vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2025-27-5-279-290ZMRLKAvestniktgasu-2234Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙENGINEERING AND CONSTRUCTION OF ROADS, SUBWAYS, AIRDROMES, AND TUNNELSК вопросу обеспечения надёжного проектирования автомобильных дорог с учётом требуемой работоспособностиTowards Reliable Design of Road Pavements with Required EfficiencyКирилловаД. Ю.KirillovaD. Yu.

Кириллова Диана Юрьевна, ст. преподаватель

195251, г. Санкт-Петербург, вн. тер. г. муниципальный округ Академическое, ул. Политехническая, 29, литера Б

Diana Yu. Kirillova, Senior Lecturer

29, Politekhnicheskaya Str., 195251, St-Petersburg

kirdiana@mail.ruЕрмошинН. А.ErmoshinN. A.

Ермошин Николай Алексеевич, докт. воен. наук, профессор

195251, г. Санкт-Петербург, вн. тер. г. муниципальный округ Академическое, ул. Политехническая, 29, литера Б

Nikolai A. Ermoshin, DSc, Professor

29, Politekhnicheskaya Str., 195251, St-Petersburg

ermonata@mail.ruСанкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияPeter the Great St.Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation202529102025275279290Copyright © Кириллова Д.Ю., Ермошин Н.А., 20252025Кириллова Д.Ю., Ермошин Н.А.Kirillova D.Y., Ermoshin N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/2234

В статье рассматриваются вопросы обеспечения надежности и экономичности дорожных конструкций на этапах проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью оптимизации соотношения надежности и экономичности с учетом ограниченности ресурсов и требований к качеству автомобильных дорог.

Цель работы – разработать подход к проектированию дорожных одежд, обеспечивающий заданный уровень надежности при минимальных затратах.

В качестве метода используется вероятностный подход, который учитывает случайный характер коэффициента прочности и анализирует его влияние на эксплуатационные характеристики, включая скорость движения транспортных средств. Представлена зависимость между ровностью покрытия, прочностью конструкции и обеспечиваемой скоростью движения. Предложена математическая модель, позволяющая определить оптимальные конструктивные параметры дорожной одежды на основе минимизации приведенных затрат при обеспечении заданной надежности.

Результаты исследования обосновывают выбор проектных решений с учетом эксплуатационных характеристик и экономической эффективности. Сделан вывод о необходимости интеграции оценки надежности и затрат на всех стадиях жизненного цикла автомобильной дороги для повышения эффективности дорожного строительства и эксплуатации.

The article addresses the reliability and cost-effectiveness of road pavements during their design, construction, and operation. The relevance of the study is due to the need to optimize the balance between reliability and economy under resource constraints and quality requirements for roads. 

Purpose

Purpose: The aim of this work is to develop a design approach for flexible pavements that ensures a specified level of reliability with minimum costs.

Methodology

Methodology: The probabilistic method takes into account a random nature of the pavement strength coefficient and its influence on operational characteristics, including travel speed.

Research findings

Research findings: A relationship is established between pavement evenness, structural strength, and resulting travel speed. A mathematical model is proposed to determine the best pavement parameters based on minimizing life-cycle costs while maintaining the required level of reliability. 

Practical implications

Practical implications: The obtained results prove the selected design solutions considering both operational performance and economic efficiency.

Value

Value: The importance of integrating reliability assessment and cost analysis is emphasized for all stages of the road life cycle to improve the overall efficiency of the road construction and maintenance.

