温度对机场刚性道面板底脱空评价的影响

为研究温度对机场刚性道面板底脱空评价的影响,依据我国华东某机场实测数据,分析温度影响下刚性道面接缝传荷系数、板边及板角弯沉比的变化规律。结果表明,1 d之内,接缝传荷系数波动较大,弯沉比受温度变化影响显著,且板角位置变化更大;温度影响可能导致截然相反的板底脱空评价结果。温度梯度是引起弯沉比变化的主要因素,可依据二者间良好相关性修正温度对板底脱空评价的不利影响。     

机场道面脱空范围定量分析模型研究

为定量评价机场水泥混凝土道面板板下脱空程度,结合机场水泥混凝土道面结构及弯沉测试的实际,通过采用有限元方法分析了板底脱空范围随板边/板中及板角/板中弯沉比、接缝弯沉比传递系数、地基板相对刚度半径的变化规律,得到水泥混凝土道面板底脱空范围的定量分析模型,在此基础上提出基于现有机场道面弯沉测试的板底脱空范围定量评估方法及流程.分析表明弯沉比不仅与板底脱空尺寸有关,还受到接缝传荷能力、地基板相对刚度半径的影响,不能仅通过弯沉比一个参数判断板底脱空.     

新建机场水泥混凝土道面厚度对弯沉的影响分析

为研究新建机场水泥混凝土道面厚度对弯沉的影响,文中对新建成都天府国际机场道面进行了重型落锤式弯沉仪(HWD)测试,并分析了道面板不同板厚和不同位置处的典型弯沉盆,对比了不同厚度道面板的板边弯沉和板中弯沉,以及板角弯沉和板中弯沉的比值。结果表明,对新建水泥混凝土道面来说,厚道面周围弯沉衰减速度较慢,道面厚度对板边弯沉/板中弯沉和板角弯沉/板中弯沉基本无影响。     

机场水泥混凝土道面实测弯沉值的温度影响分析

为探究机场道面温度状况对实测弯沉值影响的规律,现场测试获得了机场水泥混凝土道面在不同温度下的动态弯沉值。对板中、板边、板角实测动态弯沉值与温度的关系进行了探究,分析了落锤式弯沉仪(FWD)在受温度影响发生变形的道面板上不同放置位置对实测弯沉值的影响,同时研究了机场水泥混凝土道面板的脱空判定与温度的关系。研究结果表明:随着温度升高,板中弯沉值逐渐增大,板边、板角弯沉值逐渐减小,板中、板边、板角弯沉值受温度影响程度逐渐增加;FWD测量位置与所处道面板变形情况不合理将导致弯沉值失真;测试道面板中、板边弯沉可通过线性回归进行温度修正,板角弯沉可通过二项回归进行温度修正,基于道面板温度梯度的弯沉温度修正关系相关性和应用性更好;脱空判定值受温度影响较大,不同时间不同温度情况将出现相悖的判定结果,进行脱空判定时,有必要对脱空判定值进行温度修正。     

水泥砼路面板角弯沉的影响因素分析

利用有限元程序,分析了路面各结构层参数、路面板平面尺寸、接缝传荷能力、板角脱空及脱空与传荷相互作用等因素对FWD板角弯沉值的影响,并建立了接缝传荷与板角弯沉的回归公式.研究结果表明,板角弯沉受面层模量、面层厚度、基层和土基模量影响较大,受基层厚度影响较小;板角弯沉随着板平面尺寸的增大其减小比例在2%以内,正常板尺寸变化情况下可以忽略其影响;接缝传荷修正系数随接缝传荷能力的增加呈指数衰减变化规律;脱空尺寸对板角弯沉的影响较其对其他弯沉影响更为显著;弯沉值在接缝传荷和板角脱空共同作用下的变化比仅受其中一项因素影响时的变化更为明显.     

