспирант

400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1

Leyla M. Leskina, Research Assistant

28, Lenin Ave., 400005, Volgograd

leylamuaz@yandex.ruБормотовС. Н.BormotovS. N.

Бормотов Сергей Николаевич, инженер

400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1

Sergey N. Bormotov, Engineer

28, Lenin Ave., 400005, Volgograd

Волгоградский государственный технический университетРоссияVolgograd State Technical UniversityRussian Federation202527082025274221232Copyright © Алексиков С.В., Лескин А.И., Гофман Д.И., Лескина Л.М., Бормотов С.Н., 20252025Алексиков С.В., Лескин А.И., Гофман Д.И., Лескина Л.М., Бормотов С.Н.Aleksikov S.V., Leskin A.I., Gofman D.I., Leskina L.M., Bormotov S.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/2168Актуальность

Актуальность. Надежность и точность взвешивания движущегося транспортного средства на автоматических пунктах весового и габаритного контроля (АПВГК) зависят от транспортно-эксплуатационных характеристик проезжей части. Опыт применения автоматизированных комплексов на дорогах регионального значения выявил существенные недостатки в точности взвешивания, обусловленные низкими требованиями к ровности и прочности дорожного полотна в местах их размещения. Неровности дороги вызывают дополнительные динамические нагрузки на дорожное полотно и датчики весоизмерительного оборудования. Образование колеи провоцирует поперечные колебания грузового транспорта, что критически недопустимо в зоне автоматического весового и габаритного контроля транспортных средств и снижает достоверность результатов взвешивания. Анализ данных о нарушениях, зарегистрированных в Волгоградской области, показал, что около 10 % грузовых транспортных средств, передвигающихся по региональным автомобильным дорогам, превышают допустимую массу на 20 %. Это приводит к ускоренному износу дорожного покрытия и образованию дефектов. Для гарантии нормативной точности измерений и правильной работы датчиков на протяжении пятилетнего периода необходимо повысить требования к данным характеристикам дорожного покрытия.

Цель исследования заключается в обосновании требований к дорожному покрытию в месте расположения АПВГК и на подходах к ним с учетом особенностей функционирования весоизмерительного оборудования.

Методы исследования включали анализ фактического состояния дорожного покрытия, оценку воздействия подвижной колесной нагрузки на весовые датчики, а также расчет минимально допустимых значений модуля упругости, глубины колеи и продольной ровности дорожного покрытия. Исследования проводились с учетом технических характеристик датчиков и требований к их сохранности при эксплуатации.

Результаты

Результаты. На основе исследований воздействия подвижной колесной нагрузки на весовые датчики, вмонтированные в дорожное покрытие, обоснованы максимальная глубина колеи, модуль упругости конструкции дорожной одежды и предъявлены требования к допустимой продольной ровности проезжей части в месте расположения АПВГК и на прилегающих к ним участках автомобильной дороги. Показано, что сохранность датчика обеспечивается при модуле упругости на дне штрабы под датчиком не менее 325 МПа. Допустимый модуль упругости дорожных одежд зависит от технической категории дороги и должен быть на 30 % выше прочности конструкции для дорог общего пользования.

Reliability and accuracy of weighing a moving vehicle by automatic weight-in-motion (WIM) control systems depend on transport and trafficway performance. The experience in using WIM control systems on regional roads shows significant shortcomings in weighing accuracy due to low requirements for smoothness and structural strength of pavement in places of their location. Road irregularities cause additional dynamic loads on the road pavement and weighing sensors. The formation of ruts provokes lateral vibration of trucks, which is critically unacceptable in the area of WIM control system points and reduces the reliability of weighing results. The data analysis of violations registered in the Volgograd Region shows that about 10 % of trucks moving on regional highways exceed the permissible weight by 20 %. This leads to accelerated wear of the road pavement and defect formation.

Purpose

Purpose: Substantiation of requirements for road pavements at WIM control system points and on approaches to them with regard to operation of the weighing equipment.

Methodology/approach

Methodology/approach: The analysis of actual conditions of the road pavement, assessment of the live load on the weight sensors, calculation of the minimum permissible values of the elastic modulus, rut depth and longitudinal evenness. Investigations are carried out with respect to sensor specifications and requirements for their operational safety.