автомобильная дороганадежностьэкономичностьдорожные конструкциипрочностьскорость движенияоптимизацияautomobile roadreliabilitycost-effectivenesspavementstrengthtravel speedoptimizationReferencesЕрмошин Н.А., Громов В.А. Методологические аспекты управления надежностью строительства и эксплуатации автомобильных дорог // Вестник гражданских инженеров. 2016. № 2. С. 27–32. EDN: WEZJLDErmoshin N.A., Gromov V.A. Methodological Aspects of Safety Risk Management in Road Construction and Operation. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2016; 2 (55): 27–32. EDN: WEZJLD (In Russian)Ермошин Н.А., Романчиков С.А., Аверьянов Д.А. Имитационное моделирование риска разрушения дорожных конструкций в межремонтный период // Путевой навигатор. 2022. № 50. С. 30–41. EDN: LNFPKNErmoshin N.A., Romanchikov S.A., Averyanov D.A. Simulation Modeling of Road Structure Failure Risk During Inter-Repair Period. Putevoy navigator. 2022; 50 (76): 30–41. EDN: LNFPKN (In Russian)Ярмолинский В.А., Украинский И.С. Теоретические предпосылки повышения надежности дорожных конструкций с армирующими прослойками из ГМ // Дальний Восток. Автомобильные дороги и безопасность движения : международный сборник научных трудов. Т. 14. Хабаровск : Тихоокеанский государственный университет, 2014. С. 87–90. EDN: TCBHUFYarmolinsky V.A., Ukrainsky I.S. Theoretical Prerequisites for Reliability of Road Pavements with Reinforcing Geosynthetic Interlayers. In: Coll. Papers “Far East. Automobile Roads and Traffic Safety”, Vol. 14, A.I. Yarmolinskii Ed., Khabarovsk, 2014. Pp. 87–90. EDN: TCBHUF (In Russian)Буртыль Ю.В., Леонович И.И. Взаимозависимости ровности покрытия и прочности дорожной одежды // Труды БГТУ. Лесная и деревообрабатывающая промышленность. 2011. № 2. С. 86–92. EDN: JDBSESBurtyl Yu.V., Leonovich I.I. Interdependencies between Pavement Evenness and Road Pavement Strength. Trudy BGTU. Lesnaya i derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost. 2011; 2: 86–92. EDN: JDBSES (In Russian)Буртыль Ю.В., Капский Д.В. Моделирование взаимосвязи ровности и прочности нежестких дорожных одежд на основании теоретическо-практических исследований // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. 2022. Т. 19. № 4. С. 570–583. DOI: 10.26518/2071-7296-2022-19-4-570-583. EDN: MGXUAYBurtyl Yu.V., Kapsky D.V. Modelling the Relationship of Smoothness and Resistibility in NonRigid Pavements based on Theoretical and Practical Studies. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo avtomobilno-dorozhnogo universiteta. 2022; 19 (4): 570–583. DOI: 10.26518/2071-72962022-19-4-570-583. EDN: MGXUAY (In Russian)Кузнецова О.А., Ермошин Н.А., Царева О.С., Бирюков О.Р. Концептуальный подход к определению оптимального соотношения надежности и экономичности конструктивных элементов автомобильных дорог // Неделя науки ИСИ : материалы Всероссийской конференции, Санкт-Петербург, 26–30 апреля 2021 г. В 3 частях. Часть 2. Санкт-Петербург : СПбПУ, 2021. С. 302–305. EDN: PLBBDYKuznetsova O.A., Ermoshin N.A., Tsareva O.S., Biryukov O.R. Conceptual approach to determining the optimal ratio of reliability and cost-effectiveness of highway structural elements. In: Proc. All-Russ. Sci. Conf. ‘Science Week at the Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University’, in 3 vol., Saint-Petersburg, 2021. Pp. 302–305. EDN: PLBBDY (In Russian)Попов Н.А., Осокин Н.А. Совершенствование механизмов управления дорожным обслуживанием в Российской Федерации // Стратегические решения и риск-менеджмент. 2020. Т. 11. № 3. С. 304–315. DOI: 10.17747/2618-947X-2020-3-304-315. EDN: UUPVBNPopov N.A., Osokin N.A. Improvement of Road Maintenance Management in Russia. Strategicheskie resheniya i risk-menedzhment. 2020; 11 (3): 304–315. DOI: 10.17747/2618-947X-2020-3-304-315. EDN: UUPVBN (In Russian)Моисеенко Р.П., Ефименко В.Н. К оценке долговечности автомобильных дорог // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2019. Т. 21. № 3. С. 207–213. DOI: 10.31675/1607-1859-2019-21-3-207-213. EDN: IPEWWDMoiseenko R.P., Efimenko V.N. Towards Durability of Automobile Roads. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2019; 21(3): 207–213. DOI: 10.31675/1607-1859-2019-21-3-207-213. EDN: IPEWWD (In Russian)Каменчуков А.В. Влияние качества дорожного покрытия на скорость движения // Дальний Восток. Автомобильные дороги и безопасность движения : международный сборник научных трудов. Т. 17. Хабаровск : Тихоокеанский государственный университет, 2017. С. 192–194. EDN: OTGXJDKamenchukov A.V. Influence of Road Surface Quality on Traffic Speed. Coll. Papers “Far East. Automobile Roads and Traffic Safety”, Vol. 17, Khabarovsk, 2017. Pp. 192–194. EDN: OTGXJD (In Russian)Питухин А.В., Петров А.Н. Влияние ровности покрытий на работоспособность автомобильных дорог // Транспортное дело России. 2010. № 5. С. 71–75. EDN: QYRFPHPitukhin A.V., Petrov A.N. The Impact of Pavement Smoothness on Road Performance. Transportnoe delo Rossii. 2010; 5: 71–75. EDN: QYRFPH (In Russian)Стеценко Д.Б., Рогозина Ю.В., Фотиади А.А. Прогнозирование ровности дорожных одежд // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, посвященная 300-летию Российской академии наук : сборник докладов Национальной конференции с международным участием, Белгород, 18–20 мая 2022 г. Часть 9. Белгород : БГТУ им. В.Г. Шухова, 2022. С. 328–333. EDN: EORUAVStetsenko D.B., Rogozina Yu.V., Fotiadi A.A. Prediction of Pavement Evenness. In: Proc. Int. Sci. Conf. of Young Scientists. Belgorod, 2022. Pp. 328–333. EDN: EORUAV (In Russian)Золотарь И.А., Некрасов В.К., Коновалов С.В., Яковлев Ю.М., Коганзон М.С. Повышение надежности автомобильных дорог. Москва : Транспорт, 1977. 183 с.Zolotar I.A., Nekrasov V.K., Konovalov S.V., Yakovlev Yu.M., Koganzon M.S. Reliability Improvement of Motorways. Moscow: Transport, 1977. 183 p. (In Russian)Смирнов А.В., Малышев А.А., Агалаков Ю.А. Механика устойчивости и разрушения дорожных конструкций. Омск : СибАДИ, 1997. 91 с.Smirnov A.V., Malyshev A.A., Agalakov Yu.A.; ed. by Smirnov A.V. Mechanics of Stability and Failure of road Pavements. Omsk, 1997. 91 p. (In Russian)

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