公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计方法研究

从公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计的理论基础、设计指标与控制标准,以及道面结构力学响应、设计流程和步骤等方面进行分析。研究结果,得到了飞机荷载和汽车荷载的等效换算关系,提出了公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计方法。     

关于沥青混凝土道面公路飞机跑道结构设计方法的分析与研究

从公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计的理论基础、设计指标、控制标准、道面结构力学响应分析、设计流程及步骤等方面进行分析研究,提出了公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计方法。     

重型飞机对机场道面影响的计算

新一代飞机重量和尺寸的增大是机场道面维护人员面临的一个挑战。机场集团组织专家、ＴＢＶ顾问Ｇ Ｒ·伍德曼评估了规划中的重型飞机对跑道道面的影响，对道面设计方法和飞机／道面分级系统存在的问题进行了分析。     

基于模糊AHP-TOPSIS法的湿和污染跑道状况评价方法

为对湿和污染跑道道面状况进行评价，保障飞机运行安全，建立了以污染物类型、污染物最大深度和污染物覆盖率为单项评价指标的湿和污染跑道道面状况综合评价体系，并将跑道的湿和污染状况划分为四个等级。采用层次分析法（AHP）来确定各单项评价指标的权重，再由优劣解距离法（TOPSIS）计算待评价的湿和污染跑道道面状况在最优解和最劣解间的位置，然后根据模糊综合评价中的梯形隶属度函数，最终确定湿和污染跑道道面状况所在等级，实现了对湿和污染跑道道面状况的合理评价。实例应用及分析表明：通过定性与定量相结合的方法来量化各单项评价指标的权重，结合并发挥不同组内评价方法的优点，可有效利用检测信息，综合反映并评价湿和污染跑道道面状况，确定湿和污染跑道道面状况的等级。     

跑道动荷载与国际平整度指数关系研究

跑道平整度是体现机场道面性能的重要参数,该文基于公路路面平整度与动荷系数之间的关系,通过建立飞机在道面滑跑状态下的力学平衡方程,得到了考虑飞机升力作用下国际平整度指数IRI与动荷系数之间的定量关系.结合某机场的平整度实测结果,分析了跑道不同区域的力学状态,研究成果可为机场道面性能评估与维护以及道面力学性能的研究提供参考.     

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。     

机场水泥混凝土道面接缝优化技术研究

接缝病害是水泥混凝土道面的主要损坏类型之一。除了飞机轮载作用和自然环境影响之外,接缝槽口的形状和尺寸对病害的形成也有一定的影响。该文基于有限元分析方法,对比研究了6种不同接缝形式下,接缝边缘位置的荷载应力和温度应力,发现接缝倒角技术能够明显改善接缝位置的应力状况。而浦东机场三跑道和虹桥机场二跑道系统的工程实践证明,接缝倒角技术不仅可以降低道面维护费用,而且还能提高道面使用的安全性和可靠性,具有明显的经济效益和社会效益。     

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。     

改性沥青在机场道面的应用分析

针对我国改性沥青的研究现状和在机场道面中的应用情况，对改性沥青道面的技术要求、改性剂的选择、改性沥青加工方法、工程应用情况和影响改性沥青道面寿命的因素等问题进行了系统的分析探讨，其目的在于提高机场改性沥青道面的修建技术，保证施工质量，为机场沥青跑道的铺筑服务。     

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。     

基顶支撑不均匀度对道面板厚度影响分析

为研究土基基顶反应模量不均匀性对机场跑道结构力学性能的影响规律,针对基顶反应模量分布不均匀度及交通荷载耦合作用对混凝土道面板的受力进行有限元分析,分析相同轮载下为保证刚性道面板受力安全时基顶支撑不均匀度对混凝土道面板厚度的影响,探讨不同机型轮载对应不同道面板厚度情况下的基顶支撑不均匀度控制的临界参数。分析结果表明:混凝土板弯拉应力随着基顶支撑不均匀度的增加而增大,其影响随飞机轮载不同而存在差异,为避免道面产生严重损伤,需要增大道面板厚度。对于需要运行A320飞机的跑道,当道面铺设厚度为0.36、0.38和0.40 m时,基顶支撑不均匀度最大值分别不宜超过38%、57.5%和70%。对于拟运行B737-800飞机的跑道,当板厚为0.36 m时板的弯拉应力超过限值而发生弯拉破坏;道面铺设厚度分别为0.38、0.40 m时,为保证道面板受力安全的基顶支撑不均匀度最大值分别不宜超过33%和62%。     

