Читать статью 'Эквивалентное термическое сопротивление дорожной одежды ' в журнале Арктика и Антарктика на сайте nbpublish.com
Рус Eng Cn Перевести страницу на:  
Please select your language to translate the article


You can just close the window to don't translate
Библиотека
ваш профиль

Вернуться к содержанию

Арктика и Антарктика
Правильная ссылка на статью:

Эквивалентное термическое сопротивление дорожной одежды

Галкин Александр Фёдорович

ORCID: 0000-0002-5924-876Х

доктор технических наук

профессор, главный научный сотрудник Института мерзлотоведения им. П.И.Мельникова СО РАН

677010, Россия, г. Якутск, ул. Мерзлотная, 36, ИМЗ СО РАН. Лаборатория геотермии криолитозоны

Galkin Aleksandr

Doctor of Technical Science

Professor, Chief Researcher of the Melnikov Permafrost Institute SB RAS

677010, Russia, Yakutsk, ul. Merzlotnaya, 36, IMZ SO RAN. Laboratoriya geotermii kriolitozony

afgalkin@yandex.ru
Другие публикации этого автора
 

 

DOI:

10.7256/2453-8922.2022.3.38777

EDN:

HNHLEU

Дата направления статьи в редакцию:

15-09-2022


Дата публикации:

31-10-2022


Аннотация: Проектирование и строительство автомобильных дорог в криолитозоне сопряжено с рядом трудностей, которые определяются не только геокриологическими и климатическими условиями эксплуатации, но и сложностью собственно прогноза теплового режима дорожных одежд и оснований. Многие тепловые расчеты для обоснования технических решений по защите автомобильных дорог в криолитозоне от негативных криогенных явлений, базируются на определении и выборе заданного термического сопротивления конструктивных слоев дорожной одежды. Целью настоящих исследований являлась оценка целесообразности использования при моделировании тепловых процессов эквивалентного термического сопротивления и определение ошибки в расчетах, которую мы допускаем, заменяя слоистую конструкцию дорожной одежды эквивалентной. Получены простые инженерные зависимости, которые позволяют определить ошибку в расчетах при использовании эквивалентного термического сопротивления. Сделан расчет термического сопротивления трехслойной конструкции дорожной одежды. Установлено, что для трехслойной конструкции дорожной одежды величина ошибки при расчете термического сопротивления напрямую связана со степенью отклонения значений коэффициента теплопроводности материалов отдельных слоев друг от друга. Причем, параметры неравенства коэффициентов теплопроводности для отдельных конструктивных слоев при определении минимальной ошибки расчета, функционально связаны друг с другом. Результаты вариантных численных расчетов представлены в виде 3D и 2D графиков, которые позволяют наглядно оценить влияние исследуемых параметров на относительную ошибку расчета термического сопротивления дорожной одежды.


Ключевые слова:

автомобильная дорога, криолитозона, тепловой режим, прогноз, коэффициент, дорожная одежда, термическое сопротивление, эквивалентный слой, усреднение, ошибка вычисления

Abstract: The design and construction of highways in the cryolithozone is associated with a number of difficulties, which are determined not only by geocryological and climatic operating conditions, but also by the complexity of the actual forecast of the thermal regime of road coverings and foundations. Many thermal calculations to substantiate technical solutions for the protection of highways in the cryolithozone from negative cryogenic phenomena are based on the determination and selection of a given thermal resistance of the structural layers of the pavement. The purpose of these studies was to assess the feasibility of using equivalent thermal resistance in modeling thermal processes and to determine the error in calculations that we make by replacing the layered pavement structure with an equivalent one.     Simple engineering dependences are obtained that allow us to determine the error in calculations when using equivalent thermal resistance. The calculation of the thermal resistance of the three-layer construction of the pavement is made. It is established that for a three-layer pavement structure, the error value in the calculation of thermal resistance is directly related to the degree of deviation of the values of the thermal conductivity coefficient of the materials of individual layers from each other. Moreover, the parameters of the inequality of thermal conductivity coefficients for individual structural layers when determining the minimum calculation error are functionally related to each other. The results of variant numerical calculations are presented in the form of 3D and 2D graphs, which allow us to visually assess the influence of the studied parameters on the relative error of calculating the thermal resistance of the pavement.



