Александр Леонидович Исаков – заведующий кафедрой «Изыскания, проектирование и постройка железных и автомобильных дорог», доктор технических наук, профессор
Новосибирск
Alexander L. Isakov – Professor of the Survey, Design and Construction of Railways and Highways Department, Doctor of Engineering
Novosibirsk
Ирина Николаевна Гудкова – доцент кафедры «Изыскания, проектирование и постройка железных и автомобильных дорог», кандидат экономических наук
Новосибирск
Irina N. Gudkova – Associate Professor of the Survey, Design and Construction of Railways and Highways Department, Candidate of Economic Sciences
Novosibirsk
Бибисулу Соаткулевна Жураева – аспирант кафедры «Изыскания, проектирование и постройка железных и автомобильных дорог»
Новосибирск
Bibisulu S. Zhuraeva – Postgraduate Student of the Survey, Design and Construction of Railways and Highways Department
Novosibirsk
Любое решение теплотехнической задачи, в частности при проектировании противопучинных мероприятий на транспортных магистралях, требует строгого задания температурных граничных условий на дневной поверхности. В случае железнодорожного пути это температура верхнего слоя балластной призмы. Априори она складывается из двух составляющих – температуры воздуха и так называемой температурной поправки, определяемой солнечной радиацией. В данной работе проведен анализ влияния температурной поправки на результаты теплотехнических расчетов, а именно глубины промерзания-оттаивания грунтов земляного полотна в холодных регионах. Приведено описание натурных экспериментов по количественной оценке влияния солнечной радиации на изменение температурного режима поверхности балластной призмы. Описана методика определения температурной поправки, зависящей от таких основных факторов, как широта местности, температура воздуха, степень облачности и число альбедо. Разработана компьютерная программа, реализующая приведенную методику. Выполненное сравнение расчетных и экспериментальных данных температурной поправки позволило сделать вывод о корректности приведенной методики для выполнения практических расчетов температурной поправки на солнечную радиацию при определении температурного режима поверхности балластной призмы применительно к теплотехническим расчетам земляного полотна железнодорожного пути. Установлена степень влияния таких исходных параметров методики расчета, как число альбедо и показатель облачности, на величину температурной поправки в различных климатических зонах. Выявлена чувствительность результатов расчета глубин промерзания-оттаивания земляного полотна к возможной ошибке в задании температурной поправки, определяющей верхнее граничное условие теплотехнической задачи. Показана особая роль учета температурной поправки при теплотехнических расчетах в криолитозоне.
Any solution of a heat engineering problem, in particular, when designing anti-heaving measures on transport lines, requires a strict specification of temperature boundary conditions on the daylight surface. In the case of a railway track, this is the temperature of the upper layer of the ballast prism. A priori, it consists of two components – air temperature and the so-called temperature correction determined by solar radiation. In this paper, an analysis of the influence of temperature correction on the results of thermal engineering calculations is carried out – the depth of freezing and thawing of subgrade soils in cold regions. The description of full-scale experiments on the quantitative assessment of the influence of solar radiation on changes in the temperature regime of the surface of the ballast prism is given. A method is described for determining the temperature correction, which depends on such main factors as the latitude of the area, air temperature, the cloudiness index, and Albedo of the ballast. A computer program has been developed that implements the above method. The performed comparison of the calculated and experimental data of the temperature correction made it possible to conclude that the above methodology is correct for performing practical calculations of the temperature correction for solar radiation when determining the temperature regime of the surface of the ballast prism in relation to thermal engineering calculations of the subgrade of the railway track. The degree of influence of such initial parameters of the calculation method as Albedo of the ballast and the cloudiness index on the value of the temperature correction in various climatic zones is established. The “sensitivity” of the results of calculating the depths of freezing and thawing of the subgrade to a possible error in setting the temperature correction, which determines the upper boundary condition of the heat engineering problem, is revealed. The special role of taking into account the temperature correction in thermal engineering calculations in permafrost is shown.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.