机场水泥混凝土道面加铺层结构接缝传荷能力分析

采用ANSYS有限元分析软件,建立了考虑接缝传荷能力的机场水泥混凝土道面加铺层结构的足尺9块板三维有限元模型,分析了机场水泥混凝土道面加铺层结构接缝处的应力和弯沉情况,研究了接缝传荷系数随接缝刚度的变化规律。结果表明:机场水泥混凝土道面加铺层接缝处的应力、弯沉及传荷系数随接缝刚度呈S形曲线变化;挠度传荷系数与应力折减系数呈良好的一阶指数增长曲线关系。     

水泥混凝土路面脱空状况下的弯沉分析

采用Winkler地基不等平面尺寸双层双块板模型,分析了基层横向超宽Ba、板角脱空尺寸Lv及不同结构组合对板中、板角弯沉及弯沉传荷效率W、弯沉指数DI的影响。结果表明,不同结构组合中,板中、板角弯沉不同,基层超宽Ba、板角脱空尺寸Lv的变化对板角弯沉影响比较显著,对板中弯沉影响不大。弯沉传荷效率W、弯沉比DI随脱空量变化曲线具有相关性。分析结果可用于水泥混凝土路面板底脱空的评价。     

机场混凝土道面板底竖向脱空量分析模型

通过设定不同温度梯度使道面板翘曲以模拟道面不同脱空程度,采用有限元方法分析了板底竖向脱空量与道面板厚度 h、基层厚度、接缝传荷能力、基层反应模量及道面板材料参数、道面板角中弯沉比、边中弯沉比的相关关系,并通过大量数据分析得到了道面板竖向脱空量的理论分析模型。经机场道面钻芯及弯沉测试数据验证表明,本经验公式预测值完全符合实际情况,可以作为脱空量的判定公式。     

基于反算模量的接缝传荷能力的评价

根据落锤式弯沉仪（FWD）实测弯沉盆的反算模量研究了水泥混凝土路面的接缝传荷能力，提出了以板边弯沉盆反算的面板模量Eb与板中弯沉盆反算的面板模量Ez之比表征接缝传荷系数的方法，通过实际路面结构的验证表明，Eb/Ez很好地表征了接缝的传荷能力和使用性能，可供工程应用参考。     

水泥混凝土路面板底脱空注浆的有效性检验指标

为完善板底脱空注浆检验的指标与方法,以威斯特卡德板角弯沉理论解及落锤式弯沉仪(FWD)实测弯沉盆与路面结构层模量关系为基础,运用有限元方法对威斯特卡德板角弯沉理论进行了尺寸修正和传荷能力修正,研究了脱空尺寸对板角弯沉、不均匀支撑对板中弯沉盆的影响;提出了板底脱空注浆有效性评价的脱空定性评价指标、脱空区充填率定量评价指标、不均匀支撑定性评价指标及其计算方法,并对判定指标进行了现场试验验证。结果表明:检测结果与实际结果具有良好的一致性。     

接缝性水泥混凝土路面接缝传荷能力测试方法探讨

设传力杆的水泥混凝土路面接缝传递荷载的能力会在各种因素的作用下逐渐减小,直至影响路面行车的平顺。通常的做法是实际测试横缝传荷能力后再确定维修方案,目前普遍采用贝克曼梁测试横缝两侧的弯沉,以弯沉比值定义传荷系数。但对于测试车、加载位置、弯沉测试点等没有相关规定,测试结果波动非常大,没有可比性。该文利用三维有限元程序EverFE分析了测试车载重和轮胎接地面积、加载位置、弯沉测试点对水泥混凝土路面横缝传荷系数的影响,结果表明除测试车轮胎接地面积外的其他因素对传荷系数的影响均较大。为此,有必要对水泥混凝土路面接缝传荷能力的测试做出统一的规定。     

水泥混凝土路面脱空评定系统

水泥混凝土路面板下脱空评定是水泥凝土路面结构状况评价的重要组成部分。在大量分析缝边、板角实测荷载－弯沉曲线特征的基础上，本文提出了以传荷状态临界荷载及其对应弯沉为评定指标的脱空评定方法，编制了适合工程实际应用的接脱空评定系统软件。     

装配式水泥混凝土道面在机场抢修中的应用

水泥道面是国内机场应用最为广泛的道面类型，随着大量机场水泥道面进入维护期，水泥道面损坏后修复困难的问题也越来越凸显。装配式水泥混凝土道面具有“集中预制、分散安装”的特点，具有快速、环境能力适应强、经济的优点，是现有水泥道面维护的良好解决方案。现调研了国内外装配式水泥混凝土道面技术的研究现状，介绍了在浦东机场、伊春机场的成功应用案例；指出了应用在机场道面抢修的主要施工工艺和技术要求，提出了装配式水泥道面技术难点在于保证板底的充分填充、道面接缝传力的恢复和道面表面的平整度；经分析认为开发相应的专用设备、实现道面技术的工业化方可解决装配式水泥混凝土道面技术实施的难题。     