Research findings

Research findings: The maximum rut depth, elastic modulus of the road surface are substantiated, and requirements are presented for the permissible longitudinal evenness at WIM control system points and on adjacent road sections.

ровностьмодуль упругостиколеядорожная одеждапогрешностьвесогабаритный контрольвесоизмерительный датчикосевая нагрузкапроезжая частьпокрытиеsmoothnesselastic modulustrackroad pavementerrorweight and dimension controlweighing sensoraxle loadReferencesБеляев Н.Н. Рекомендации по нормированию специальных эксплуатационных требований к дорожным одеждам АПВГК // Дороги и мосты. 2020. № 2 (44). С. 160–172. EDN: DLRAKQBelyaev N.N. Recommendations on Standardizing Operational Requirements for Pavements in WIM System Point Locations. Dorogi i mosty. 2020; 2 (44): 160–172. EDN: DLRAKQ (In Russian)George Y., Constantinos A. Integration of weigh-in-motion technologies in road infrastructure management // Ite Journal. 2005. V. 75 (1). P. 39–43.George Y., Constantinos A. Integration of Weigh-in-Motion Technologies in Road Infrastructure Management. ITE Journal. 2016; 16: 39–43.Oskarbski J., Kaszubowski D. Implementation of Weigh-in-Motion System in Freight Traffic Management in Urban Areas // Transportation Research Procedia. 2016. V. 16. P. 449–463. DOI: 10.1016/j.trpro.2016.11.042Oskarbski J., Kaszubowski D. Implementation of Weigh-in-Motion System in Freight Traffic Management in Urban Areas. Transportation Research Procedia. 2016; 16: 449–463. DOI: 10.1016/j.trpro.2016.11.042Burnos P., Gajda J., Piwowar P., Sroka R., Stencel M., Zeglen T. Accurate weighing of moving vehicles // Metrology and Measurement Systems. 2007. V. 14. № 4. P. 507–516.Burnos P., Gajda J., Piwowar P., Sroka R., Stencel M., Zeglen T. Accurate Weighing of Moving Vehicles. Metrology and Measurement Systems. 2007; 14 (4): 507–516.Gorodnichev M.,Gematudinov R., Dzhabrailov Kh., Potapchenko T. The Concept of an Automated Weight and Size Control System for Measuring the Mass of Freight Vehicles in a Traffic Flow (Weight-In-Motion) : Conference: 2019 // Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). 2019. P. 1–5. DOI: 10.1109/SYNCHROINFO.2019.8814120Gorodnichev M., Gematudinov R., Dzhabrailov Kh., Potapchenko T. The Concept of an Automated Weight and Size Control System for Measuring the Mass of Freight Vehicles in a Traffic Flow (Weight-In-Motion). In: Proc. Sci. Conf. ‘Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications’. 2019, Pp. 1–5. DOI: 10.1109/SYNCHROINFO.2019.8814120Кулижников А.М., Беляев Н.Н., Рахимова И.А. Конструкции дорожных одежд в зонах АПВГК, работающих в режиме движения // Мир дорог. 2020. № 133. С. 82–85. EDN: MMGGDDKulizhnikov, A.M., Belyaev N.N., Rakhimova I.A. Pavement Construction at WIM system Points. Mir dorog. 2020; (133): 82–85. EDN: MMGGDD (In Russian)Кулижников А.М., Рахимова И.А., Беляев Н.Н., Филиппов М.Д. Требования к участкам автомобильных дорог с автоматическим пунктом весового и габаритного контроля // Инновации в строительстве. 2021. № 96. C. 36–41.Kulizhnikov A.M., Rakhimova I.A., Belyaev N.N., Filippov M.D. Requirements for Pavements with WIM System Control Points. Innovatsii v stroitel'stve. 2021; (96): 36–41. (In Russian)Рахимова И.А., Кулижников А.М. Требования к автоматическим пунктам весогабаритного контроля // Дорожная держава. Специальный выпуск: Передовые технологии, 2019. С. 59–61.Rakhimova I.A., Kulizhnikov A.M. Requirements for Automatic Weight and Size Control Points. Dorozhnaya derzhava. Special Issue “Peredovye tekhnologii". 2019; 59–61. (In Russian)Кулижников А.М., Рахимова И.А., Малевинский Н.