基于足尺试验的机场沥青道面轮辙发展与预测

轮辙是引起沥青道面过早破坏的重要因素,飞机地面滑行渠化交通显著,由轮辙病害引起的道面平整度与舒适性问题突出.为此,建立飞机轮组-地基-沥青道面结构体系仿真分析模型,提出适应轮组荷载特征的等效循环加载方式,依托NAPTF (National Airport Pavement Test Facility)足尺沥青道面轮辙试验,验证仿真结果的适用性与可靠性,并开展加载时间间隔与环境温度等多因素分析.研究结果表明:考虑轮载作用横向偏移效应,轮辙总宽度达到轮组宽度的3倍,轮辙断面曲线有多处转折点与以往单一凹陷面特征明显不同;循环加载时间间隔对轮辙发展影响显著,经过150 s间隔后沥青面层回弹变形趋于稳定,可兼顾分析效率需要;前10%循环加载次数对轮辙变形的贡献超过40.4%,可基于初始轮辙建立指数型轮辙发展预测公式,对循环加载全过程拟合度高于96.4%,轮辙分析效率有明显提高.

飞机轮载作用下轮辙断面特征与评价指标研究

普通轮辙试验与实际道面状况下的轮辙断面特征存在较大差异,导致轮辙指标代表性不足。选取美国道面性能测试中心(NAPTF)CC5试验数据,利用ABAQUS建立三维柔性道面结构体系轮辙分析模型,通过半正弦波形加载曲线模拟移动循环加载过程,在验证模型合理性与适用性的基础上,提出符合复杂轮辙断面特征的评价指标。再现了因飞机荷载作用位置横向偏移引起轮辙曲线产生多个弯折点的分布特征,提取了弯折特征点的轮辙深度值,经处理得到平均轮辙深度和标准差。分析结果表明:平均轮辙深度和标准差可较好地描述轮辙全断面特征;环境温度因素对轮辙变形分布及发展影响显著,50℃条件下平均轮辙深度较CC5试验结果高出40%,标准差增幅达70%。