Thermal protection of roads in the permafrost zone

Galkin, Aleksandr; Pankov, Vladimir

doi:10.5937/jaes0-34379

Cited by 14 publications

(5 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Если предполагается использовать в конструкции дорожной одежды бинарные теплоизоляционные смеси [10][11][12], то, определяющий экономическую эффективность комплекс (критерий эффективности) будет иметь вид (5) где Cc -стоимость материала связующего, руб./м 3 ; Cm -стоимость материала наполнителя, руб./м 3 ; λcn -коэффициент тепло-проводности бинарной смеси, Вт/м•К; m -концентрация наполнителя в смеси, д.е.…”

Section: материалы и методы исследованияunclassified

“…Материальные и финансовые издержки на поддержание автомобильных дорог криолитозоны в рабочем состоянии, как отмечают авторы работ [4][5][6], довольно значительны. При этом в широких инженерных кругах давно утвердилось мнение, что избежать влияния многих негативных криогенных процессов на безопасность, повысить надежность эксплуатации и продлить безремонтный период дорог возможно путем использования теплоизоляции дорожных оснований [7][8][9] или использованием специальных теплозащитных слоев в дорожных одеждах [10][11][12]. При этом предлагается использовать различные теплоизоляционные материалы, как однородные, так и специальные смеси, состоящие из теплоаккумулирующего связующего материала и гранул синтетического теплоизоляционного наполнителя, например, пенополиуретановых гранул.…”

unclassified

See 1 more Smart Citation

Selection of Thermal Insulation Material for the Structural Layer of Road Clothing

Galkin¹,

Zheleznyak²,

Zhirkov³

2022

УСЕ (ACNR)

View full text Add to dashboard Cite

Актуальность проблемы обоснована кратким анализом литературных источников, содержащих результаты исследований по влиянию температурного фактора на эффективность и безопасность эксплуатации автомобильных дорог в криолитозоне. Анализ показал согласованность мнения профессионального сообщества в том, что, создавая дорожные одежды с дополнительным теплоизоляционным (теплозащитным) конструктивным слоем, можно снизить негативное влияние криогенных процессов на дорожное полотно и существенно повысить надежность эксплуатации автомобильных дорог в криолитозоне. Предложен новый способ оперативной оценки экономической эффективности использования различных материалов для теплоизоляционного слоя, при проектировании дорожных одежд. Введено два новых понятия: «единица термического сопротивления» и «единица термической проводимости». Показано на конкретном примере, как с помощью новых единиц оперативно оценить эффективность использования различных теплоизоляционных материалов при проектировании дорожных одежд в криолитозоне. Рассмотрены не только однородные материалы, но и бинарные смеси, состоящие из теплоаккумулирующего связующего и теплоизоляционного наполнителя различной концентрации. Получен простой критерий оценки эффективности использования различных материалов в конструктивных теплозащитных слоях дорожной одежды, не зависящий от проектного термического сопротивления теплозащитного слоя. Установлено, что выбор экономически эффективных материалов для конкретного проектного решения не зависит от физических характеристик дорожной одежды и основания и полностью определяется критерием, численно равным произведению стоимости единицы объема (кубического метра) строительного материала на коэффициент его теплопроводности.

show abstract

Section: материалы и методы исследованияunclassified

unclassified

Selection of Thermal Insulation Material for the Structural Layer of Road Clothing

Galkin¹,

Zheleznyak²,

Zhirkov³

2022

УСЕ (ACNR)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…It was noted that to increase the reliability and safety of linear structures, such as roads, in the permafrost area, it is necessary to consider the influence of the thermal factor on the exploitation characteristics of the road surfaces and foundations during the design and construction stages [7][8][9]. To decrease the negative impacts of cryogenic processes it is proposed to use special thermal insulation structures [10][11][12] and mixtures of materials with the required thermal insulation and thermal accumulation properties [13][14][15]. When choosing the design solutions, the accuracy of the forecast of the thermal regime of automobile roads in the permafrost area largely depends on the accurate determination of thermal physical properties of construction materials of the road and the road foundation soil [16][17][18][19].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Calculation of thermal conductivity coefficient of a binary mixture

Galkin

Pankov²,

Fedorov³

2023

E3S Web Conf.

View full text Add to dashboard Cite

A correct consideration of the thermal factors during the design phase of civil engineering structures in the permafrost area determines their reliable and safe exploitation. Among the important indicators in selection of design solutions is the thermal conductivity coefficient of the construction materials used. The thermal conductivity coefficient is usually chosen from reference tables, but when using mixtures, the thermal conductivity coefficient is determined through a calculation. The aim of the present research was to compare the calculated values of thermal conductivity coefficient of binary mixtures (a mixture of a binding material and a filler) obtained using Lichtenecker and Schwerdtfeger formulas. The comparison was conducted in the range of properties of materials used for thermal accumulation and thermal insulation mixtures. It was determined that for thermal accumilation binary mixtures the calculation results are quite similar within a wide range of initial values. For thermal insulation binary mixtures, the calculation results are significantly different. The divergencies are by hundreds of percents. At the current stage of research it is impossible to make a conclusion about suitability of either calculation method to determine the thermal conductivity of a thermal insulation binary mixture.

show abstract

“…In the engineering community, significant attention is devoted to development of means and methods of protecting the linear structures in the permafrost area from adverse thermal impacts. Usually, application of various thermal insulation materials decreasing or eliminating thawing of the road foundation soils is proposed [17,18,19]. When selecting a thermal insulation material to use in road construction, the maximum thaw depth of the road foundation permissible by the technical design is set.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Influence of air temperature on thaw depth of a road foundation

2023

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The expected thaw depth of the foundation soil is one of the parameters influencing the selection of technical solutions of road design in the permafrost area. The purpose of this research is a quantitative assessment of the degree of influence of air temperature on thaw depth of the road foundation soil in the permafrost area. A standard formula to calculate thaw depth of melting bodies of flat symmetry obtained through a solution of the one phase Stefan problem at boundary conditions of the first kind was used for the analysis. An algorithm using an analytical formula to assess the influence of the main initial parameters and accuracy of their determination on the resulting value, the thaw depth of the soil, is proposed. The results of the calculations are presented in a graphical form displaying the influence of average air temperature and the accuracy of its setting on the thaw depth of the road foundation soil. It was determined that the degree of change in thaw depth is non-linear and depends on both the average air temperature and on the accuracy with which it is set. For every average air temperature value there is a specific measure of required accuracy for thermal calculations so that the error of thaw depth determination does not exceed the permitted error. A 3D chart showing the expected percentage error in thaw depth forecasting depending on the average air temperature and the accuracy of its setting for an array of initial values was created.

show abstract

Thermal protection of roads in the permafrost zone

Cited by 14 publications

References 6 publications

Selection of Thermal Insulation Material for the Structural Layer of Road Clothing

Selection of Thermal Insulation Material for the Structural Layer of Road Clothing

Calculation of thermal conductivity coefficient of a binary mixture

Influence of air temperature on thaw depth of a road foundation

Contact Info

Product

Resources

About