К. Требования к конструкциям дорожных одежд на автоматических постах весогабаритного контроля // Мир дорог. Специальный выпуск. 2019. С. 23–26.Kulizhnikov A.M., Rakhimova I.A., Malevinsky N.K. Requirements for Pavement Construction at Automatic WIM Control Points. Mir dorog. 2019; (special issue): 23–26. (In Russian)Беляев Н.Н., Рахимова И.А., Филиппов М.Д. Требования к прочности нежестких дорожных одежд в зоне весового и габаритного контроля // Дороги и мосты. 2022. № 1 (47). С. 129–141. EDN: ODMPJFBelyaev N.N., Rakhimova I.A., Filippov M.D. Requirements for Structural Strength of Nonrigid Pavements at WIM Control Points. Dorogi i mosty. 2022; 1 (47): 129–141. EDN: ODMPJF (In Russsian)Алексиков С.В., Лескин А.И., Гофман Д.И., Глазунов И.И. Влияние жесткости основания на напряжения в конструктивных слоях дорожной одежды // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2021. № 4 (85). С. 97–105. EDN: JGWUHRAleksikov S.V., Leskin A.I., Hoffman D.I., Glazunov I.I. Subgrade Stiffness Effect on Stresses in Structural Layers of Pavement. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Seriya: Stroitel'stvo i arkhitektura. 2021; 4 (85): 97–105. (In Russian)Алексиков С.В., Лескин А.И., Гофман Д.И., Альшанова М.И. Влияние ровности дорожного покрытия на себестоимость перевозок и безопасность движения // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2020. № 2 (79). C. 24–31. EDN: JBJIGPAleksikov S.V., Leskin A.I., Hoffman D.I., Alshanova M.I. Pavement Smoothness Effect on Transportation Cost and Traffic Safety. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Seriya: Stroitel'stvo i arkhitektura. 2020; 2 (79): 24–31. (In Russian)Алексиков С.В., Лескин А.И., Гофман Д.И. Прогнозирование колейности дорожного покрытия региональных дорог Нижнего Поволжья // Дороги и мосты. 2020. № 2 (44). С. 115–126. EDN: BHCCHTAleksikov S.V., Leskin A.I., Hoffman D.I. Prediction of Pavement Rutting on Regional Roads in Lower Volga Region. Dorogi i mosty. 2020; 2 (44): 115–126. (In Russian)Горский М.Ю., Симчук Е.Н., Кадыров Г.Ф., Симчук А.Е. Оценка влияния температурных факторов на параметры чаши прогиба нежестких дорожных одежд на основе испытаний прочности установками динамического нагружения // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2023. Т. 25. № 4. С. 211–225. DOI: 10.31675/1607-1859-2023-25-4-211-225. EDN: FKOHHUGorskii M.Yu., Simchuk E.N., Kadyrov G.F., Simchuk A.E. Temperature Effect on Flexural Bowl Determined by Falling Weight Deflectometer Testing. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2023; 25 (4): 211–225. DOI: 10.31675/1607-1859-2023-25-4-211-225. EDN: FKOHHU (In Russian)Protecting infrastructure and improving road safety. URL: https://kistler.cdn.celum.cloud/SAP-Commerce_Download_original/200-746e.pdf (дата обращения: 20.03.2025).Protecting infrastructure and improving road safety. Available: https://kistler.cdn.celum.cloud/SAPCommerce_Download_original/200-746e.pdf (accessed 03/20/2025).‘Copycats’: a risk for users, and a problem for the industry. URL: https://kistler.cdn.celum.cloud/SAPCommerce_Download_original/961-762e.pdf (дата обращения 20.03.2025).‘Copycats': A risk for users, and a problem for the industry. Available: https://kistler.cdn.celum.cloud/SAPCommerce_Download_original/961-762e.pdf (accessed March 20, 2025).Hans van Loo, Aleš Žnidarič. Guide for Users of Weigh-In-Motion. An Introduction To Weigh-In-Motion / ISWIM, International Society for Weigh-in-Motion. Radovljica, 2019. 81 p.Hans van Loo, Aleš Žnidarič. Guide for Users of Weigh-In-Motion. An Introduction to Weigh-In-Motion. ISWIM, International Society for Weigh-in-Motion. Radovljica, 2019. 81 p.

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