HWD测试方法的可靠性分析

重锤式弯沉仪HWD是机场道面检测中的主要设备,一般认为由于实测弯沉值的离散性、非零截距、偶然误差等因素对HWD测试方法的可靠性产生很大的影响,但对其可靠性的定量研究尚十分缺乏。基于美国FAA在国家机场道面测试中心(NAPTF)试验道面采用世界上7种不同型号主流HWD的平行试验数据,对比分析了冲击劲度模量ISM、接缝传荷能力、弯沉测试的非零截距、基层顶面反应模量4个方面的测试结果误差及成果的可靠性。分析结果表明:不同HWD设备在同一测点的ISM测试值相对误差范围为-13.7%~24.5%;接缝传荷能力测试结果的相对误差范围为19.2%~23.7%;所有设备的荷载与道面弯沉值之间存在良好的线性关系并存在一定的非零截距,但其非零截距值一般不超过3μm,而且截距值的出现与传感器采集信号的超前和滞后有关;通过不同HWD设备测试的弯沉值分析得到的基顶模量与实际基顶模量相比,测试误差范围为-33.3%~81.7%。     

基于FWD的水泥混凝土路面脱空与传荷作用机理动力有限元分析

采用动力有限元方法,研讨了基于FWD荷载作用下的水泥混凝土板下基础脱空与接缝传荷间的相互作用机理,以了解不同脱空尺寸和不同传荷能力对面板受力和路表各传感器弯沉盆曲线形状及弯沉盆参数的影响,为有效评定水泥混凝土路面地基脱空提供理论依据和参考。     

机场混凝土道面脱空病害处治方法研究

通过对机场混凝土道面脱空形成机理及成因的分析,提出利用压浆技术对道面脱空进行处理,并对其技术的操作程序和工艺流程进行了介绍。工程实例验证表明,道面板板角压浆处治后其弯沉值大大降低,脱空病害得到了消除。     

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。     

水泥混凝土路面板下地基脱空状况的评定与分析

以重复荷载下的接缝工作特性为基础,通过对第一传荷状态临界荷载及其对应弯沉影响因素的分析,指出脱空对弯沉的影响是显著的,并提出以第一传荷状态临界荷载与对应弯沉为指标的脱空评定模型与评定方法,使评定工作在单板系统基础上进行,排除了接缝传荷状况不确定的影响。最后,给出脱空尺寸与弯沉典型回归关系式,从而能够利用FWD对水泥混凝土路面板下脱空进行快速评定。     

边界弹性支撑地基板在移动荷载作用下的振动分析

刚性道面的接缝都具有一定的传荷能力,充分考虑此点可使设计更为经济合理,因此把刚性道面板建立为运动荷载作用下,弹性半空间地基上四边具有弹性支撑有限矩形板,此模型为一种新的力学模型。然后以单位力作用下的四边简支矩形板为基本系统,通过简化约束,考虑板挠曲面微分方程与振型函数在数学及力学上的相似性并利用互等功定理及变分法原理,求解出在匀速移动荷载作用下该矩形板的动力响应解析解。最后根据机场工程中实测的道面板弯沉值,利用此解析解反算出了板四边弹性支撑的刚度系数。通过该方法可以寻找接缝板动力挠度响应问题的一般规律,进而为从理论上找出动态接缝传荷(传剪)能力问题的一般规律提供参考,最终使有限矩形道面板的设计更加有效合理。     

基层对水泥混凝土路面长期性能的影响研究

采用三维有限元法分析了基层参数,包括基层模量、厚度以及层间接触界面特性对水泥混凝土路面板的荷载应力、温度翘曲应力、路表弯沉以及接缝传荷性能的影响。结果表明:提高基层模量和厚度可以有效降低路面在车辆荷载作用下的应力,提高基层的支承刚度,可以减小板角挠度,防止产生初始局部脱空。提高基层的模量和厚度可以改善基层顶面的挠度分布,合理的基层设计可以有效改善接缝的传荷性能。