Сможет ли компьютерная модель предсказать замерзание дорог?
Проблема плохих дорог в России существует давно, и решить ее пока не представляется возможным. По большей части виноват в этом суровый климат. В зимний период по всей территории страны почва начинает стремительно промерзать, водонасыщенные грунты увеличиваются в объеме, а из-за расширения льда при отрицательных температурах возникает морозное пучение. Это приводит к тому, что покрытие дорог деформируется и повреждается при оттаивании весной.
Чтобы мониторить ситуацию и попытаться решить проблему, ученым необходимы данные необходимы о глубине промерзания грунта в активной зоне дорог. По словам ученых, заниматься исследованиями в полевых условиях — трудоемкий и дорогостоящий процесс. Поэтому сейчас в изучении промерзания дорог специалистам помогают технологии компьютерного моделирования. Самое важное в этом деле — разработать такую программу, которая смогла бы предельно точно создавать условия, аналогичные реальным.
Ученые ПНИПУ нашли способ продлить срок службы дорожных покрытий. Для этого они провели эксперимент, показывающий эффективность метода компьютерного моделирования. Сначала команда зафиксировала глубину промерзания грунта в полевых условиях, а затем сравнила свои показатели с теми, которые получились при численном моделировании.
Такой же процесс промерзания моделировался в специальном ПО – программе GeoStudio, одной из самых удобных в своем роде. В ее состав входит модуль Temp, который учитывает различные исходные данные и позволяет прогнозировать процессы промерзания грунта земляного полотна и дорожной одежды.
«На последнем этапе мы сравнили результаты, полученные в реальных условиях с теми, что показала программа. Глубина промерзания грунта по опытным данным составила 1,73 м, а по результатам численного моделирования – 1,9 м. То есть погрешность моделирования оказалась невелика – 8%. ПО позволяет достаточно точно отображать процессы промерзания автомобильных дорог», – отмечает Владимир Клевеко, доцент кафедры «Автомобильные дороги и мосты» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Эксперимент показал, что численное моделирование способно предсказывать промерзание с достаточно высокой точностью. В свою очередь это позволяет существенно экономить на измерении показателей, а также открывает новые возможности для разработки более надежных и долговечных дорог в регионах России с разными климатическими условиями.