基于灰色定权聚类理论的机场道面使用性能评价方法

机场道面使用性能评价为道面使用管理和设计维护维修方案提供决策依据.为评价机场道面的使用性能,建立了机场道面使用性能评价指标体系和评价标准,根据指标的相对重要性用模糊一致性理论确定了指标聚类权重值,用灰色聚类理论通过确定灰类的白化函数和构造聚类行向量完成了机场道面使用性能综合评价;利用单一综合指标和状态向量两种方法表示机场道面使用性能评价等级,既便于评价结果排序又能分析评价结果成因.算例分析显示机场道面表面破损和道面摩擦能力减弱是影响机场道面使用性能的主要原因,案例机场道面使用16年后道面使用性能下降为Ⅲ级(中),机场道面维护维修方案应针对道面表面和摩擦能力的恢复进行设计.     

机场道面不平度功率谱特性研究

目前机场道面不平度谱分析的目的大多局限于飞机的动力响应,忽略了道面功率谱特性及功率谱的衰变规律.基于此,实测了4个典型机场跑道的不平度,利用实测数据对机场道面不平度功率谱特性进行研究.通过道面不平度功率谱特性来评价机场道面的使用性能,可为基于道面功率谱密度的量度,对机场道面使用性能进行分级提供理论依据.     

机场水泥混凝土道面使用性能评价的可拓方法

建立了机场水泥混凝土道面使用性能评价的可拓评价模型。研究表明,将可拓学应用于道面使用性能评价是可行的,能够较好地反映各因素对道面使用性能的影响。     

用灰色理论预测机场水泥混凝土道面剩余寿命

道面剩余寿命预测是道面使用性能评价的重要内容。将灰色预测理论引入对道面剩余寿命的预测,建立了机场水泥混凝土道面的剩余寿命预测模型,并结合实例对模型的计算初值进行了改进,提高了模型的预测精度。     

机场道面使用性能参数的灰色预测

本文针对道面结构承受的飞机荷载和环境因素的作用是随机的、复杂多变的；并使用性能受到道面结构材料和施工变异及养护措施等多方面因素的影响，用灰色系统理论对表征道面使用性能的参数（道面强度ＰＣＮ、道面平整度ＰＺＤ、摩擦系数μ、道面破损率ＰＳＬ）进行了预测，取得了满意的结果。可为机场道面的使用管理和养护维修提供决策依据并可用于机场道面使用寿命的预测。     

基于物元分析理论的刚性道面使用性能综合评定

为满足机场道面管理系统发展需要,提出对机场道面综合性能进行评价,通过分析影响机场道面综合评价的各分项指标因素,建立了综合性能评价体系。分析了物元理论在道面综合性能评价中的适用性,据此建立了机场道面综合性能评价的物元模型。该模型以定量数值表示道面属于某等级的程度大小,其中可拓集合关联函数的应用使得机场道面综合性能的多指标评定更为精细化。最后利用该方法对某机场道面综合性能进行了评价,结果表明,该方法可较好地给出道面综合性能等级评定结果,能够完整地反映道面状况的综合水平。     

机场沥青道面含砂雾封层养护效果评价

机场沥青道面在飞机荷载及环境因素综合影响下,使用一段时间后会出现沥青老化、防水性能下降等问题,在其使用性能状况良好、尚未出现明显损坏或损坏程度轻微时实施雾封层养护,是一种较好的预防性养护措施。对某机场沥青道面实施雾封层前后的抗滑性能、防水性能以及构造深度变化情况进行测试,并对沥青道面雾封层养护效果进行了评价。     