Keywords:

automobile road, cryolithozone, thermal mode, forecast, ratio, travel clothes, thermal resistance, equivalent layer, averaging, calculation error

Введение.

Проектирование и строительство автомобильных дорог в криолитозоне сопряжено с рядом трудностей, которые определяются как геокриологическими и климатическими условиями эксплуатации, так и сложностью собственно прогноза теплового режима дорожных одежд и оснований. Это вызвано, не только существенным изменением теплофизических и прочностных свойств мерзлых грунтов в течение годового цикла [1,2,3], но и отсутствием универсальных методов предотвращения воздейсвия негативных криогенных процессов на дорожное полотно в период эксплуатации [4,5,6]. Многие авторы отмечают, что такие криогенные процессы как наледеобразование, пучение, морозобойное растрескивание дорожных одежд и оснований являются определяющими процессами, резко снижающими периоды безремонтной эксплуатации дорог, а, зачастую, приводят и к аварийным ситуациям [7,8,9,10,11]. Поэтому важно, уже на стадии проектирования, определить степень возможного воздействия негативного криогенеза на дорожные одежды и основания и разработать превентивные меры по минимизации его влияния на надежность эксплуатации дорог в различных климатических и геокриологических зонах. Одной из важных теплофизических характеристик, определяющих интенсивность протекания тепловых процессов в конструктивных слоях дорожных одежд и оснований, является термическое сопротивление дорожной одежды [12,13,14]. Многие тепловые расчеты для обоснования технических решений при проектировании автомобильных дорог в криолитозоне, базируются на определении и выборе заданного термического сопротивления конструктивных слоев дорожной одежды [14,15]. Этот показатель определяет, например, такие важные при проектировании дорог проектные характеристики как глубина оттаивания, и скорость промерзания дорожного основания. Зачастую, именно эти характеристики, наряду с физико-механическими свойствами грунтов и материалов, используемых в дорожных одеждах, определяют эффективность использования технических решений на практике, которые обеспечивают необходимый уровень надежности и безопасности эксплуатации автомобильных дорог в криолитозоне. При численном решении тепловых задач с граничными условиями третьего рода, к которым относятся задачи по прогнозу теплового режима дорожных одежд и оснований в криолитозоне, одним из приемов, позволяющим упростить решение, является замена слоистой конструкции дорожной одежды однородной, с эквивалентным термическим сопротивлением. Такой подход позволяет более просто и эффективно построить расчетную сеточную область, учитывая несопоставимость геометрических характеристик дорожной одежды и зоны теплового влияния дороги. Длительность расчетов при этом, особенно при вариантных исследованиях, или поиске оптимальных расчетных параметров, существенно уменьшается. Целью настоящих исследований являлась оценка целесообразности использования при моделировании тепловых процессов эквивалентного термического сопротивления и определение ошибки в расчетах, которую мы допускаем, заменяя слоистую конструкцию дорожной одежды эквивалентной однородной конструкцией.

Метод расчета.

Используя классические подходы к определению понятия термического сопротивления слоистой плоской одномерной конструкции [16,17], расчетные формулы для нахождения значения термического сопротивления «R» дорожной одежды, толщиной «δо», состоящей из «n» слоев материалов толщиной «δi» с различным коэффициентом теплопроводности «λi», можно записать в следующем виде. Для разнородной слоистой конструкции

(1)

Для эквивалентной однослойной конструкции со средним значением коэффициента теплопроводности

(2)

Коэффициент теплопроводности строительного материала обычно определяется экспериментально или может быть определен расчетным путем с использованием известных зависимостей [18,19,20], которые, как показал количественный анализ, выполненный в работе [21], дают близкие результаты, достаточные для практических целей.

