Стаття

Отримано 03.03.2025

Доопрацьовано 02.05.2025

Прийнято 28.06.2025

Взято з Том 29, № 1, 2025

Сторінки 63 -71

Korshak, A. (2025). Analysis of inverse calculation methods for the elastic modulus of aerodrome pavements based on FFWD tests. The National Transport University Bulletin, 29(1), 63-71. https://doi.org/10.33744/2308-6645-2025-1-60-063-071

Аналіз методів оберненого розрахунку модуля пружності аеродромних покриттів на основі випробувань FFWD

Аліна Коршак

У статті преведено порівняльний аналіз сучасних методів оберненого розрахунку модуля пружності шарів аеродромних покриттів на основі даних, отриманих із випробувань дефлектометром падаючої навантаги (Fast Falling Weight Deflectometer, FFWD). Об’єкт дослідження – методи оберненого розрахунку. Мета роботи – аналізування сучасних методів оберненого розрахунку для визначення модулів пружності аеродромних покриттів на основі даних FFWD випробувань Методи дослідження – для досягнення мети роботи використовувалися наступні методи: аналіз, синтез, систематизація, узагальнення, формулювання висновків. Розглянуто основні підходи, що застосовуються в інженерній практиці та наукових дослідженнях: класичний метод багатошарової еластичної системи, динамічне числове моделювання з використанням скінченних або спектральних елементів, методи оптимізації, а також хвильові методи, що враховують повну часову історію прогинів. Було проаналізовано переваги та недоліки кожного методу за критеріями точності результатів, залежність від дефектів покриття, необхідність у вихідних даних, складність розрахунків і практичне застосування. Врахування динамічних ефектів суттєво підвищує точність оцінювання модулів, але вимагає складного моделювання і детальних вихідних характеристик. Для кожного з методів наведено приклади з літератури та результати їх порівняння. Отримані результати можуть бути корисними при проєктуванні, діагнуванні та моніторингу технічного стану аеродромних покриттів. На основі проведеного аналізу запропоновано рекомендації щодо вибору оптимального методу залежно від конкретних умов дослідження, цілей діагностики та наявності даних. Узагальнення дозволяють систематизувати ключові характеристики методів, що сприятиме підвищенню ефективності процесу оцінки технічного стану аеродромних покриттів. Результати дослідження мають важливе значення для практичних інженерних задач, пов’язаних із проєктуванням, експлуатацією та моніторингом інфраструктури аеродромів

аеродромне покриття; дефлектометричні випробування; обернений розрахунок; модуль пружності; FWD; несуча здатність
  1. Bilyakovich O. I., Tarasyuk S. V. Research on the operational condition of airfield coatings. Bulletin of the National Transport University. 2021. No. 2. P. 33–41.
  2. Tarefder, R. A., & Ahmed, A. (2013). Consistency and accuracy of selected FWD backcalculation software for computing layer modulus of airport pavements. International Journal of Pavement Engineering, 14(2), 123–132. DOI: 10.1080/10298436.2012.693051
  3. Munir, M., & Mohammad, L. N. (2010). Evaluation of resilient modulus predictive models using LTPP data. Transportation Research Record, 2186(1), 40–49. DOI: 10.3141/2186-01
  4. Varma, S., Kutay, M. E., & Levenberg, E. (2013). Viscoelastic backcalculation of traffic speed deflectometer measurements. Transportation Research Record, 2369(1), 75–84. DOI: 10.3141/2369-05
  5. Zhang, K., Zhang, H., & Zheng, J. (2019). Back-Calculation of Soil Modulus from PFWD Based on a Viscoelastic Model. Mathematical Problems in Engineering. DOI: 10.1155/2019/1316341
  6. Singh, D., Kumar, P., & Reddy, K. S. (2021). Prediction of back-calculated layer moduli using cuckoo search algorithm for pavement asset management at a network level. International Journal of Pavement Research and Technology, 14(2), 220–229. DOI: 10.1007/s41062-021-00553-6
  7. Al-Qadi, I. L., Elseifi, M. A., & Carpenter, S. H. (2023). Effects of Transverse Cracks on the Backcalculated Layer Properties Using FWD Data. Journal of Nondestructive Evaluation, 42(2), 45–57. DOI: 10.1007/s10921-023-00978-2
  8. Wang, H., Xie, P., Ji, R. (2020). Backcalculation of Airfield Pavement Layer Moduli Under HWD Testing. In: Accelerated Pavement Testing to Transport Infrastructure Innovation. Lecture Notes in Civil Engineering, vol. 96, Springer, Cham.
  9. Elie Y. Hajj, Rami Skaff, Peter E. Sebaaly, Xiaolong Ma, Heyang Qin, Feng Yan. (2024). Enhancing Pavement Assessment With Dynamic Backcalculation: A Dynamic FE Approach. DOT/FAA/TC-24/13.
  10. Kameyama, S., Himeno, K., Kasahara, A., Maruyama, T. (1999). Backcalculation of Pavement Layer Moduli Using Genetic Algorithms. Proceedings of the 8th International Conference on Asphalt Pavements.
  11. Bouriaud, F., Roult, G., et al. (2016). Backcalculation of airport pavement moduli and thickness using the Lévy Ant Colony Optimization Algorithm. Construction and Building Materials, Volume 119, 2016, Pages 288-295.
  12. Ketcham, S. A. (1993). Dynamic Response Measurements and Identification Analysis of a Pavement During Falling-Weight Deflectometer Experiments. Transportation Research Record 1415.

https://doi.org/10.33744/2308-6645-2025-1-60-063-071