基于等效ACN-PCN的机场重载车辆通行性能分析

近年来,机场改扩建工程日益增多,且大多涉及不停航施工,即施工期间有大量诸如挖掘机、推土机、载重卡车等重型工程车辆在飞行区通行。施工期间,重型车辆在现有机场道面不同区域的通行对道面板带来新的荷载负担。因缺乏成熟的机场重型车载道面评估计算方法,重型车辆轮载是否会造成现行道面结构承载性能下降已成为机场管理机构关注的重点问题。有鉴于此,基于民航现行飞机等级号ACN计算规则,以工程重载卡车为例,提出了基于ACN的概念式计算与ACN等效荷载精确计算两种评估重载车辆道面通行能力的评价方法;通过有限元仿真,基于道面板底最大弯拉应力小于容许应力的基本原则,对机场重载车辆通行道面板性能进行精确计算与分析,评估案例机场的重载车辆道面板性能。结果表明重载车辆的ACN概念式计算结果精度较低,与ACN等效荷载精确计算结果相差较大;经过有限元仿真精确计算后的案例机场等效ACN值小于机场通报的最小PCN值,表明该重载卡车满足通行条件;验证了ACN等效荷载道面性能评价方法的可靠性,为机场不停航施工运行安全及工程管理评估提供重要参考。     

机场沥青混合料集料变异性研究

在机场沥青道面施工中,集料变异性对沥青混合料产生直接的影响,从而影响沥青道面的使用性能及寿命。本文通过某机场新建沥青跑道为依托,重点分析研究了集料级配变异性以及集料加工过程对变异性的影响,从而指导施工为提高工程质量起到不可替代的作用。     

机场复合道面PCN计算方法分析

道面等级号(PCN)作为机场道面的主要技术参数,需要机场当局向外公布,随着我国旧机场道面补强工程的实施,如何计算复合道面的PCN是机场当局普遍面临的一个技术问题。该文以我国东部某国际机场跑道加铺工程作为实例,对复合道面PCN计算方法的选择、计算参数的选取、以及PCN的计算过程进行了详细的分析,对于类似工程道面PCN的计算具有一定的参考价值。     

机场沥青道面施工质量控制及评价研究

为减小机场道面施工质量的变异性,从原材料质量、配合比设计、混合料生产,以及现场摊铺进行了试验检测和现场实时监控,通过试验和检测数据,对影响沥青道面质量的主要变异性技术参数进行研究。同时结合机场道面沥青混凝土施工质量跟踪评价以及施工工艺的全程监测,对沥青道面施工质量提出了有效的控制措施。     

抗冻型机场水泥混凝土道面配合比设计方法研究

我国冰冻地区机场水泥混凝土道面普遍存在冻融病害,严重影响了道面的使用寿命,显著增加了机场的维护成本,且对机场运行安全构成隐患.该文分析了我国机场道面设计方法的缺陷,提出通过混凝土引气技术改善道面抗冻性能的方法;从强度和施工和易性两个方面分析了引气对混凝土性能的影响;通过建立设计抗冻标号Fn为混凝土抗冻性能评价指标,结合现有混凝土配合比设计方法,提出了需考虑抗冻性能的机场混凝土道面设计方法.     

基于飞机全尺寸模型的机场道面平整度评价理论研究

针对国际平整度指数IRI在机场道面平整度评价中存在的问题,提出综合考虑道面左右主轮迹带、滑行中线的不平整情况对飞机滑行过程中振动的影响的机场道面平整度评价方法。以飞机全尺寸模型替代目前的1/4车模型,建立飞机六自由度振动方程,以跑道中线左右两个主轮迹带及跑道中线3条测线的道面高程作为输入,通过求解飞机六自由度振动方程得到飞机的横向滚转量、纵向俯仰量以及质心处的竖向振动位移量,在此基础上提出机场道面平整度评价指标-FARI(Full Aircraft Roughness Index)及道面平整度评价流程。希望本文工作能对机场道面平整度评价提供有益参考。     

不同平整度指标在机场道面检测中的差异性研究

为了评价不同平整度指标在机场道面检测中的有效性,选取国际平整度指数IRI、标准差δ、3 m直尺量测的最大间隙h为对象,以西安咸阳机场为例,利用平整度仪测定跑道、平行滑行道(A滑)中心线两侧第一或第二幅板的平整度,分别计算了三个指标值,并运用四种非参数检验方法对任意两指标进行了差异性检验。研究结果表明:IRI与标准差δ对机场道面检测结果具有很好的相似性,没有显著性差异;而最大间隙h对机场道面检测结果与IRI、标准差δ均存在显著性差异,不具备良好的相似性;建议对机场道面平整度评价时,宜采用IRI和3 m直尺测量最大间隙h这两个指标。     