Допустим, что конструкция дорожной одежды состоит из слоев равной толщины, но из разных материалов, т.е. Тогда параметр «R2/R1» определяется, используя уравнения (1) и (2), по формуле

= (3)

Особенностью данного выражения является то, что оно не зависит от толщины отдельных слоев и всего суммарного слоя дорожной одежды, а только от количества слоев и коэффициента теплопроводности материалов, используемых в дорожной одежде.Рассмотрим, для примера, простую трехслойную конструкцию дорожной одежды из слоев равной толщины. В этом случае выражение (3) преобразуется к виду

(4)

Для двухслойной конструкции формула (3) будет выглядеть еще проще

(5)

Далее, в качестве примера, будем рассматривать наиболее типичную трехслойную конструкцию дорожной одежды. Введем параметры «k », и «m », которые определяют степень неравенства коэффициентов теплопроводности материалов отдельных слоев, т.е. и В этом случае формула (4) преобразуется к следующему виду

(6)

Относительная ошибка, которая возникает при замене многослойной конструкции эквивалентной однослойной, определяется из выражения

(7)

Умножая значение, полученное по формуле (7) на 100%, получим процентную относительную ошибку при расчете термического сопротивления дорожной одежды с использованием понятия эквивалентного слоя. Проверим справедливость выражений (6) и (7). Подставляя данное значение в выражение (6) и считая, что k = m =1 ( то есть конструкция состоит из однородного материала) получим, что параметр (R 2 / R 1 ) = 1. То есть ошибка расчета термического сопротивления при использовании эквивалентного слоя для однородной конструкции, определенная по формуле (7), равна нулю. Что и требовалось доказать и следует из самой постановки задачи. В общем то, это было ясно из простых физических соображений и следует из постановки задачи. Ведь, значение « k = m =1 » соответствует равенству коэффициентов теплопроводности первого, второго и третьего слоя дорожной одежды. Очевидно, что, разбивая однородный слой на три слоя равной толщины, никакой ошибки при расчетах термического сопротивления дорожной одежды не получим.

Результаты и обсуждение.

Для достижения цели, по приведенным выше формулам были проведены вариантные расчеты, результаты которых представлены в виде 3D и 2D графиков на рисунках 1-3. На рис.1 показано изменение процентной ошибки определения термического сопротивления в зависимости от значения параметров «k» и «m».

Рис.1. Процентная ошибка определения термического сопротивления в зависимости от значения параметров «k» и «m».

Как следует из рисунка, существует область, в которой ошибка минимальна. То есть, величина ошибки напрямую связана со степенью отклонения значений коэффициентов теплопроводности материалов отдельных слоев дорожной одежды друг от друга ( значений коэффициентов «m » и «k »). Чем больше они отличаются от единицы, тем больше ошибка. В рассмотренном диапазоне отклонений значений коэффициентов теплопроводности область ошибки менее 10% (обычно допускаемой в инженерной практике) не очень велика (выделена синим цветом на плоскости) и не превышает значений коэффициентов неравенства более двух. Более наглядно эта зависимость прослеживается на рис.2, где приведены кривые, характеризующие изменение процентной ошибки в зависимости от параметра «k » при различных значениях параметра «m ».

Рис.2. Процентная относительная ошибка определения термического сопротивления в зависимости от значения параметра «k» при различных значениях параметра «m».

На рисунке явно видно, что существует нелинейная связь между ошибкой вычисления эквивалентного термического сопротивления и степенью неравенства коэффициентов теплопроводности отдельных слоев дорожной одежды. При этом существует четко выраженный минимум допускаемой ошибки. Для его нахождения необходимо исследовать функцию (7) на минимум, т.е. решить систему уравнений вида и , которое позволяет найти функциональную связь между коэффициентами « m » и « k » , обеспечивающими условие Решение системы уравненияй не представляет сложности и приводит нас к выражению, которое показано на рисунке 2. То есть, минимум ошибки определяется функциональной зависимостью между параметрами « m » и « k » простого вида: m = k 2 .

На рисунке 3 представлены кривые, характеризующая изменение ошибки, возникающая при определении термического сопротивления дорожной одежды, в зависимости от значения коэффициента неравенства теплофизических свойств « k » при различных значениях параметра « m » с выделенной цветом областью допустимой в инженерной практике ошибкой.

