季节性变化下面-基结合状态对路面性能的影响

为研究面-基结合状态对沥青路面的影响,采用Bisar 3.0软件,考虑在季节性变化的条件下,对比分析不同结合状态对长寿命路面、柔性路面及半刚性路面受力状况的影响,并计算了不同控制指标下沥青路面的疲劳寿命。研究结果表明:面-基结合状态的变化对路表弯沉影响相对较小,对层底拉应力、拉应变的影响较大;路表弯沉、基层层底拉应力最大值出现在5月份,沥青层底最大拉应力出现在2、3月份,上、下面层层底拉应变最大值出现在7月份;长寿命结构在以沥青层层底拉应变为控制指标时,疲劳寿命均大于其对应的普通路面结构;柔性基层类长寿命路面及半刚性基层类长寿命路面在设计时应分别以沥青层层底拉应变及基层层底拉应力为控制指标。     

军用机场水泥混凝土道面结构参数变异性

机场水泥混凝土道面结构参数包括板厚、混凝土弯拉强度和弯拉弹性模量、地基反应模量。用钻孔取芯样测板厚,并加工成标准圆柱体试件做劈拉试验,根据试验结果计算出混凝土弯拉强度;用测得的动弯沉反算出地基反应模量。以一个机场的道面作为样本,经概率分布检验,板厚和混凝土弯拉强度符合正态分布;地基反映模量符合对数正态分布。在40多个机场实测道面参数的基础上,得到了所测机场道面结构参数的概率分布的均值和均方差,并确定了道面结构参数的变异范围。提出了各级机场水泥混凝土道面的目标可靠度的建议值,推荐了道面结构参数变异水平分级。     

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。     

长寿命沥青路面结构设计多因素分析

为了研究影响长寿命沥青路面结构设计的关键因素,选取了路面结构设计所需的5种参数,分为4个水平,并采用正交计算方法,利用BISAR3.0程序对不同因素、不同水平下的路面结构内部拉应变、拉应力和基顶压应变进行分析.结果显示:对面层、基层拉应变和基层拉应力影响最显著的因素是基层模量;而对土基顶面竖向压应变影响最显著的因素是面...     

寒区机场道基冻胀预测模型

建立了考虑水热耦合迁移的Clausius-Clapeyron方程,由此推导出机场道基一维垂向冻胀位移的积分表达式,进而建立了寒区机场道基冻胀预测模型,并应用Crank-Nicholson法对预测模型进行数值模拟,预测结果与现场观测值比较接近。     

机场道面混凝土冻融破坏原因分析及处治

机场混凝土道面冻胀起皮是普遍存在的现象,特别是近10年来修建的机场尤为严重。分析了军用机场发生冻融破坏的原因及预防措施,针对各类破坏原因,要从水泥、混凝土配合比、施工养护上采取相应措施。发生冻胀破坏的混凝土道面需要妥善处理,保证正常使用,可用环氧树脂胶泥、快速修复王、水玻璃进行处理。     

某机场道面脱空原因与处治措施

某机场位于河床一级阶地和高漫滩上,2000年初发现道面脱空,近年来又加速了发展趋势,不仅对道面安全使用造成严重威胁,还缩短了道面寿命。经试验分析确定该机场道面是由于饱水的砂砾石基层和粉土地基在飞机反复的冲击荷载作用下,孔隙水压力、地下水位反复升降,潜蚀作用带走细粒物质而使道面脱空。近年来重型飞机的频繁起降,振动荷载作用加剧,使砂土发生液化,潜蚀作用进一步增强,脱空现象加剧。结合现场试验,采用灌浆方法进行处理,经检测效果良好。     

适应大型飞机的机场半柔性道面的力学数值分析

目前国内机场道面主要为水泥混凝土道面、较少的沥青混凝土道面,而半柔性道面在国内机场尚未得到应用。为了研究此类道面的实用性,研究了半柔性道面在具有复杂起落架的大型飞机多轮荷载下的力学响应规律。基于A380飞机,运用ANSYS,建立道面结构模型,在4轮、6轮、10轮、12轮、16轮和20轮荷载组合下进行结构的分析,获取应力、应变、弯沉的变化。经分析得出,多轮荷载组合下存在明显的叠加效应;6轮荷载组合是结构设计中的最不利组合;应多指标控制道面结构分析:以6轮荷载组合控制面层应变、基层应力、底基层应力,以10轮荷载组合控制土基顶面竖向应变,以16轮荷载组合控制弯沉。     

中美机场沥青混凝土道面设计方法对比分析

针对中国民航机场沥青混凝土道面设计方法 (MH法)和美国联邦航空局沥青混凝土道面设计方法 (6E法)之间的差异,在不同飞机类型和交通量(包括单一机型和混合交通)、不同面层厚度的条件下,对沥青混凝土道面基层厚度进行计算分析。结果表明:在单一机型和混合交通下,中国MH法计算的基层厚度比美国6E法要厚;在单一机型下,中国MH法与美国6E法计算出的基层厚度差值随着交通量的增加而变大,随着CBR值的增大而减小;中国民航机场沥青混凝土道面设计方法已无法适应新一代大型飞机的运行要求。     

机场刚性道面结构防冻厚度设计探讨

基于热传导理论建立了土基冻深公式,并利用该公式对本公司设计的黑龙江省伊春民用机场刚性道面结构防冻层厚度进行了验算分析和探讨,最后提出了一些对机场刚性道面防冻胀设计方面有益的建议.     