基于感知应变的刚性道面结构强度评价方法

刚性道面结构强度实时准确评价,是保障机场设施耐久与适航安全的重要工作,其中决定性因素为基层顶面反应模量K。依托西南某国际机场智能跑道系统,采集C类飞机通过事件下的刚性道面板动态应变响应状态;通过HWD弯沉测试获取道面初始结构参数,建立机场刚性道面9块板足尺有限元模型,通过考虑轮迹偏移和基层顶面反应模量K值对道面板中监测点位动态应变的影响,建立K值与动态应变响应峰值期望ε值的函数关系曲线;采用桥渡原理,补偿机场刚性道面仿真模型与实际结构之间的偏差,将模拟仿真函数关系转换至实际感知函数关系,基于实测感知应变实时评价基层顶面反应模量。在此基础上,采用当量单轮荷载法建立机场道面强度评价指标PCN值与K值的关系,最终实现基于感知应变的刚性道面结构强度实时评价。     

基于GIS和有限元的机场道面健康监控系统研究

为便于机场道面的实时健康监控,以华中某机场道面为例,建立了机场道面健康监控系统(HMS).首先,运用VB.NET和ARCGIS开发工具建立了机场道面健康监控系统的基本框架.其次,使用ANSYS有限元软件建立了机场道面三维有限元分析模型,分析了机场道面在动力荷载作用下的FWD力学性能.之后,将FWD理论分析数据和实际测量数据保存于HMS数据库之中.最后,通过HMS内机场道面健康监控模块对理论结果和实际数据作出快速响应,从而保证对机场道面的实时在线监控.基于地理信息系统(GIS)和ANSYS有限元分析系统的机场道面健康监控系统为机场道面的管理者提供可视化和实时的机场道面信息,为机场决策者提供强大的管理决策功能.实际测量系统、理论分析系统和GIS的有机结合,能够极大地提高机场道面监控效率,同时,也为机场道面的安全运行提供了有利的保障.     

基于竖向加速度响应的机场道面平整度评价及IRI标准反演

为了制定科学的机场道面平整度评价标准,提出一种基于竖向加速度响应的机场道面平整度评价方法并反演IRI标准。综合考虑飞机的竖向运动、俯仰和侧倾转动,建立6自由度的飞机整机动力学模型及振动平衡方程,并从飞机轮胎的几何滤波效应出发,采用"刚性滚子"轮胎接触模型的有效路形表征不平整道面;同时,构建飞机驾驶员、前舱位、后舱位和重心处的竖向加速度及其最大响应的计算模型,并采用Simulink仿真模块进行快速求解。以某代表C类飞机为例,在服从高斯分布的随机道面激励及不同滑行速度下,综合分析4个代表部位的最大竖向加速度响应的分布特性,建立其对应的非线性回归模型,并以波音公司疲劳标准为据,反演机场道面平整度的IRI标准值。结果表明:与现有标准相比,反演的IRI标准值更为宽松,且跑道的平整度标准比滑行道更严格,与实际中机场道面的平整度评价相吻合。     

机场水泥混凝土道面荷载应力实用计算公式

为建立军用机场水泥混凝土道面在机轮荷载作用下的应力计算公式.通过对有限元程序计算结果进行回归分析,确定计算公式的待定系数和指数值;得出荷载应力的实用公式.该公式对于机轮荷载的应力计算有着较高的精度,为采用可靠度理论进行机场道面设计提供了依据.     

潮汕机场沥青混凝土道面设计与研究

长期以来,我国在机场工程建设中,采用水泥混凝土道面居多,现阶段我国跑道采用沥青混凝土道面(含道面加盖)的机场在20个左右,约占全国通航机场总数的10%,沥青混凝土道面的优越性并没有在我国机场建设中得到体现。通过对潮汕机场沥青混凝土道面设计方案的研究,总结了沥青混凝土道面的相关设计经验。     

聚丙烯纤维对机场道面混凝土性能的影响

探讨了聚丙烯纤维对机场道面混凝土性能的影响。通过试验分析发现:掺入适量的聚丙烯纤维可以提高机场道面混凝土的力学性能和耐久性能,减少机场道面的开裂。