基于FD法和信息熵建立的模型在民用机场水泥混凝土道面接缝嵌缝材料配方比选中的应用

水泥作为我国现阶段我国民用机场建设的主要建筑材料之一,其应用越来越广泛,现阶段,我国民用机场中的很多场道工程采用水泥混凝土路面,由于水泥混凝土具有较大的热胀冷缩性能,为了避免水泥混凝土由于外部环境的变化造成的热胀冷缩问题给机场在使用中带来的不便,水泥混凝土道面接缝嵌缝材料的选择就显得尤为重要,而针对不同机场,其外部环境往往有很大不同,机场的外部环境不同,也应选择不同的水泥混凝土接缝材料。所以,依据不同机场的不同的外部环境,怎么样选择合适的接缝嵌缝材料就显得尤为重要。不同的接缝材料性能指标配方则代表了不同的接缝材料,本文在民用机场道水泥混凝土道面接缝嵌缝材料性能指标配方比选中,笔者将FD(0-4)法和熵值法结合在一起去解决这类问题。这两种方法组建的模型在解决这类问题时给出了一种思路,既用FD(0-4)法将相关专家的主观意愿客观化,解决相关指标的基本权重问题,再运用熵值法基于各指标的不确定性对各指标的基本权重进行调整,该模型结合了主观及客观因素,希望能够很好的解决我国民用机场水泥混凝土道面接缝嵌缝材料性能指标配方的比选问题。

民用机场水泥混凝土道面接缝嵌缝材料性能指标分析

针对民用机场水泥混凝土道面接缝嵌缝材料出现的病害,通过分析其损坏原因,选取典型的4类机场水泥混凝土道面接缝嵌缝材料(硅酮类、聚氨酯类、聚硫类、聚硫氨酯类)进行基本物理特性、与接缝壁槽黏结性和耐候性3个方面的性能测试。结合试验结果及国内外接缝嵌缝材料相关技术规范及标准,根据23℃拉伸模量将材料分为高弹性模量和低弹性模量两种类型,将表干时间、锥入度、弹性恢复率、拉伸模量、低温拉伸量、定伸黏结性、抗燃油浸入性、抗热性和抗燃性定为机场水泥混凝土道面接缝嵌缝材料的性能指标,并给出各指标技术要求。

机场水泥道面接缝位移及嵌缝材料结构应力

为深入研究机场道面接缝缝槽的水平和竖向位移对于嵌缝材料黏附性失效和嵌缝材料挤出的影响，采用有限元分析的手段，计算机场水泥道面接缝缝槽在环境温度和湿度变化下引起的缝槽水平位移量，以及飞机荷载作用引起的缝槽竖向位移量，并与实际观测数据进行对比分析。计算表明，机场水泥道面接缝缝槽水平位移量为2．2mm左右，拉伸应变量可取为25％，与公路水泥路面基本相当；接缝缝槽的竖向位移量处于0.25～0.61mm，剪切应变量处于3．1％～7．7％，较公路水泥路面大一些。选择包含弹簧单元及Kelvin模型的三参数固体模型描述嵌缝材料的流变特性，通过拉伸松弛实验实际测定3种典型嵌缝材料的弹簧系数和黏壶系数，利用缝槽内嵌缝材料拉伸应力和剪切应力的简化计算公式，计算3种典型嵌缝材料极限状态下的结构应力，结果表明，嵌缝材料的结构应力主要来自于接缝水平位移所引起的拉伸应力，剪切应力与接缝传荷能力的变化密切相关。

机场水泥混凝土道面接缝传荷能力分析

基于ABAQUS有限元软件,按照"贡献面积"刚度分配原则,通过在相邻混凝土板侧面的对应结点设置弹簧单元,建立并验证了考虑接缝传荷能力的机场刚性道面三维有限元模型。利用该模型,分析了单轮荷载作用下荷载大小和道面结构参数对混凝土板在接缝附近的力学响应和接缝传荷能力的影响,以及不同构型起落架的多轮荷载作用对道面力学响应和接缝传荷能力的影响。结果表明:接缝传荷能力与荷载大小无关,只与道面结构自身有关;增大混凝土板厚度,板边应力和接缝传荷能力均有明显减小;增大基层厚度、基层与面层的层间黏结性能和土基强度,板边应力和接缝传荷能力仅略有减小;增大接缝刚度,可以提高接缝的传荷能力,并改善接缝附近混凝土板的受力状况。在多轮荷载作用下,轮距越小,板边应力和接缝传荷能力越大;除了三轴三轮起落架的应力折减系数略小于0.25外,其他构型起落架都大于0.25,而以荷载表征的接缝传荷系数随着起落架轴数的增多而减小。