防止寒冷地区机场水泥混凝土道面冻胀问题的施工措施

为了保证寒冷地区机场水泥混凝土道面的施工质量,在对道面容易发生的冻胀、翻浆和冻融等破坏问题的原因进行系统分析,在此基础上,不但从施工气温、保温措施等基本要求方面提出了施工对策,而且从土方工程施工、混凝土道面工程施工等方面提出了具体措施,可为同类施工项目提供借鉴。     

机场复合道面基层裂缝的断裂力学分析

为了研究基层裂缝对机场复合道面结构的影响,建立了考虑基层裂缝的机场复合道面结构数值计算模型。采用弹性断裂力学理论,利用有限元软件Abaqus分析了不同基层裂缝宽度在对称荷载和非对称荷载作用下对机场道面结构应力的影响,并对混凝土板基层设传力杆与不设传力杆的两种计算模型进行了对比分析。研究结果表明:当不设传力杆时,在对称荷载作用下,基层裂缝宽度对道面应力的影响较小;非对称荷载作用下裂缝宽度对道面结构的影响较大,且A型荷载较B型荷载影响要大。不论对称荷载还是非对称荷载,设传力杆可削弱对机场道面结构的损坏。在裂缝宽度相同的情况下,非对称荷载作用下设传力杆效果比对称荷载作用效果要好,且非对称B型荷载比非对称A型荷载作用效果要好。裂缝宽度越小,传力杆作用越大。     

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。     

多轮荷载作用下的沥青道面结构响应敏感性分析

分析飞机多轮荷载作用下沥青道面表面弯沉、土基顶面竖向压应变、面层底面水平应力、基层或底基层底面水平应力对面层、基层或底基层厚度与模量、土基模量变化的敏感性。依托三维有限元平台对敏感性进行分析,选择B-777作为分析机型;以传统柔性类、沥青稳定类和半刚性道面作为分析结构。52种组合的分析结果表明:各力学响应量对土基都具有较高的敏感性,土基模量由30增至60 MPa的影响要大于60增至80 MPa;除传统柔性道面的面层底面水平应力外,底基层厚度对其他各响应量也具有较高的敏感性;层底的水平拉应力主要受上下层模量比影响,随着模量比的增加,上层底面开始出现拉应力,并逐渐增大,所以最大水平拉应力出现在传统柔性道面结构的面层底,沥青稳定基层的层底,以及半刚性基层的底基层底。     

沥青基隔离层对机场道面疲劳寿命影响评价

文中从道面疲劳寿命角度评价了沥青基隔离层在水泥道面中的结构效应,提出考虑板底脱空的分段式道面寿命计算方法,对设置沥青基隔离层对水泥道面使用寿命的影响进行计算分析。研究证实设置沥青基隔离层能够有效提高道面的使用寿命,脱空发生的越早,设置沥青基隔离层越能够有效避免水泥道面过早疲劳开裂。若无脱空,隔离层实际上增大板中的弯拉应力,但是考虑到板块中产生脱空的必然性,使用隔离层仍然是十分必要的。     

机场水泥混凝土道面脱空病害影响及处治对策

道面脱空是机场水泥混凝土道面常见病害。该文分析了脱空的成因机理,并提出了形成脱空的必要条件。通过建立ABAQUS三维有限元模型,分析了不同脱空面积、不同脱空程度对道面板块荷载应力的影响程度。研究表明,在不考虑接缝传荷且脱空非常严重时,板块内最大弯拉应力增幅超过250%。针对机场特点,提出注浆处治脱空时的关键技术参数确定方法及注浆效果评价方法。     

半刚性基层长寿命沥青路面结构设计指标研究

为了研究国外基于柔性结构提出的长寿命路面设计指标是否适合我国半刚性基层结构的设计,本文采用BISAR3.0程序对我国典型半刚性基层结构和国外典型柔性结构进行了拉应力、拉应变和竖向压应变分析。结果显示,半刚性基层结构内应力、应变分布与柔性结构有较大的差异,故建议在我国半刚性基层长寿命路面设计时,应采取沥青层内最大拉应变、半刚性基层底最大拉应力、土基顶面压应变作为设计验算指标,且基顶压应变值应小于国外提出的200με。     

土基干湿状态对沥青路面结构力学响应的影响

为了探究土基含水量变化对沥青路面结构的影响,针对半刚性基层沥青路面和柔性基层沥青路面,运用BISAR3.0软件分析了沥青路面结构对土基干湿状态的力学响应。分析表明,土基含水量的变化对沥青路面结构的路表弯沉、土基顶层垂直压应变、基层和底基层层底弯拉应力以及拉应变均有明显影响。     

机场道面再生混凝土研究应用现状与发展

在对国内外再生混凝土研究应用现状进行分析的基础上,提出了在机场道面工程中应用再生混凝土的可行性。针对再生骨料的特点,提出了配制机场道面再生混凝土的技术路线、机理与研究方向,为在机场道面工程中研究、配制并铺筑高性能再生混凝土道面提供参考。     

柔性路面基层应力应变的简式计算

在作者已有工作的基础上，对常见路面结构基层的弯拉应力和弯拉应变进行了大量的计算和分析，修改了柔性路面基层弯拉应力回归逼近的数学模型，并提出了基层弯拉应变的回归数学模型，得到了基层弯拉应力和弯拉应变的两上近似公式。精度分析表明，两个近似公式的精度很好，与解析解相比，绝大部分误差可控制在２％以内，可以满足工程设计和理论研究的需要。