机场道面温度应力的试验研究

通过对某机场水泥砼道面温度场和温度应变的现场实测 ,在此基础上提出了水泥砼机场道面温度场和温度应变场的变化规律 ,最后采用理论分析计算与实测温度应力 (应变 )进行比较 ,以验证理论计算的正确性     

机场道面评价体系研究

以ICAO的有关技术文件和中国相关技术规范为依据, 依托上海虹桥国际机场, 从道面调查评价的目的、内容、依据和方法, 道面评价管理的一般流程, 道面性状评价、适应性分析及剩余寿命预估的理论和模型, 道面损坏成因分析和修复对策, 以及道面评价制度等方面, 总结建立了机场道面评价体系, 为中国机场道面管理系统的开发应用提供了技术基础     

复合式机场道面结构设计方法

将沥青面层抗反射裂缝疲劳寿命和水泥混凝土板弯拉疲劳强度作为复合式机场道面的设计依据, 基于复合式机场道面荷载应力、温度应力及抗反射裂缝疲劳寿命的计算式, 借鉴民用航空运输机场水泥混凝土道面结构设计方法和公路水泥混凝土路面结构设计方法, 提出了以荷载与温度综合疲劳弯拉应力和沥青面层反射裂缝疲劳寿命为设计指标的复合式机场道面结构设计方法, 以单层、双层、三层的面层结构组合方案进行对比设计。设计结果表明: 面层采用双层的改性沥青混凝土方案时综合疲劳应力为4.84 MPa, 抗反射裂缝疲劳寿命为699 362次, 满足设计要求, 是一种经济可靠的结构组合方案, 因此, 设计方法可行。     

纤维格栅增强机场双层道面荷载应力分析

为了分析纤维格栅增强机场水泥混凝土双层道面加铺层的荷载应力,采用ANSYS建立机场双层道面三维有限元模型,以J-8飞机荷载为计算荷载,选取机场水泥混凝土道面加铺层层底最大拉应力、层间剪应力、旧水泥混凝土道面板底最大拉应力、加铺层表面弯沉为考察指标.计算了机场双层道面层间接触对荷载应力的影响,并利用正交设计分析机场道面结构参数对荷载应力影响的显著性.研究表明：层间摩擦系数对机场水泥混凝土加铺层层底拉应力与层间剪应力影响较大;机场水泥混凝土双层道面各结构参数对加铺层层底最大拉应力都显著相关,应该作为机场水泥混凝土加铺层设计的主要分析指标;加铺层厚度和基础弹性模量与所考察的4个指标都显著相关.因此,在进行机场水泥混凝土道面加铺层设计时,必须重视基础处理技术并合理控制加铺层厚度.     

机场水泥道面切缝倒角应力分析

为比较机场刚性道面切缝槽口不同倒角形状对减小应力集中的效果,评估倒角工艺对道面功能性能的影响,运用ANSYS分析软件建立道面板切缝位置有限元模型,在道面接缝节点间分别设梁单元和弹簧单元模拟接缝传荷作用,以Boeing777作为荷载机型,对6种不同倒角形式切缝边缘位置的荷载应力和温度应力进行对比分析,并通过现场试验对道面的平整度和摩擦系数进行测试。分析结果表明:各种切缝形式均能明显改善切缝位置的应力状况,距离切缝愈近位置,改善程度愈明显,不同切缝形式对减小应力集中的程度相差较大,其中半径为6mm的圆弧倒角效果最佳;各种切缝构造对道面平整度和摩擦系数的影响较小,均满足技术要求。     

机场刚性道面接缝设计探讨

基于对现行道面设计规范的分析,同时结合设计经验,对机场刚性道面板的接缝设计进行了探讨,最后给出了几点建议。     

飞机对机场道面的随机动压力

把机场道面平整度假设均值为零的平稳随机场，引入随机过程理论，描述了该随机场的几种统计特征，并把飞机简化为双自由度振动系统，利用频率响应函数的概念获得了飞机对不平整道面的随机动力谱，还对实测随机动力的方法进行了探讨。     