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,时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。

大温差条件下水泥混凝土道面接缝形式研究

对水泥混凝土道面的温度场进行了现场测试试验,以温度实测值为基础,应用有限单元法对大温差条件下水泥混凝土道面采用的三种纵缝接缝形式的使用性能进行了研究。结果表明:道面板顶面温度变化最大;温度变化量随道面板埋深的增加而减小,板底温度变化量最小,且不同埋深间的温度分布曲线存在时间差。因温差过大导致的温度应力偏大,易在拉杆端部造成破坏,不应采用设拉杆的企口缝,而应采用平缝。

机场水泥道面接缝位移及嵌缝材料结构应力探究

飞机作为一种应用较为广泛,机械化、精细化水平较高的交通工具,对于其配套设施的质量要求比较高。而机场的水泥道面具有接缝多、施工复杂等特性,水泥道面接缝质量对于道面质量具有非常大的影响,不恰当的施工与维护极易破坏道面的板边与板角,有可能产生其他不良后果,影响机场道面的正常运行,甚至会影响飞机起降时的安全性。本文就机场水泥道面接缝位移及嵌缝材料结构应力进行探究。

三维有限元法对水泥混凝土道面接缝传荷作用的模拟方法研究

在调研、参考国内外相关研究成果的基础上,首先简要介绍了道面接缝传荷力学行为理论,而后总结出应用三维有限元软件模拟接缝传荷作用的3种方法:弹簧单元法、虚拟材料层法和实体建模法;详细叙述了3种方法的假设条件和模拟步骤,归纳了3种方法的优缺点及适用性;基于大型通用有限元分析软件Abaqus,分析了虚拟材料层法中虚拟材料模量取值与接缝传荷能力的对应关系。通过对3种方法的比较分析得出:弹簧单元法应用最为普遍,模拟效果较好,但设置繁琐,计算代价大;虚拟材料层法设置简单,计算代价小,但无法模拟接缝本身的力学行为(集料嵌锁力和传力杆);实体建模法可以用于研究传力杆本身的力学行为,但建模复杂,且无法考虑集料嵌锁效应。

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。

机场水泥混凝土道面接缝倒角技术研究与应用

接缝病害是机场水泥混凝土道面的常见病害,对运行安全和道面美观都有显著影响。以浦东机场第三跑道工程为依托,提出了接缝倒角技术。通过采用有限元软件进行数值模拟,揭示了接缝倒角技术的作用机理。对浦东机场第三跑道投入运行1年的监测数据表明:接缝倒角可有效减少接缝病害的产生,同时不会影响道面的摩擦系数,且接缝倒角带来的经济效益显著大于增加的工程成本。

机场场道工程水泥混凝土道面接缝倒角施工技术

介绍了几种常见的接缝倒角方法及其优劣比选,以及倒角施工机械的二次开发;阐述了接缝倒角的施工工序,并结合4个应用实例和运营、使用后的反馈,说明了水泥混凝土道面接缝倒角工艺对改善道面板块接缝部位的应力状态、降低道面板块接缝部位损坏率的显著作用。另外,采用水泥混凝土道面接缝倒角施工工艺可直接降低道面的维修成本,提高跑道的使用效率和寿命。

机场水泥混凝土道面接缝破坏机理及敏感因素分析

机场水泥混凝土道面接缝的破坏影响飞机起降的安全性、舒适性和道面使用寿命;破坏后修复困难,投资较大。接缝破坏的原因较多,该文根据大量调研资料,将水泥混凝土道面接缝破坏形式分为破碎、拱胀、错台、唧泥、掉边掉角、角隅断裂、板角剥落等形式,分析各种破坏形式的形成机理,提出破坏的敏感因素以及防治措施。

