应急机场土质道面疲劳变形特性模型试验

为分析应急机场快速修建工程的合理道面结构形式,采用人工加载和道面电液伺服疲劳试验机加载2种方式,对由压实土基、稳定土基层（底基层）和功能性面层组成的典型道面结构疲劳变形特性进行了模型试验.研究了土质道面结构的累积塑性变形、回弹弯沉和弯沉盆曲线随飞机荷载、施加荷载频率和荷载作用次数的变化情况及其平面分布规律.试验结果表明:累积塑性变形随加载频率增大而增大,累积塑性变形与加载次数呈对数关系;弯沉盆曲线形状类似“S”型曲线,可采用四次曲线方程进行拟合;道面结构的早期整体回弹模量增长较快,7~60 d龄期内整体回弹模量可达200~500 MPa,在数万次通行次数下,土质道面的回弹弯沉小于1 mm,表明提出的土质道面结构形式能够满足应急机场强时效性的要求.      

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。     

机场道面高频振捣密实混凝土弯曲疲劳性能演化特征

为了验证高频振捣滑模摊铺工艺的可靠性及其对含大粒径骨料(最大粒径为40 mm)干硬性混凝土疲劳演化特征的影响, 分别采用小型机具施工工艺(低频振捣)和滑模施工工艺(高频振捣)在郑州新郑机场摊铺40 cm厚混凝土道面板; 对现场切割试件与室内相同配比成型的试件(尺寸均为150 mm×150 mm×550 mm)进行了弯拉强度与疲劳试验, 测量了跨中梁底应变和竖向位移; 根据可靠度理论分析了不同工艺成型混凝土小梁的弯曲疲劳寿命概率分布特征, 建立了弯曲疲劳方程, 进一步分析了试件的弹性模量衰减特征和梁底残余拉伸应变演变规律。研究结果表明: 高频振捣工艺能使混凝土更加致密, 试件平均疲劳寿命较低频振动成型试件长约27%;双对数疲劳方程能够很好地表征含大粒径骨料道面混凝土的疲劳行为; 高应力水平下高频振捣成型混凝土疲劳寿命比室内成型混凝土长4%, 低应力水平下高频振捣成型混凝土疲劳寿命比室内成型混凝土长18%以上; 混凝土抗弯拉弹性模量随加载循环比的增加基本呈线性衰减特征, 试件临近破坏时的抗弯拉弹性模量为初始模量的50%~80%;在重复荷载作用下, 梁底轴向残余应变随加载次数的增加而增大; 提出的4种典型演化形态可表征不同应力水平下混凝土残余应变的复杂增长趋势; 骨料粒径增大是导致试件疲劳性能演变规律离散性的主要原因, 疲劳荷载作用下的累积损伤和骨料依次失效过程是混凝土残余应变演化曲线出现明显台阶特征的主要原因。研究结果为进一步通过足尺环道加速加载试验建立室内试验与现场足尺道面板性能关联方程奠定了基础。     

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。     

简易机场道面结构的疲劳特性试验

为了分析简易机场的合理道面结构, 依托陕西西安、湖南耒阳的室内外试验段, 利用直径30cm刚性承载板模拟机轮荷载圆, 使用反力架、千斤顶及疲劳试验机, 通过人工和机械定点重复加载模拟飞机通行, 研究了薄层沥青混凝土面层+水泥稳定细粒土基(垫)层道面结构在重复荷载作用下的疲劳特性。试验结果表明: 推荐道面结构早期承载能力较高, 在60d龄期内, 整体回弹模量为200~300MPa, 弯沉小于1mm; 此时道面可承受飞机荷载几万至十几万次的起降通行而不破坏, 并保持良好的使用性能; 推荐道面结构的疲劳特性可以满足简易机场的应急使用需求。     

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.     