机场道面合成纤维混凝土的耐久性

为了提高道面混凝土的耐久性, 在室内对单丝聚丙烯、网状聚丙烯和聚丙烯腈纤维混凝土进行了抗渗性、抗冻性和耐磨性试验。抗渗性试验采用静水压力法和氯离子渗透法, 抗冻性试验采用快冻法, 耐磨性试验采用滚珠轴承法。试验结果表明: 当纤维体积率为0.10%时, 合成纤维混凝土的抗冻性和抗渗性比普通道面混凝土提高了40%~160%, 纤维混凝土的耐磨度比普通混凝土提高了23%~50%;合成纤维的体积率为0.15%~0.18%时, 混凝土的抗渗性与抗冻性最好。     

机场复合道面剩余寿命预估方法

分别运用美国联邦航空局(FAA)基于弹性层状体系理论的道面设计方法(LEDFAA)、中国民用机场水泥混凝土道面设计方法(APDMC)与PCI衰变模型, 建立了复合道面剩余寿命的预估方法, 比较了3种方法的预估结果及其适用性。计算结果表明: 3种预估方法确定的剩余寿命较为接近, 最大偏差为3.2 a, 最小偏差仅为0.1 a, 引起偏差的原因在于不同预估模型采用的控制指标不同。基于LEDFAA设计方法的预估结果对土基模量很敏感, 基于APDMC设计方法的预估结果对混凝土的弯拉强度非常敏感, 而PCI能够全面地反映道面的使用性能, 因此, 在有足够历史数据的条件下, 采用PCI衰变模型预估道面的剩余寿命。     

钢纤维混凝土快速修补机场道面的应用研究

近年来,钢纤维混凝土凭借其较好的抗拉、抗折和阻裂增韧等性能,被越来越广泛地应用于机场道面、桥面和公路路面等工程中。目前,人们对钢纤维混凝土的基础理论（本构关系、阻裂机理等）和在道面或路面工程中的应用研究得较多,且已取得较大进展,但对钢纤维混凝土道面的薄层研究、钢纤维混凝土的综合经济评价研究甚少,需要进一步的完善。     

机场沥青道面碾压机械配置方法

为了做到碾压机械配置合理有效，分析了常用碾压机械的性能和沥青道面铺筑的特点，提出了从沥青拌和厂的产量、摊铺机的生产效率和摊铺厚度、施工气候条件等因素综合选择并确定碾压机械的类型与型号。结合机场跑道沥青铺筑实践，对碾压作业段长度、碾压速度与压实度的关系、压路机有效工作时间系数等影响碾压机械配置的因素进行了系统试验研究，提出了计算压路机生产率的方法，并给出了从压路机的轮宽、碾压遍数、有效作业段长度、摊铺机的速度及宽度等参数合理配置碾压机械的方法与计算公式。通过三个机场工程的实际应用，计算结果表明碾压机械配置效果良好。     

复合式机场道面荷载型反射裂缝影响因素分析

为了考察结构参数对复合式机场道面荷载型反射裂缝的影响规律和显性关系,基于线弹性断裂力学理论和平面应变假设,应用ABAQUS有限程序首先分析了在反射裂缝扩展过程中结构参数对复合式道面裂缝尖端应力强度因子的影响,然后利用正交设计,选取结构参数作为考察因素,计算裂缝尖端应力强度因子,并进行极差和方差分析。研究表明：随着裂缝不断扩展,Ⅰ型应力强度因子不断减小,Ⅱ型应力强度因子不断增加;土基模量、面层厚度对Ⅰ型反射裂缝有显著影响,基层模量对Ⅱ型反射裂缝也有显著影响,加固地基是复合式机场道面结构设计中效果最明显的一种抗反射裂缝措施．     

钢纤维混凝土快速修补机场道面的应用研究

近年来,钢纤维混凝土凭借其较好的抗拉、抗折和阻裂增韧等性能,被越来越广泛地应用于机场道面、桥面和公路路面等工程中。目前,人们对钢纤维混凝土的基础理论(本构关系、阻裂机理等)和在道面或路面工程中的应用研究得较多,且已取得较大进展,但对钢纤维混凝土道面的薄层研究、钢纤维混凝土的综合经济评价研究甚少,需要进一步的完善。     