Рис.3. Область допустимой ошибки определения термического сопротивления в зависимости от значения параметра «k» при различных значениях параметра «m»: 1 – 2,5; 2 – 2,2; 3 – 2,0; 4 –1,5.

Зеленым, желтым и голубым цветом на рисунке обозначены области допустимых в инженерной практике ошибок вычисления искомой величины ( e ≤ 10,0 % ). Как видно из графиков, эта область существенно зависит от значения параметра «m» и для значений больше, чем «m» = 2,0, достаточна мала. А, при значениях «m» ≥ 2,3 такая область отсутствует во всем диапазоне изменения параметра «k».

Учитывая, что диапазон изменения теплофизических свойств строительных материалов, используемых в конструктивных слоях дорожных одежд, не очень велик (за исключением специальных теплозащитных слоев) имеет смысл определение предельных значений диапазона изменения коэффициента неравенства «k» при различных значениях параметра «m», которое требует отдельных исследований и в данной работе не рассматривается.

Заключение. Получены простые инженерные зависимости для определения ошибки, возникающей при расчете термического сопротивления дорожной одежды путем замены слоистой конструкции на эквивалентную однослойную со средним коэффициентом теплопроводности. Для наглядности использован пример расчета термического сопротивления трехслойной конструкции дорожной одежды. Введено понятие «коэффициентов неравенства теплопроводности» материалов конструктивных слоев дорожной одежды. Установлено, что для трехслойной конструкции дорожной одежды величина ошибки при расчете термического сопротивления напрямую связана со степенью отклонения значений коэффициента теплопроводности материалов отдельных слоев друг от друга. Причем, коэффициенты неравенства для отдельных слоев при определении допустимой области изменения ошибки расчетов, функционально связаны друг с другом. На основании исследования целевой функции ошибки вычисления показано, что минимальная ошибка при использовании в тепловых расчетах эквивалентного термического сопротивления для трехслойной дорожной одежды достигается при соотношении коэффициентов неравенства, определяемой по формуле m = k 2 . Результаты численных расчетов представлены в виде 3D и 2D графиков, которые позволяют наглядно оценить влияние диапазона изменения значений коэффициентов теплопроводности материалов конструктивных слоев на правомерность использования эквивалентной однослойной конструкции дорожной одежды при расчетах термического сопротивления. Статья может быть полезна как инженерам-проектировщикам дорожной отрасли, так и научным работникам в области инженерной геокриологии и строительства. В методическом плане статья может представлять интерес для аспирантов, обучающимся по различным специальностям направления 1.6. «Науки о Земле», а также студентам, обучающимся по специальности 08.02.05 «Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов». Дальнейшие исследования должны быть направлены на оценку влияния принятой теоретической модели для расчета термического сопротивления дорожной одежды на конечный результат теплового расчета проектных величин. Например, на расчетную глубину оттаивания или промерзания дорожного основания. Интерес представляет также оценка возникающей ошибки при проектировании дорожных одежд со специальным теплозащитным конструктивным слоем.

