机场混凝土道面裂缝光纤监测技术研究

在机场道面健康监测方面,国内外目前还没有可定量的、长期有效的监测方法。本文通过分析机场水泥混凝土道面的开裂机理、光纤传感器的传感原理,并与传统传感器进行比较,提出了机场水泥混凝土道面裂缝光纤传感器的设想,探讨了机场混凝土道面裂缝传感技术在未来的应用前景．     

基于ADAMS仿真确定飞机着陆道面动荷载

为了合理确定机场刚性道面设计中的动载系数,减少道面荷载现场测试的工作量,利用ADAMS软件进行仿真研究,分析了飞机着陆时道面的竖向荷载、纵向水平荷载和横向水平荷载的动态响应规律.通过改变飞机着陆时的俯仰角、滚转角、初始下降速率和初始机轮离地距离4个主要参数,分析道面受载情况的敏感性,并利用白噪声线性滤波法生成不同等级道面,研究了不同平整度下道面的动态响应规律.研究结果表明:初始下降速率从0 m/s增大到3 m/s时,动载系数从0.677增大到1.623;着陆水平荷载主要为纵向水平荷载;飞机对H级道面的动荷载最大值比A级道面增大68.71%.     

水泥混凝土道面腐蚀问题及预防

通过对机场道面的腐蚀破坏机理分析，提出了有效防止水泥混凝土道面腐蚀破坏的新途径。     

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。     

基于表面构造的水泥混凝土道面抗滑模型

利用T10型测试车测试了某机场水泥混凝土跑道不同区段摩擦因数,利用照相法和特征描述法对道面不同尺度的构造进行了特征分析,基于测试结果,探讨了道面构造对其摩擦因数的影响规律,提出了基于构造特征参数的道面抗滑能力表达模型。根据对道面宏观、粗观和细观构造特征参数的相关分析,构建了基于构造特征的道面抗滑摩擦因数模型。研究结果表明:构造特征相近的道面,其构造深度为0.6～0.7cm时,摩擦因数为0.40～0.42;构造特征差异较大时,构造深度分别为0.70、0.78cm的区域,摩擦因数分别为0.43、0.75,构造特征对摩擦因数的影响不可忽视;基于道面构造特征的参数化分析,采用道面抗滑摩擦因数模型可定量分析旧道面抗滑性能。     

基于数据驱动的机场水泥混凝土道面性能退化预测

针对机场道面性能退化过程的精确预测问题，本文采用数据驱动的机场道面预测性维护方法，通过指示变量将两种数据集进行联合分析，考虑机场道面性能退化过程受飞行交通量和道面面层厚度的影响，以机场道面性能状况指数衰变的非线性函数为期望函数，建立一种机场道面性能退化双参数预测模型；根据模型的参数估计结果，采用边际效应分析结合预测性能曲线图示，对不同飞行交通量水平和不同道面厚度等级的道面性能退化过程预测进行分析。结果表明，采用数据驱动和非线性混合效应方法，搭载联合估计技术，能较为显著地提高机场道面性能退化预测的精度和效果。     

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     

镐头机拆除刚性道面动力损伤分析

为合理确定刚性道面的拆除工艺参数,采用ABAQUS软件,建立了刚性道面的实体有限元模型,对镐头机钎杆半正弦波冲击荷载作用初期刚性道面的动态响应进行了模拟,系统分析了镐头机荷载参数和道面结构参数对刚性道面竖向位移和板底拉应力响应的影响规律.模拟结果表明:镐头机冲击荷载的大小及其作用位置对刚性道面动态响应有显著影响;板底最大拉应力受面层厚度影响较大,而道面竖向位移对面层厚度变化不敏感.在算例条件下,当接缝传荷能力小于80%时,结构动态响应才发生显著变化;为减小对保留板的动力损伤,拆除板板边30 cm范围内不宜使用镐头机拆除.      

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。     

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。     

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.     

APP改性沥青油毡在旧水泥混凝土路面改造中的应用

以徐州G104机场路为依托工程,从APP改性沥青油毡抗反射裂缝的试验模拟研究着手,对其在旧水泥路凝土路面改造中的应用方案、技术参数和现场施工技术进行系统探讨,对应用效果进行检测和评价。结果表明,采用APP改性沥青油毡作为旧水泥混凝土路面改造的层间抗裂材料,可有效防治反射裂缝的发生和扩展,同时降低旧水泥路改造的工程造价。     

Theoretical Development and Engineering Practice of Pavements in China

This paper presents a comprehensive review of historical theory development and current construction practice of pavement engineering in China. Mechanical models, design guides, construction techniques, evaluation methods and maintenance standards are elaborated for Portland cement concrete (PCC) pavements and asphalt concrete (AC) pavements. Differences in design methodology among pavements of rural highways, urban roads and airport fields are discussed based on service requirements.Lessons and experiences based on the past 20 years' construction practice and pavement performance are summarized. Current research areas in pavement engineering associated with unconventional geological and/or landscaping in China's highway construction and national strategic plan for pavement engineering are also covered.     

Structural Design of Pavement Overlays Based on Functional Parameters

This paper reports a practical pavement overlay design methodbased on PCI (Pavement Condition Index). Current pavement investigation method (JTJ 073-96) is compared to the ASTM D 5340, which is the standard test method for airport pavement condition evaluation initially developed for US Air Force. The deficiency in the calculation of PCI based on field data in JTJ 073 is discussed. The proposed design method is compared to AASHTO overlay design method with good agreement. The paper concludes with an example illustrating how the existing pavement structural capacity is related to pavement distress survey results. The presented design method can be used in the design for overlay rehabilitation of pavements of highways, urban streets and airports.     

沥青混凝土跑道道面安全评价研究

首先归纳总结沥青混凝土跑道道面的常见损坏类型,然后通过对沥青混凝土道面损坏状况的实地调查和记录,鉴别其损坏类型、判别损坏程度,再运用层次分析法对各损坏类型的权重进行赋值,最后利用模糊综合评价方法评价某机场道面的安全性.结果表明,该方法具有更高的实操性,特别适合维护成本相对较低且施工速度快的沥青混凝土道面跑道.