响应面法纤维网格布强化混凝土配比设计

针对机轮磨耗、飞机尾喷等强外部作用对机场道面表层损坏严重的问题,提出采用纤维网格布对道面混凝土表层进行强化。为设计出最优配合比,以飞机尾喷和紫外线照射作为环境作用,采用响应面法设计耐磨耗试验和抗冻试验,对纤维网布尺寸、砂率和细度模数因素对强化混凝土耐磨耗和抗冻性能的影响进行分析,以此对混凝土配合比进行优化设计。结果表明:二次或三次模型拟合效果较好,模型较为显著;纤维网格布尺寸对强化混凝土性能影响最大,其次是细度模数,最后是砂率,尺寸和砂率、细度模数交互作用影响明显。当纤维网布尺寸为3 mm×3 mm,砂细度模数为2.8,砂率为0.28~0.31时,强化混凝土的性能最佳。

新疆地区某机场飞行区道面改造及加铺设计

机场是新疆地区对外高速联通的主要通道,由于地区普遍存在温差大、日照强等特点,机场飞行区道面在使用一段时间后容易出现各种病害,论文从工程概况、现状道面检测结论、旧道面改造设计、旧道面加铺设计、不停航施工等方面对典型的新疆地区机场飞行区道面改造及加铺设计方案进行介绍。

中美机场水泥混凝土道面设计方法对比分析

对中国民航混凝土道面设计方法与美国联邦航空局(Federal Aviation Administration,FAA)混凝土道面设计方法进行对比分析,评价相互之间的差别.对不同飞机类型和交通量(包括单一机型和混合交通)条件下,不同基层厚度和面层强度的60组混凝土道面结构进行了厚度计算分析.结果表明,单一机型条件下FAA弹性层状体系法计算的厚度比我国民航的设计方法要厚,厚度差随交通荷载的增长而增加,随面层弯拉强度的增加而减少;在混合交通条件下,FAA弹性层状体系法计算的厚度比我国的略薄;我国民航的设计方法无法适应新一代大型飞机的荷载要求.

机场沥青道面结构设计方法与指标探讨

详细分析了现有沥青道面结构类型、损坏模式、设计方法发展趋势和设计指标的选取,对适应新一代大型飞机的机场沥青道面设计方法与设计指标进行分析探讨。结果表明道面结构设计主要考虑疲劳开裂、轮辙和低温开裂等损坏模式;以CBR法为代表的经验法已不能适应新一代大型飞机复杂起落架的要求,力学经验法已成为道面设计方法发展的趋势;柔性沥青道面与半刚性道面设计指标的选取应该独立,分别采用相应结构层的应力、应变等指标控制对应损坏的出现。研究结果能满足B777、A380等新一代大型机的荷载要求,可为中国构建新的沥青道面设计方法提供参考。

基于道面响应的飞机荷载作用次数计算方法

对力学-经验法道面结构设计中的飞机交通荷载分析方法进行研究,探讨荷载重复作用次数的计算方法.以Monismith提出的通用铺面设计概念为基础,结合道面结构的疲劳开裂和轮辙损坏模式,分别推导荷载重复作用次数的分析方法.针对疲劳开裂分析,详细给出了单轴单轮的应力和应变重复作用次数计算公式;并根据实际的多轴起落架,建议了考虑多轴影响的荷载重复作用次数分析方法;结合A380等复杂起落架构型,提出了适应新一代大型飞机复杂起落架的荷载重复作用次数计算方法.对于轮辙分析,柔性道面的荷载重复作用次数计算方法与疲劳分析类似;半刚性道面的荷载重复作用次数计算方法可结合飞机轮载的最大通过位置和总荷载时间综合确定.

民用机场沥青混凝土道面设计方法综述

在大量调研国内外机场沥青道面设计方法的基础上,介绍了国内外典型的机场沥青道面设计原理和方法。结合中国现有民用机场沥青道面设计规范,综合分析了各种设计方法的指标体系,探讨了现有设计方法中存在的问题,并对今后中国的机场道面设计方法研究与发展进行了讨论,提出了一些规范修订的改进建议,为中国民用机场沥青混凝土道面设计理论的完善和修订提供一些理论参考。

基于统计原理的板边弯矩计算方法

板边弯矩的计算是机场刚性道面板设计的重要内容,传统采用手工在板边弯矩影响图上数格的方法,计算效率低且误差在所难免。首先建立板边弯矩影响图数据库,然后用excel内嵌的VBA功能,通过程序判断板边弯矩影响图每个网格的结点与轮印的相对位置以及在不完整网格内均匀布点的方式,采用程序计算出不同机型一个主起落架轮印覆盖的格数,即可精确计算出板边弯矩。通过算例验证表明,该方法的计算误差随着在不完整网格内均匀布点的密度增大而减小,当按照0.02网格长×0.02网格宽的密度布点时,计算误差在0.001以内。上述方法不仅可彻底避免主观因素带来的误差而且大大提高计算效率,基于上述原理还可开发出机场刚性道面设计软件。