Библиография
1.
Вялов С.С. Реологические основы механики мёрзлых грунтов. М.: Высш. школа, 1978. 447 с.
2.
Eppelbaum, L.V., Kutasov, I.M. Well drilling in permafrost regions: Dynamics of the thawed zone.Polar Research, 2019, 38, 3351
3.
Zhang X., Feng S.G., Chen P.C. (2013)Thawing settlement risk of running pipeline in permafrost regions// Oil Gas Storage Transporation. 2013, no.6, pp. 365–369
4.
Galkin A.F., Pankov V.Yu. Thermal Protection of Roads in The Permafrost Zone // Journal of Applied Engineering Science. 2022. Vol.20, №2. Р.395-399.DOI: 10.5937/jaes0-34379
5.
Жирков А.Ф., Железняк М.Н., Шац М.М., Сивцев М.А. Численное моделирование изменения мерзлотных условий взлётно-посадочной полосы аэропорта Олекминск// Маркшейдерия и недропользование. 2021. № 5 (115). С. 22-32.
6.
Панков В.Ю., Бурнашева С.Г. Анализ способов защиты автомобильных дорог от негативных криогенных процессов//В сб. «Лучшая студенческая статья 2020».МЦНС «Наука и просвещение». 2020. С.52-55.
7.
Шац М.М. Современное состояние городской инфраструктуры г. Якутска и пути повышения ее надежности// Геориск. 2011. №2. С. 40–46.
8.
Сериков С.И., Шац М.М. Морозобойное растрескивание грунтов и его роль в состоянии поверхности и инфраструктуры г. Якутска// Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. 2018. №1. С. 56–69. DOI: 10.15593/2409-5125/2018.01.04.
9.
Шестернев Д.М., Литовко А.В. Комплексные исследования по выявлению деформаций на автомобильной дороге «Амур» //Материалы докладов XIV Общероссийской научно-практической конференции и выставки «Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации».М.: «Геомаркет», 2018. С.309-314.
10.
Железняк М.Н., Шестернев Д.М., Литовко А.В. Проблемы устойчивости автомобильных дорог в криолитозоне//Материалы докладов XIV Общероссийской научно-практической конференции и выставки «Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации» М.: «Геомаркет», 2018. С.223-227.
11.
Кондратьев В.Г., Кондратьев С.В. Как защитить федеральную автодорогу «Амур» Чита – Хабаровск от опасных инженерно-геокриологических процессов и явлений // Инженерная геология. 2013. № 5. С. 40-47.
12.
Галкин А.Ф., Курта И.В., Панков В.Ю., Потапов А.В. Оценка эффективности использования слоистой конструкции тепловой защиты при строительстве дорог в криолитозоне// Энергобезопасность и энергосбережение. 2020. № 4. С. 24-28.
13.
Бессонов И. В., Жуков А.Д., Боброва Е.Ю., Говряков И.С., Горбунова Э.А. Анализ конструктивных решений в зависимости от типа изоляционных материалов в дорожных покрытиях в многолетнемерзлых грунтах// Транспортное строительство. 2022. №1. С.14-17. DOI: 10.18635/2071-2219-2020-4-24-28
14.
Галкин А.Ф., Железняк М.Н., Жирков А.Ф. Повышение тепловой устойчивости дорожных одежд в криолитозоне//Строительные материалы. 2021. № 7. С. 26-31.
15.
Галкин А.Ф., Железняк М.Н., Жирков А.Ф. Критерий выбора строительных материалов для теплоизоляционных слоёв дорожных одежд и оснований //Успехи современного естествознания. 2022. № 8. С. 108-113. https://doi.org/10.17513/use.37875
16.
Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача.М.:Энергоиздат, 1981. 416с.
17.
Галкин А.Ф. Термическое сопротивление теплозащитного слоя дорожной одежды// Естественные и технические науки. 2021. №8. С.97-99.
18.
Дульнев Г.И. Теплопроводность влажных пористых материалов // ИТЖ. 1989. Т. 56. № 2. С. 261–291.
19.
Оделевский В.И. Расчет обобщенной проводимости гетерогенных систем// ЖТФ. 1951. Т.21, вып.6. С.667-685.
20.
Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Л.: Энергия, 1974.-264с.
21.
GalkinА.F., Kurta I.V., PankovV.Yu. Calculation of thermal conductivity coefficient of thermal insulation mixtures. IOPConf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 918 (2020) 012009
References
1.
Vyalov S.S.(1978). Rheological foundations of frozen soil mechanics. M.: Vyssh. shkola.