机场道面蝴蝶结、撑杆加固模板技术

结合成都双流国际机场老站坪改造工程道面模板施工,介绍了采用蝴蝶结、撑杆加固模板的施工过程。     

机场道面及其下部地基脱空的测试方法

分析了机场跑道重锤式弯沉仪、探地雷达、面波与映像的测试结果, 判别了机场刚性道面板底部脱空、下部地基沉陷与地基空洞变形, 对比了不同脱空深度和位置下的波谱特点, 研究了基于应力波与电磁波的道面脱空测试方法的有效性与优越性, 并对测试精度进行现场钻芯验证。验证结果表明: 传统重锤式弯沉仪测试数据为道面表层荷载位移, 无法反映跑道道面板底部土基沉陷变形与脱空缺陷; 面波测试深度较大, 采样数据可反映道面板下部地基变形与脱空状态; 映像方法测试道面板底部反射波性状, 可实现对道面板结构层底部脱空的判定; 以上3种测试方法均为间隔采样, 受采样点数目限制, 对跑道整体状态代表性不足, 无法克服由采样点间距导致的评价误差; 探地雷达测试方法可实现连续状态测试, 测试范围覆盖率为100%, 且雷达测试数据与传统测试数据符合率为95%, 并经8样本点钻芯试验验证孔底脱空测试精度为87.5%, 但雷达测试结果对脱空的量化分析不足, 需依托面波测试与映像测试结果对脱空测试结果进行有效验证。     

基于GIS的机场道面管理系统

总结国内外建立机场道面管理系统的先进经验,根据机场道面管理和GIS的特点,构建了机场道面管理系统的基本结构和机场的分区管理模式,研究了建立机场道面的空间数据库和属性数据库的方法及其管理方法,介绍了系统关于GIS的主要功能。实践证明该方法符合实际．对建立基于GIS的机场道面管理系统是可行的。     

机场沥青道面管理与预防性维护对策

为了提高机场沥青道面的使用寿命, 降低其养护与管理费用, 分析了其类型、特性与应用现状, 研究了其主要影响因素与破坏机理, 提出了相应的管理与预防性维护对策。研究发现: 建立严格的管理机制, 禁止超载, 加强日常维护与培训飞行员正确使用道面是减少破损的有效方法; 对现有病害类型, 提出了表面处治及改性稀浆封层等薄层修补维护方法; 根据不同季节的气候特点与水温条件的变化规律, 按照“预防为主, 防治结合”的原则, 针对季节性病害根源, 因地制宜地采取有效的技术措施, 做好季节预防性养护工作; 加强道面状况评估, 把握最佳养护时机和制定合理的养护标准可有效提高机场沥青道面的使用性能。     

机场水泥混凝土道面使用寿命的改进灰色预测模型

为了准确预测机场水泥混凝土道面使用寿命,根据道面的使用性能特点,确定道面破损度为道面使用寿命的控制指标.采用灰色系统理论建立了道面使用寿命灰色预测模型,利用计算原点残差的方法检验模型的精度,并采用数据序列中最近时间点的实测值为求解的初始条件改进模型求解过程.研究结果表明:机场水泥混凝土道面破损度与道面使用时间呈指数型递增关系,道面剩余使用寿命随使用时间呈指数型衰减;道面破损度预测值与实测值的误差不超过5%,因此,该模型有效,可用于定期检测的道面.     

基于足尺试验的机场沥青道面轮辙发展与预测

轮辙是引起沥青道面过早破坏的重要因素,飞机地面滑行渠化交通显著,由轮辙病害引起的道面平整度与舒适性问题突出.为此,建立飞机轮组-地基-沥青道面结构体系仿真分析模型,提出适应轮组荷载特征的等效循环加载方式,依托NAPTF (National Airport Pavement Test Facility)足尺沥青道面轮辙试验,验证仿真结果的适用性与可靠性,并开展加载时间间隔与环境温度等多因素分析.研究结果表明：考虑轮载作用横向偏移效应,轮辙总宽度达到轮组宽度的3倍,轮辙断面曲线有多处转折点与以往单一凹陷面特征明显不同;循环加载时间间隔对轮辙发展影响显著,经过150 s间隔后沥青面层回弹变形趋于稳定,可兼顾分析效率需要;前10%循环加载次数对轮辙变形的贡献超过40.4%,可基于初始轮辙建立指数型轮辙发展预测公式,对循环加载全过程拟合度高于96.4%,轮辙分析效率有明显提高.