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。     

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。     

环氧沥青混凝土复合铺装结构疲劳试验研究

水泥混凝土桥面铺装整体结构的疲劳特性是决定铺装层使用寿命的关键.通过对双层沥青铺装层结构的复合梁以及"水泥混凝土板+双层沥青混合料铺装"三层复合结构的疲劳试验,对水泥混凝土桥面铺装层复合结构的疲劳性能进行了研究,同时考虑了层间防水粘结层的影响.结果表明当微应变为700×10-6时,"环氧沥青混凝土+SMA"结构的疲劳寿命是其他类型铺装结构的1.4倍;"水泥混凝土板+环氧沥青混凝土+SMA"三层复合结构的疲劳寿命是其他类型铺装结构的2.1倍.结论表明"环氧沥青+SMA"复合铺装结构适宜于水泥混凝土桥面铺装.     

水泥混凝土桥梁沥青混凝土铺装层的疲劳性能

为了提高水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装的使用寿命, 以复合梁试验评价不同的桥面沥青铺装结构的疲劳性能, 采用有限元法分析荷载作用下复合梁试件具有与实际梁体一致的应力响应, 并采用复合梁疲劳试验测试不同桥面沥青铺装层组合的疲劳寿命。由试验结果可知, 复合梁破坏模式与桥梁铺装实际破坏形式一致, 相同的铺装结构在加入防水粘结层后寿命可增长8倍, 铺装材料加入纤维可使疲劳寿命增长20%以上; SMA和纤维加筋的AC组合是本次试验中的最优结构。     

沥青路面裂缝修补技术与灌缝材料分析

服务年限内的沥青路面普遍存在大量的开裂病害,为了保证沥青路面的使用性能,有效的做好预防养护工作,需要及时而有效的进行裂缝修补工作.在综合分析众多裂缝修补工艺和灌缝材料性能优劣的基础上,简要介绍沥青路面裂缝修补技术及灌缝材料的性能评价体系.此外设计一套用于评价灌缝材料高温粘附性的室内试验流程,并据此开展室内试验,验证评价四种常用灌缝胶的材料性能和修补效果.     

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。     

水泥混凝土路面填缝料疲劳试验研究

水损坏是水泥混凝土路面破坏的主要原因,采用填缝料对缝进行有效的密封是保证混凝土路面使用寿命的有效措施。但现行规范对填缝料的疲劳寿命尚无评价方法。研究发明出一种疲劳试验仪,可以实现对填缝料的疲劳寿命进行有效评价。     

水泥混凝土路面接缝病害分析及填缝料技术应用

该文分析水泥了混凝土路面填缝料在拉伸及剪切作用下的受力情况,并根据接缝填缝料的技术要求对常用填缝料进行各种性能分析,指出接缝施工的质量要求及工作要点.     

无胀缝水泥混凝土路面可行性力学分析

本文考虑各种最不利条件下的参数,采用与实际拟合良好的公式对无胀缝混凝土路面的行车荷载及温度应力进行了较为详细的计算和分析,得出了无胀缝水泥混凝土路面可行性结论。     

水泥混凝土路面接缝张开量影响因素分析

接缝是水泥混凝土路面的重要结构,同时也是水泥混凝土路面的薄弱环节。在调查分析水泥混凝土路面接缝类病害的基础上,指出接缝张开量大小与填缝料变形相匹配是保证接缝具有良好使用性能的重要因素之一,进而系统分析温度状况、湿度状况、基层类型、接缝间距、车辆荷载对接缝张开量的影响,为水泥混凝土路面接缝张开量数值分析敏感性因素提供参考。     

钢纤维混凝土桥面铺装疲劳性能试验研究

为研究＂剪力件＋钢筋网＋普通混凝土＂和＂剪力件＋钢纤维混凝土＂2种桥面铺装方案的抗疲劳性能,设计了5个桥面铺装结构模型,探讨了钢纤维、钢筋网、剪力件间距等对混凝土桥面铺装疲劳性能的影响规律.试验表明：剪力件间距对试件疲劳受力性能影响不明显;钢纤维混凝土结合剪力件的铺装方案克服了钢筋网难以定位的弱点,其抗疲劳性优于普通混凝土铺设钢筋网的铺装方案,且钢纤维能很好的限制混凝土中微裂缝的形成与发展.建议可以在混凝土桥面铺装层中取消钢筋网,而采用钢纤维混凝土结合剪力件的桥面铺装方案.