2.
Eppelbaum, L.V., Kutasov, I.M.(2019). Well drilling in permafrost regions: Dynamics of the thawed zone.Polar Research, 38, 3351.
3.
Zhang, X., Feng, S.G., Chen, P.C. (2013). Thawing settlement risk of running pipeline in permafrost regions. Oil Gas Storage Transporation, 6, 365–369.
4.
Galkin, A.F., Pankov, V.Yu. (2022). Thermal Protection of Roads in The Permafrost Zone. Journal of Applied Engineering Science, 20(2), 395-399, doi: 10.5937/jaes0-34379
5.
Zhirkov, A.F., Zheleznyak, M.N., Shats, M.M., Sivtsev, M.A. (2021). Numerical modeling of changes in permafrost conditions of the airport Olekminsk. Surveying and subsoil use, 5 (115), 22-32.
6.
Pankov, V.Yu., Burnasheva, S.G.(2020). Analysis of ways to protect roads from negative cryogenic processes. In. The best student article 2020.ICNS "Science and Enlightenment", 52-55.
7.
Shats, M.M. (2011).The current state of the urban infrastructure of Yakutsk and ways to improve its reliability. Georisk, 2, 40–46.
8.
Serikov, S.I., Shats, M.M. (2018). Frost cracking of soils and its role in the state of the surface and infrastructure of Yakutsk. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'nogo politeknologii universiteta. Applied ecology. Urban studies,1, 56–69. doi: 10.15593/2409-5125/2018.01.04.
9.
Shesternev, D.M., Litovko, A.V. (2018). Comprehensive studies to identify deformations on the Amur highway. In. Proceedings of the XIV All-Russian Scientific and Practical Conference and Exhibition "Prospects for the development of engineering surveys in construction in the Russian Federation". M .: Geomarket, 309-314.
10.
Zheleznyak, M.N., Shesternev, D.M., Litovko, A.V.(2018). Problems of stability of roads in the permafrost zone. In. Proceedings of the XIV All-Russian Scientific and Practical Conference and Exhibition "Prospects for the development of engineering surveys in construction in the Russian Federation" M .: Geomarket, 223-227.
11.
Kondratiev, V.G., Kondratiev, S.V. (2013). How to protect the federal highway "Amur" Chita-Khabarovsk from dangerous engineering and geocryological processes and phenomena. Engineering Geology, 5, 40-47.
12.
Galkin, A.F., Kurta, I.V., Pankov, V.Yu., Potapov, A.V.(2020). Evaluation of the effectiveness of the use of layered structures of thermal protection in the construction of roads in cryolithozone. Energy safety and energy saving, 4, 24-28.
13.
Bessonov, I.V., Zhukov, A.D., Bobrova, E.Yu., Govryakov, I.S., Gorbunova, E.A.(2022). Analysis of constructive solutions depending on the type of insulating materials in road surfaces in permafrostnye soils. Transport construction, 1, 14-17, doi: 10.18635/2071-2219-2020-4-24-28
14.
Galkin, A.F., Zheleznyak, M.N., Zhirkov, A.F.(2021). Increasing the thermal stability of road clothes in cryolithozone. Building materials, 7, 26-31.
15.
Galkin, A.F., Zheleznyak, M.N., Zhirkov, A.F.(2022). Criterion for the selection of building materials for thermal insulation layers of road clothes and foundations. Uspekhi sovremennogo estvoznaniya, 8, 108-113, doi.org/10.17513/use.37875
16.
Isachenko, V.P., Osipova, V.A., Sukomel. A.S.(1981). Heat transfer.M.:Energoizdat.
17.
Galkin, A.F.(2021). Thermal resistance of the heat-shielding layer of road clothing. Natural and technical sciences, 8, 97-99.
18.
Dulnev, G.I. (1989).Thermal conductivity of wet porous materials. ITZH, 56(2), 261–291.
19.
Odelevsky, V.I.(1951). Calculation of generalized conductivity of heterogeneous systems. ZHTF, 21(6), 667-685.
20.
Dulnev, G.N., Zarichnyak, Yu.P. (1974).Thermal conductivity of mixtures and composite materials. L.: Energiya.
21.
Galkin, А.F., Kurta, I.V., Pankov, V.Yu. (2020). Calculation of thermal conductivity coefficient of thermal insulation mixtures. IOPConf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 918 (2020) 012009