机场混凝土道面封缝材料疲劳特性

为了提高机场道面的防水密封效果,对道面封缝材料的受力性能进行了疲劳特性试验,分别考虑了接缝宽度、拉伸压缩和冻融对封缝材料疲劳特性的影响。在试验中封缝材料同时受到拉伸(压缩)和剪切的作用,并模拟了材料在胀缝和横向缩缝中的受力情况。经50次冻融循环处理后的材料较未经处理的材料破坏加载次数小,应力状态均有较大降低,最大值达78%,聚硫密封胶相对于聚氨酯密封胶有较好的疲劳性能,在温差较大的机场建议采用聚硫密封胶。

机场混凝土道面新型封缝材料应用现状分析

新型封缝材料在机场、公路工程中广泛应用,但仍存在一定的破坏现象。在对多个新建和翻修的机场混凝土道面封缝材料使用现状调研的基础上,分析了新型封缝材料在道面上的使用特点、存在的问题及原因,并提出相关建议。分析认为,大多数新型封缝材料较以往使用的材料表现出良好的性能,但仍产生破坏的原因,除材料自身和施工方面的原因外,接缝设计上存在的问题也是其中一个重要因素。

水泥混凝土机场道面新型密封材料的性能与应用研究

在分析水泥混凝土机场道面新型密封材料性能与应用现状的基础上,通过室内试验和现场测试,对比分析了聚氨酯、聚硫和硅酮3类密封材料的性能及应用效果,并对新型改性聚硫密封材料的改性机理、性能优势和应用效益进行了分析。结果表明,新型改性聚硫密封材料的综合性能和应用效益优异,可有效提高接缝的防水密封效果。

混凝土路面接缝密封材料的比较与发展趋势

混凝土路面比较沥青路面,有着许多优点,但接缝密封差严重影响了混凝土路面的质量和使用。采用专用于混凝土的优质硅酮密封胶,密封混凝土路面的接缝,将能极大改善混凝土路面的质量和使用。

机场混凝土道面封缝材料弹性恢复特性试验研究

为了提高机场混凝土道面封缝材料的工作性能和使用寿命,通过测试7种密封胶在4种试验条件下的弹性恢复率,分析比较了单(双)组分的聚硫、聚氨酯以及单组分的硅酮三大类密封胶的弹性恢复性能。通过35d的试验测试表明,硅酮密封胶在不同条件下都具有极好的弹性恢复率,双组分聚硫也有相对较好的弹性恢复性能。在高温多雨地区的机场混凝土道面接缝,推荐采用硅酮密封胶或双组分聚硫密封胶。

机场道面接缝密封材料弹性恢复特性研究

机场道面密封材料的弹性恢复特性对道面防水密封效果具有重要影响。通过测试不同密封胶样品在不同试验条件下的弹性恢复率,比较了它们的弹性恢复性能。结果表明硅酮密封胶在不同条件下都具有极好的弹性恢复率,双组分聚硫也有相对较好的弹性恢复性能。在高温多雨地区的机场混凝土道面接缝,推荐采用硅酮密封胶或双组分聚硫密封胶。

机场水泥混凝土道面切缝倒角新工艺

为了防止传统的直角切缝方式在道面表面槽口处出现接缝表层剥落、碎裂等质量通病。文章介绍了切缝倒角新工艺及倒角施工技术,通过工程试验对比分析了四种不同倒角形式的外观质量以及对道面使用性能的影响,表明:R6mm的圆弧倒角形式最佳,且切缝倒角对道面平整度和抗滑性能没有影响。切缝倒角新工艺已首次成功应用于上海浦东国际机场第三跑道,有效防治了接缝浅层损坏,具有较好的推广应用前景。

机场混凝土道面封缝材料固化特性试验研究

为了提高机场混凝土道面封缝材料的固化质量和使用寿命,通过观测13种密封胶在固化期间的弹性恢复率,来分析3大品种密封胶的固化特性。所观测的密封胶包括单(双)组分的聚硫、聚氨酯以及单组分的硅酮,这些材料皆常用于机场混凝土道面接缝的密封,试验观测时间超过5个月。结果表明,硅酮和双组分密封胶的固化速率较快,可以承受较大的早期接缝位移,对于机场混凝土道面接缝的密封应优先选用,研究结果也可供公路、建筑等工程参考。