基于累计损伤的刚性道面结构性能评价方法

针对民用机场道面结构性能评价技术进行研究,探讨了道面结构累计损伤分析原理.按轮迹服从正态分布采用通行覆盖率计算覆盖作用次数,用累积疲劳损伤替代了“设计飞机”在交通量换算中的作用,直接计算各型飞机对道面结构总的累积疲劳损伤用于结构性能评价,提出基于累计损坏原理的道面结构性能评价技术流程.实例分析表明：该方法计算结果更合理,适应大型飞机复杂起落架荷载作用下的水泥混凝土道面结构评价.     

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。     

大型飞机荷载作用下站坪结构对地基土附加应力的影响分析

基于轴对称荷载层状弹性理论,可得垂直均布荷载作用下分层地基土的解析解;利用BISAR3软件进行计算,分析了在大型飞机多轮荷载作用下,刚性及柔性道面各结构层刚度及厚度变化时,对地基土附加应力的影响。分析结果表明:刚性道面相对于柔性道面,土基内应力扩散较大,土基顶部附加应力相对小了46 %左右;无论对于刚性道面或柔性道面,各结构层厚度变化的影响均要大于刚度变化的影响。此分析方法,可为机场站坪沉降及道面设计提供参考。     

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。     

军用机场沥青混凝土道面交通量换算

将飞机的主起落架的形式分为单轮、双轮和双轴双轮，双轴双轮按轮径比分为3种类型；建立以飞机作用下道面结构层最不利位置的应力疲劳等效和道面结构厚度一致的交通量换算原则，推导出了不同起落架之间交通量的换算公式；经设计验证，其交通量换算公式是正确的。     

机场道面翻修补强时的加铺层厚度控制——利用统计学原理优化道面加铺层的厚度

修建机场道面和公路路面加铺层是恢复机场道面和公路使用品质的重要形式。在荷载和自然条件的作用下，机场道面和公路路面经过长期的使用变得起伏不平，给加铺层的厚度设计带来了一定困难。本文将统计学原理应用于机场旧道面和公路路面加铺层的厚度设计，对加铺层的厚度设计进行优化，完善了加铺层的厚度设计方法，取了良好的效果，做到了技术可靠和经济合理的统一，其基本原理对道面的刚性和柔性支设计均适用。     

Nampula-Cuamba道路升级改造工程路面结构设计

结合莫桑比克Nampula-Cuamba道路升级改造项目，针对道路设计中路面结构的组成及厚度的确定进行阐述。通过分析计算结构层应力-应变，采用南非路面结构设计规范，对路面结构的疲劳寿命、车辙等设计指标进行了计算，从而最终确定路面结构设计。     

香港新机场道面设计原理

香港新机场是本世纪末世界重要建筑工程之一，文中就香港机场设计中机场道面厚度，结构层设计，道面选择，填方压实处理，道路结构等有关技术内容进行了论述。     

南苏丹朱巴国际机场跑道道面层间工作状态

为了评价机场跑道道面层间工作状态,建立适用于非洲热带地区机场的典型柔性道面加铺结构模型,依托南苏丹朱巴国际机场改扩建项目,借助ABAQUS有限元软件分析道面在B767-200飞机荷载作用下的层间工作状态,并与BZZ-100标准荷载计算结果进行对比。结果表明:在2种荷载作用下,道面受剪最不利位置均出现在轮印前缘附近;加铺层材料的模量和及其厚度的增加均能降低最大剪应力的数值,且厚度较模量对最大剪应力的影响更为显著;设置柔性层可有效降低层间剪应力。     

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.     

现行中美民用机场刚性道面设计方法对比分析

运用现行中国民航总局的刚性道面设计方法(力学经验法)与美国联邦航空局(FAA,Federal Aviation Administration)的刚性道面设计方法(FAARFIELD法),在两种单一飞机条件下,分别对不同基层厚度、面层设计强度、交通量的情况进行刚性道面面层的厚度设计,对得出的54组数据进行对比分析;同时,为反映机场实际交通情况,拟定两组多种飞机进行设计对比。结果表明:在单一飞机条件下,民航总局力学经验法的面层设计厚度明显大于FAA的FAARFIELD法,厚度差值随基层厚度和面层设计强度的增加而增加,随交通量的减小而减小;在多种飞机条件下,民航总局的力学经验法面层设计厚度亦明显大于FAA的FAARFIELD法,中国现行民航机场刚性道面设计方法趋于保守。另外,中国机场设计方法计算繁琐,受制于板边弯矩影像图,精确度受到一定影响,建议引入计算机程序和三维有限元理论。     

水泥混凝土修补道面结构参数敏感性分析

为研究尺寸和厚度等因素对水泥混凝土道面修补效果的影响,运用Ansys有限元软件建立混凝土道面板的修补模型,分别对单轮和温度荷载作用下新旧道面之间的黏结应力进行计算分析,改变道面板修补尺寸、厚度、温度、混凝土弹性模量和膨胀系数等参数,探究道面板水平和竖直黏结面黏结应力对这些参数的敏感性。结果表明:修补混凝土的长宽比接近于1时,水平黏结面的剪切应力和竖直黏结面的拉应力都达到最小值;0.06～0.08 m的修补厚度,可以保证修补结构具有合理的受力状态;当外界温度上升时,修补混凝土发生膨胀,水平黏结面产生剪切应力,竖直黏结面产生压应力;选用与旧混凝土弹性模量相近的材料有利于减小黏结面的应力;进行道面修补时必须选用与旧混凝土膨胀系数一致的材料,防止产生过大应力导致修补黏结面的破坏。     

水泥混凝土路面温度应力影响因素的有限元分析

利用ansys12.0有限元软件建立考虑层间接触条件的水泥混凝土道面结构三维实体模型,主要分析了道面面板尺寸、厚度、弹性模量、温度梯度和线膨胀系数等因素对面板中温度应力的影响规律,研究结果可为水泥混凝土道面的设计和使用提供参考。     

机场土基工程典型问题与处理对策

<正>0引言土基是机场工程重要的组成部分,是道面结构的最下层,承受着由面层传来的飞机荷载和上部结构的自重,对道面结构的支承和稳定具有决定性作用。一个既均匀稳定又坚实的土基,是保证道面结构正常工作的前提。如果土基的强度或稳定性不足,在飞机荷载作用下,即使采用很坚固的面层,也无法避免道面结构发生各种病害或破坏。机场工程建设的实践表明,无论是     

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。     

虹桥国际机场平滑道道面状况评价与维修对策

通过道面损坏状况调查与评价,全面掌握了虹桥国际机场A滑行道K0～K2段道面损坏类型、等级及其空间分布规律等。结果表明,该区段范围内主要以结构性损坏为主,而角隅断裂是其中最普遍的病害类型;PCI评价结果表明,多数单元处于中及中等以下水平;道面损坏在空间分布上则主要集中于滑行道中间3块板。根据道面FWD弯沉测试和结构参数反算的结果,分别采用ACN-PCN强度评价和道面适应性厚度评价方法,对结构性能进行综合评价,结果表明现有道面结构的承载能力已无法满足航空交通运行的需求。综合考虑道面损坏状况和结构性能两方面的评价结果,建议对A滑行道K0～K2段道面实施大修工程,并推荐采用全结构翻修的技术方案。     

计算民用机场刚性道面面层厚度的疲劳消耗方法

现行民航机场刚性道面计算方法需要先选定设计飞机,然后将其他机型的运行架次都折算成设计飞机架次再进行板厚计算。由于机轮荷载应力与起落架构型、几何参数、胎压、轮载等存在复杂的关系,实际上很难导出不同机型间运行架次的换算关系。根据计算,现行架次换算式存在不能实现等效疲劳换算的重大缺陷。鉴此,本文提出了根据疲劳损耗确定道面面层厚度的计算方法。其优点是无需选用设计飞机,从而避免了架次换算方法不完善带来的问题或设计飞机选取不当可能引起的错误。此外,本方法还具有计算可靠性高、能分辨每种机型在道面疲劳损耗中所占份额和便于道面剩余寿命估算等优点。     

机场水泥混凝土道面水膜厚度试验研究

针对雨天飞机在有水膜覆盖的水泥混凝土道面上滑跑时,易发生滑水现象引发交通事故的问题,利用人工降雨模拟试验,获得了水泥混凝土道面在3种不同降雨强度、5种不同排水长度及5种不同坡度变化下的水膜厚度试验数据。采用极差分析法,得到了水膜厚度影响因素的主次顺序。利用Minitab软件对试验数据进行回归分析,建立了水泥混凝土道面水膜厚度计算模型,并使用模型得到了不同平面尺寸道面在达到NASA试验水膜厚度时对应的降雨强度值。结果表明,在影响水膜厚度的3个因素中,排水长度起主要作用,降雨强度次之,道面坡度作用最小;3个影响因素均与水膜厚度显著相关,其中路表水膜厚度随道面排水长度的增大而明显增大,随降雨强度的增大而增大,随道面坡度的增大先迅速减小,然后减小趋势变缓;在2.90 mm/min的降雨强度下,60 m宽双面坡水泥混凝土机场跑道边缘水膜厚度达到4.09 mm,200 m宽度的飞机停机坪边缘达到NASA试验水膜厚度7.62 mm;以咸阳机场二期工程为例,绘制了在降雨强度1.954 mm/min下,指廊间停机坪的水膜厚度等值线图,其中机坪中部左右两端位置的水膜厚度预测值超过12 mm,与2.03 mm/min实际降雨强度下,停机坪该位置实测结果 13.8 mm及14.6 mm相吻合,说明计算模型可靠度高,可用于指导工程实践。     

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。     

多次加铺的复合道面疲劳寿命分析

为解决多次加铺的复合道面加铺层使用寿命远低于设计值的问题,利用ABAQUS建立了多次加铺和一次加铺至相同厚度的复合道面三维有限元模型,分析了两种道面模型的力学响应,得出结论:新旧道面的层间状态对剪切力和拉应变的影响较大,将新旧加铺层简化为同等厚度的沥青道面的计算结果将偏小,将会导致设计偏于不安全。根据多次加铺的复合道面层间最大剪应力沿道路深度的分布点位和变化趋势可知:加铺沥青层后,原道面层间剪应力减小,但无论加铺几次,面层剪应力均最大;随着加铺次数的增加,沥青道面层间最大剪应力逐渐增大,并且在层间接触处出现突变,突变值随加铺次数的增大而增大。这说明加铺沥青层并没有改善道面表层的受力状态,相反,随着加铺次数增加,层间结合状态和复合荷载作用等的影响增大,反而会导致表层应力增大,最终加剧表层损伤。