Результаты процедуры рецензирования статьи

В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.

Предмет исследования – оценка термического сопротивления дорожной одежды и определение ошибки в расчетах при замене слоистой конструкции эквивалентной однородной.

Методология исследования основана на теоретическом подходе с применением методов анализа, моделирования, обобщения, сравнения, синтеза.

Актуальность исследования определяется важностью проектирования и строительства автомобильных дорог в криолитозоне, что сопряжено с рядом трудностей, которые определяются как геокриологическими и климатическими условиями эксплуатации, так и сложностью прогноза теплового режима дорожных одежд и оснований.

Научная новизна связана с полученными автором зависимостями для определения ошибки, возникающей при расчете термического сопротивления дорожной одежды путем замены слоистой конструкции на эквивалентную однослойную со средним коэффициентом теплопроводности.

Статья написана русским литературным языком. Стиль изложения научный.

Структура рукописи включает следующие разделы: Введение (проектирование и строительство автомобильных дорог в криолитозоне, геокриологические и климатические условия эксплуатации, сложность прогноза теплового режима дорожных одежд и оснований, отсутствие универсальных методов предотвращения воздействия негативных криогенных процессов на дорожное полотно в период эксплуатации, криогенные процессы, термическое сопротивление дорожной одежды, глубина оттаивания и скорость промерзания дорожного основания, численное решение тепловых задач с граничными условиями третьего рода, цель исследования), Метод расчета (расчетные формулы для нахождения значения термического сопротивления дорожной одежды для разнородной слоистой конструкции R1 и для эквивалентной однослойной конструкции со средним значением коэффициента теплопроводности R2, коэффициент теплопроводности строительного материала, параметр R2/R1, пример простой трехслойной конструкции дорожной одежды из слоев равной толщины, параметры k и m, которые определяют степень неравенства коэффициентов теплопроводности материалов отдельных слоев, относительная ошибка, возникающая при замене многослойной конструкции эквивалентной однослойной), Результаты и обсуждение (ошибка определения термического сопротивления в зависимости от значения параметров k и m, относительная ошибка определения термического сопротивления в зависимости от значения параметра k при различных значениях параметра m, область допустимой ошибки определения термического сопротивления в зависимости от значения параметра k при различных значениях параметра m), Заключение (выводы), Библиография.

Текст включает три рисунка. Точки в названиях рисунков следует удалить.

Содержание в целом соответствует названию. В то же время название больше подходит для научной монографии, нежели для отдельной статьи. В формулировке заголовка следует конкретизировать предмет и цель исследования («оценка целесообразности использования при моделировании тепловых процессов эквивалентного термического сопротивления и определение ошибки в расчетах при замене слоистой конструкции дорожной одежды эквивалентной однородной конструкцией»), а также отразить специфику журнала «Арктика и Антарктика». Обсуждение полученных результатов практически отсутствует, что затрудняет определение их научной новизны.

Библиография включает 21 источников отечественных и зарубежных авторов – монографии, научные статьи, материалы научных мероприятий. Библиографические описания некоторых источников требуют корректировки в соответствии с ГОСТ и требованиями редакции, например:
2. Eppelbaum L. V., Kutasov I. M. Well drilling in permafrost regions: Dynamics of the thawed zone // Polar Research. 2019. Vol. 38. P. 3351.
3. Zhang X., Feng S.G., Chen P.C. Thawing settlement risk of running pipeline in permafrost regions// Oil Gas Storage Transporation. 2013. № 6. P. 365–369.
6. Панков В.Ю., Бурнашева С.Г. Анализ способов защиты автомобильных дорог от негативных криогенных процессов// Лучшая студенческая статья 2020 : вид сборника ???. Место издания ??? : ЦНС «Наука и просвещение», 2020. С.52–55.
9. Шестернев Д.М., Литовко А.В. Комплексные исследования по выявлению деформаций на автомобильной дороге «Амур» // Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации : материалы докладов XIV Общероссийской научно-практической конференции и выставки. М. : Геомаркет, 2018. С.309–314.
19. Оделевский В.И. Расчет обобщенной проводимости гетерогенных систем// ЖТФ ???. 1951. Т.21. Вып. 6. С. 667–685.
Возможно излишнее самоцитирование (Галкин А.Ф. с соавторами).