基顶支撑不均匀度对道面板厚度影响分析

为研究土基基顶反应模量不均匀性对机场跑道结构力学性能的影响规律,针对基顶反应模量分布不均匀度及交通荷载耦合作用对混凝土道面板的受力进行有限元分析,分析相同轮载下为保证刚性道面板受力安全时基顶支撑不均匀度对混凝土道面板厚度的影响,探讨不同机型轮载对应不同道面板厚度情况下的基顶支撑不均匀度控制的临界参数。分析结果表明:混凝土板弯拉应力随着基顶支撑不均匀度的增加而增大,其影响随飞机轮载不同而存在差异,为避免道面产生严重损伤,需要增大道面板厚度。对于需要运行A320飞机的跑道,当道面铺设厚度为0.36、0.38和0.40 m时,基顶支撑不均匀度最大值分别不宜超过38%、57.5%和70%。对于拟运行B737-800飞机的跑道,当板厚为0.36 m时板的弯拉应力超过限值而发生弯拉破坏;道面铺设厚度分别为0.38、0.40 m时,为保证道面板受力安全的基顶支撑不均匀度最大值分别不宜超过33%和62%。     

混凝土块体模拟隧道岩体的微地震监测研究

在实验室内预制混凝土块体，利用该块体模拟隧道施工中前方岩体。采用混凝土块体无裂缝、有裂缝、裂缝间夹软土三个分项试验分别模拟隧道掌子面前方岩体的不同状况，通过人工敲击混凝土块体监测得到微地震信号，再对三个分项试验微地震台站的波形传播规律、峰值振动速度、平均振动速度进行分析对比。通过本试验及波形分析证实微地震监测技术可以鉴别出隧道掌子面前方存在裂缝或溶洞以及它们中存在软土的情形，从而指导隧道施工做出及时、正确的对策。     

美国联邦航空管理局机场道面试验中心足尺试验介绍

为了应对大飞机的超大荷载对机场道面带来的破坏,并由此可能引发的飞机安全事故,美国联邦航空管理局(FAA)建立了国家机场道面试验中心(NAPTF)致力于机场道面结构的研究,NAPTF于2000年开始进行不同机场道面结构的足尺重复加速加载试验,采集了大量的重复加载下路面结构响应数据.FAA机场道面试验中心进行的足尺试验,包括足尺试验设计、路面结构形式、加载信息以及结构响应等,足尺试验很好地反映了路面破坏的整个过程,其成果已用于对目前道面设计中所采用的力学模型的修正等方面.     

观音机场飞行区道面拉毛压槽新技术应用探讨

该文首先回顾了国内外关于机场道面技术的研究和发展,对道面抗滑能力机理进行了分析,介绍了跑道道面拉毛压槽做面新技术设计原理,并对拉毛压槽做面新技术的施工工艺特点、材料要求及道面验收测试结果等作了详细阐述。     

差异沉降下机场刚性道面的结构响应与容许沉降分析

目前对跑道横向差异沉降的研究较少,且其沉降控制标准尚无定论。为此,文中依托西南某机场,针对不同跑道宽度及不同沉降幅值的余弦式差异沉降,采用数值模拟的方法,研究横向差异沉降下道面结构响应特征,提出横向差异沉降容许值。研究表明:道面结构响应受跑道宽度和沉降幅值的综合影响,沉降幅值越大,道面各层的变形量及板底拉应力也越大,且出现层间分离现象;跑道宽度越大,道面各层的沉降跟随性越好;对于3C、4E、4F等级跑道,横向差异沉降率应分别控制为0.26%,0.14%,0.1%。     

跑道助航灯光二次电缆线槽的结构响应分析

跑道不停航加铺工程要求在较短的时间内完成助航灯光的恢复或者更新工作。由于工艺流程简单,对其他工序影响较小等原因,二次电缆一般采用嵌入式线槽结构。但对道面结构将产生较多的不利影响。该文采用ABAQUS软件,通过有限元数值分析,对比了嵌入式和预埋式二次电缆线槽结构在飞机荷载作用下的结构响应规律。通过两种结构对于道面结构的力学影响机理分析,论证了预埋式施工技术的合理性,为逐步推广应用预埋式线槽结构提供了理论依据。     

日本机场沥青道面加铺半柔性材料的研究

近年来,日本学者对半柔性材料进行机场道面的快速修补技术进行了大量研究。该文主要介绍日本在这一方面的研究近况:通过室内试验,分析了半柔性材料的力学特性;在其基础上,大规模地铺筑试验道面,进行飞机荷载作用下的疲劳试验,以掌握半柔性道面的施工性能及路用性能;以应变为控制指标,结合有限元法和多层弹性层状理论,提出机场沥青道面加铺半柔性材料的结构设计方法。     

考虑接缝影响的机场水泥混凝土道面结构响应

接缝是机场水泥混凝土道面结构的重要组成部分，通过分析道面接缝传荷机理，考虑大型军用运输机复杂起落架构型和多轮荷载的作用特点，以伊尔-76为例，采用弹簧单元模拟道面板的接缝传荷，基于“地基-道面结构-飞机轮载”的相互作用，利用有限元软件建立了足尺9块板水泥混凝土道面三维有限元模型。应用该模型，计算了飞机多轮荷载作用下水泥混凝土道面结构的力学响应，对比了考虑与不考虑接缝的差异，并与美国EverFE2．0模型计算结果进行了对比。研究表明所建模型可较好地模拟道面接缝的作用机理，计算应力能更合理地反映道面结构的受力状况。     

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。