Стаття 6 № 4'2025

Переглянути статтю у PDF: 6_Iliash, Stasiuk
ISSN 2958-0757
© С. І. Ілляш, канд. техн. наук, начальник
центру,
ORCID: 0000-0002-3001-8012,
e-mail: illiash.s@ukr.net;
© Т. О. Стасюк, завідувач відділу,
ORCID: 0000-0001-5921-4503,
e-mail: wife.stas@ukr.net
(ДП «НІРІ»)
ЗАКОНОМІРНОСТІ ЗМІНИ СТАНУ АВТОМОБІЛЬНИХ ДОРІГ
У СУЧАСНИХ УМОВАХ ЕКСПЛУАТУВАННЯ
DOI: 10.33868/0365-8392-2025-4-285-34-41
Анотація. Сучасна практика планування робіт з експлуатаційного утримування автомобільних доріг дедалі більше ґрунтується на прогнозуванні зміни технічного стану дорожніх покривів у часі. За умов обмеженого фінансування та зростання транспортних навантажень особливого значення набуває науково обґрунтоване визначення строків і обсягів ремонтних втручань на основі моделей деградації дорожніх конструкцій. Ключовим параметром, що узагальнено відображує вплив конструктивних, кліматичних та транспортних факторів, є міцність дорожньої конструкції. У статті розглянуто закономірності зміни міцності дорожніх конструкцій автомобільних доріг у процесі експлуатування. Проаналізовано етапи деградації нежорстких дорожніх одягів, встановлено зв’язок між зниженням міцності, розвитком руйнувань покриву, погіршенням рівності та умов безпеки руху. Залежності можуть бути використані під час обґрунтування заходів з експлуатаційного утримування та плануванні ремонтних робіт.
Підходи до прогнозування стану дорожніх покривів часто базуються на спрощених емпіричних моделях або не враховують поетапний характер деградації міцності дорожніх одягів. Крім того, універсальні моделі, розроблені для інших країн, не завжди адекватно відображають реальні умови експлуатування автомобільних доріг України, що характеризуються перевищенням розрахункових осьових навантажень, значною нерівномірністю фінансування, а також додатковими руйнівними впливами, спричиненими воєнними діями та зміною структури транспортних потоків.
Метою дослідження є узагальнення та розвиток наукових підходів до моделювання деградації дорожніх покривів на основі поетапної зміни міцності дорожніх конструкцій, а також обґрунтування можливостей застосування таких моделей для прогнозування транспортно-експлуатаційного стану автомобільних доріг в сучасних умовах.
Стаття – оглядова. Використаний системний підхід, що є сукупністю загальнонаукових методологічних принципів (вимог), в основі яких лежить розгляд об’єктів як систем.
Установлено, що деградація дорожніх покривів має чітко виражений поетапний характер. Зниження міцності дорожньої конструкції є визначальним чинником розвитку руйнувань покриву, зростання площі вибійок і погіршення рівності проїзної частини. Розкрито взаємозв’язок між показниками міцності, рівності та безпеки руху, а також обґрунтовано доцільність використання комбінованих моделей деградації, які поєднують механістично-емпіричні та ймовірнісні підходи. З’ясовано, що застосування локально адаптованих моделей дозволяє підвищити достовірність прогнозування залишкового терміну служби дорожніх покривів.
Запропонований підхід до моделювання деградації дорожніх покривів на основі поетапної зміни міцності дорожніх конструкцій може бути використаний як наукова основа для прийняття рішень у системах управління дорожніми активами. Адаптація моделей до реальних умов експлуатування автомобільних доріг України є необхідною умовою підвищення ефективності експлуатаційного утримування та раціонального використання фінансових ресурсів.
Ключові слова: автомобільні дороги, експлуатаційне утримування, дорожній покрив, деградація дорожніх конструкцій, транспортно-експлуатаційний стан.
References
  1. MUI. (2019). GBN V.2.3-37641918-559:2019. Automobile roads. Flexible pavement. Design. Kyiv (in Ukrainian)
  2. Donev, V., Hoffmann, M. (2019). Condition prediction and estimation of service life in the presence of data censoring and dependent competing risks. International Journal of Pavement Engineering, 2019, Vol. 20, No. 3, 313–331. https://doi.org/10.1080/10298436.2017.1293264
  3. Hu, A., Bai, Q., Chen, L., Meng, S., Li, Q., Xu, Z. (2022). A review on empirical methods of pavement performance modeling. Construction and Building Materials, 342, Article 127968. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127968
  4. Transportation Research Board. (2004). Flexible Pavement Design: AASHTO 1993 vs. Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide. Washington, DC, 78.
  5. PIARC. (2004). Highway Development and Management Model (HDM-4). Volume 6: Modelling Road Deterioration and Works Effects. Version 2.0, 297.
  6. Thomas, O., Sobanjo, J. (2013). Comparison of Markov Chain and Semi-Markov Models for Crack Deterioration on Flexible Pavements. Journal of Infrastructure Systems, 19, 2. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IS.1943-555X.0000112
  7. Shahid, C. S., Zainal, Z. A., Yusoff, N. I. M., Mohammad, N., Zamzuri, Z. H., Widyatmoko, I. (2025). Stochastic-based pavement performance and deterioration models: A review of techniques and applications. Alexandria Engineering Journal, 120, 420–437. https://doi.org/10.1016/j.aej.2025.01.020
  8. Cano-Ortiz, S., Pascual-Muñoz, P., Castro-Fresno, D. (2022). Machine learning algorithms for monitoring pavement performance. Automation in Construction, 139, Article 104309. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2022.104309
  9. Demishkan, V. F. (2000). Improvement of road condition management under limited resources. PhD thesis. Kharkiv: Kharkiv State Automobile and Highway Technical University (in Ukrainian).