Апелляция к оппонентам (Вялов С. С., Жирков А. Ф., Железняк М. Н., Шац М. М., Сивцев М. А., Панков В. Ю., Бурнашева С. Г., Сериков С. И., Шестернев Д. М., Литовко А. В., Кондратьев В. Г., Кондратьев С. В., Бессонов И. В., Жуков А. Д., Боброва Е. Ю., Говряков И. С., Горбунова Э. А., Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С., Дульнев Г. И., Оделевский В. И., Заричняк Ю. П., Eppelbaum L. V., Kutasov I. M., Zhang X., Feng S. G., Chen P. C. и др.) имеет место, в основном, в обзоре литературы. Обсуждение полученных результатов, их сопоставление с данными других авторов практически отсутствует, что нужно исправить.

В целом материал представляет интерес для читательской аудитории, и после доработки рукопись может быть опубликована в журнале «Арктика и Антарктика».

Результаты процедуры повторного рецензирования статьи

В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.

Предмет исследования: является, по мнению автора статьи термическое сопротивление дорожной одежды в криолитозоне. А также сосотоит в выявлении важных теплофизических характеристик, определяющих интенсивность протекания тепловых процессов в конструктивных слоях дорожных одежд и оснований, является термическое сопротивление дорожной одежды.
Методология исследования: Авторы позиционируют классические подходы к определению понятия термического сопротивления слоистой плоской одномерной конструкции, расчетные формулы для нахождения значения термического сопротивления дорожной одежды, определенной толщиной, состоящей из нескольких слоев материалов толщиной с различным коэффициентом теплопроводности.
Актуальность проблемы состоит в отсутствием универсальных методов предотвращения воздействия негативных криогенных процессов на дорожное полотно в период эксплуатации в условиях криогенных процессов как наледеобразование, пучение, морозобойное растрескивание. Автором исследования предпринята попытка анализа температурного ряда. В перспективе исследования должны быть направлены на оценку влияния принятой теоретической модели для расчета термического сопротивления дорожной одежды на конечный результат теплового расчета проектных величин.
Научная новизну автор статьи позиционирует в выявлении простых инженерных зависимостей для определения ошибки, возникающей при расчете термического сопротивления дорожной одежды путем замены слоистой конструкции на эквивалентную однослойную со средним коэффициентом теплопроводности. Для наглядности использован пример расчета термического сопротивления трехслойной конструкции дорожной одежды. Введено понятие «коэффициентов неравенства теплопроводности» материалов конструктивных слоев дорожной одежды.
Новой является оценка целесообразности использования при моделировании тепловых процессов эквивалентного термического сопротивления и определение ошибки в расчетах, которую мы допускаем, заменяя слоистую конструкцию дорожной одежды эквивалентной однородной конструкцией.
Стиль, структура, содержание стиль изложения результатов научный, структура построения и изложения материала выстроена достаточно логично.
Представленные в работе иллюстрации основательно и наглядно иллюстрируют технологию расчёта слоистости дорожного покрытия, соответствуют информационно статистической базе научного исследования, выполнены на высоком иллюстративным уровни.
Библиография обширна, содержит обширный список в основном актуальные источники.
Следовало бы, на наш взгляд, в источник литературы добавить нормативно-правовую базу, определяющую технологию строительства автодорожных покрытий, а также технические рекомендации, отражающие специфику природно-климатических условий функционирования дорожной одежды.
Апелляция к оппонентам в выявлении проблемы на уровне имеющейся информации, полученной автором в результате анализа многочисленного ряда литературных источников.
Выводы, интерес читательской аудитории Приводимый автором вывод резюмирует содержание статьи, выводы статьи является констатирующими, имеется объяснения причин и обозначение перспектив использования, потребитель представленной информации в статье авторами определён - представляет интерес для аспирантов, обучающимся по различным специальностям направления 1.6. «Науки о Земле», а также студентам, обучающимся по специальности 08.02.05 «Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов».