復雜條件下機場跑道瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法.pdf

1、隨著航空交通量和大型寬體飛機比例的快速增長，我國一些早期修建的機場跑道，道面結(jié)構(gòu)損壞嚴重，使用性能急劇下降，迫切需要進行結(jié)構(gòu)補強或功能恢復，以提高道面使用性能，延長使用壽命。加鋪瀝青層是改善跑道道面結(jié)構(gòu)和功能性能的有效手段，國內(nèi)外已經(jīng)有不少機場已采用此法實施道面加鋪，并積累了大量成功經(jīng)驗。然而，日益復雜的交通、氣候、道面結(jié)構(gòu)和運行條件，使我國跑道加鋪工程在決策、設(shè)計等方面面臨諸多理論、方法等方面的復雜問題，從而制約了我國機場工程的發(fā)展。

2、 目前，對于機場跑道加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計，國際上已經(jīng)從單純的經(jīng)驗法轉(zhuǎn)向以彈性層狀理論或有限元方法為基礎(chǔ)的力學一經(jīng)驗法。但是，我們?nèi)蚤L期停留在借鑒國外設(shè)計方法或公路工程經(jīng)驗的做法上，并未形成一套適合我國氣候、航空交通和運行條件的做法。建立一套復雜條件下機場跑道瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法，用以指導我國機場同類工程的實施，顯得十分必要和緊迫。 本文依托虹橋國際機場2005年跑道加鋪工程，在深入分析、全面掌握工程所面臨復雜條件的基礎(chǔ)

3、上，充分借鑒國內(nèi)外相關(guān)研究成果，通過試驗研究、現(xiàn)場測試、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、理論分析、數(shù)值模擬、經(jīng)驗總結(jié)等手段，初步建立了復雜條件下我國機場跑道瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法。本文首先針對既有道面結(jié)構(gòu)、功能性能和損壞狀況等三方面加鋪決策因素，提出了相應(yīng)的評價指標及量化標準。同時，通過分析加鋪決策的影響因素，提出了跑道結(jié)構(gòu)性補強和功能性加鋪的判定準則。在既有道面利用方案分類的基礎(chǔ)上，通過分析既有道面病害對加鋪層使用性能的影響機理，提出了相應(yīng)的局部修復

4、措施。然后，采用ABAQUS有限元分析系統(tǒng)，充分考慮舊水泥混凝土板接縫傳荷能力及多層復合道面層間接觸條件，建立了基于全尺寸九板的道面結(jié)構(gòu)力學響應(yīng)三維數(shù)值分析模型，用于分析各種復合道面結(jié)構(gòu)在各類機型全部主起落架作用下的力學響應(yīng)。計算發(fā)現(xiàn)，飛機荷載作用于道面的不同位置，在加鋪層中引起的最大拉應(yīng)力并無顯著差異，在設(shè)計方法中，可以不考慮臨界荷位的影響。但是，復雜起落架構(gòu)型對于跑道加鋪層的荷載疊加效應(yīng)卻非常明顯，設(shè)計時應(yīng)充分考慮多個主起落架之間的

5、相互作用。在此基礎(chǔ)上，采用基于Miner定律的累積損傷原理和通行．覆蓋率理論，以瀝青加鋪層拉應(yīng)力為設(shè)計指標，瀝青加鋪層位于舊水泥混凝土板接縫處的剪應(yīng)力為驗算指標，并參照FAA提出的疲勞方程，建立了機場跑道加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計新方法。最后，應(yīng)用該方法對虹橋國際機場現(xiàn)有道面結(jié)構(gòu)進行驗算，結(jié)果表明：在不進行結(jié)構(gòu)性補強的條件下，現(xiàn)有道面結(jié)構(gòu)可以使用至2013年。 本文針對機場跑道加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計的共性關(guān)鍵技術(shù)問題進行研究，初步建立了復雜條件下我