浦东机场道面混凝土配合比设计优化研究

经试验研究得出,水灰比为机场道面混凝土配合比设计中的首要考虑因素,并发现水灰比与混凝土抗折强度具有良好的线性关系;骨料级配及其致密程度与道面混凝土抗折强度有着直接的因果关系.通过骨料绝对体积对混凝土抗折强度影响的初步探究发现:当水泥浆体用量较佳时,在混凝土振捣密实的前提下,所选级配骨料的用量越大,混凝土抗折强度越高.

军用机场沥青混凝土道面设计方法

为了合理设计军用机场沥青混凝土道面,以设计飞机作为计算荷载,按照疲劳等效原理,分析了不同飞机之间的交通量换算关系,根据军用机场道面使用特点、组成结构材料特性和损坏现象,采用面层、基层、底基层底部的拉应力和面层的剪应力作为结构设计指标,应用弹性层状体系理论设计了军用机场沥青混凝土道面。在H-6、MD-82和B727-100组成的混合交通中,分别用H-6和MD-82作为设计飞机,采用道面结构设计程序Pave2000进行结构层厚度计算。计算结果表明,以H-6为设计飞机,下基层设计厚度为34 cm,以MD-82为设计飞机,下基层设计厚度为33 cm,两者相对误差仅为3.03%,说明此设计方法是正确的。

纤维格栅增强机场双层道面荷载应力分析

为了分析纤维格栅增强机场水泥混凝土双层道面加铺层的荷载应力,采用ANSYS建立机场双层道面三维有限元模型,以J-8飞机荷载为计算荷载,选取机场水泥混凝土道面加铺层层底最大拉应力、层间剪应力、旧水泥混凝土道面板底最大拉应力、加铺层表面弯沉为考察指标.计算了机场双层道面层间接触对荷载应力的影响,并利用正交设计分析机场道面结构参数对荷载应力影响的显著性.研究表明:层间摩擦系数对机场水泥混凝土加铺层层底拉应力与层间剪应力影响较大;机场水泥混凝土双层道面各结构参数对加铺层层底最大拉应力都显著相关,应该作为机场水泥混凝土加铺层设计的主要分析指标;加铺层厚度和基础弹性模量与所考察的4个指标都显著相关.因此,在进行机场水泥混凝土道面加铺层设计时,必须重视基础处理技术并合理控制加铺层厚度.

道面修复用储存式沥青混合料的配制与性能

针对机场沥青道面突发性损坏特点和修复技术要求,结合国内外相关资料和研究成果,提出了一套适宜于道面修复用储存式沥青混合料的性能评价指标、方法和标准,包括疏松性、压实性、强度和水稳定性等.理论分析了沥青性质及用量、集料级配、矿粉用量、外加剂对储存式沥青混合料性能的影响,据此成功设计出了一种储存式沥青混合料.经试验验证和实践检验,该混合料具有良好的使用性能,可广泛用于机场道面的快速修复.

基于Superpave的机场环氧沥青混合料配合比设计

通过对Superpave配合比设计方法原理及特点分析,结合机场特殊荷载条件,展开对机场道面环氧沥青混合料配合比设计的研究。结果表明:考虑到飞机荷载的特殊性,推荐选用设计旋转压实次数为80次,设计压实次数下的空隙率和矿料间隙率为确定环氧沥青用量的体积设计指标,并以初始旋转压实次数的压实度和最大旋转压实次数下的压实度作为最佳环氧沥青用量的验证指标。最后通过选择两种集料进行配合比设计,通过对比分析选择最优级配,并确定最佳沥青用量为5.12%。

机场沥青道面混合料设计原理

机场沥青道面所承受的荷载、荷载的横向分布、交通量以及飞机的滑行速度都不同于公路路面，故其混合料设计不能完全套用路用沥青混合料的设计思想．在沥青混合料类型、沥青和砂石材料的选择，集料级配与沥青用量的确定时都应遵循一定的原理．这一原理已被室内试验和工程实践所验证．

复合式机场道面荷载型反射裂缝影响因素分析

为了考察结构参数对复合式机场道面荷载型反射裂缝的影响规律和显性关系,基于线弹性断裂力学理论和平面应变假设,应用ABAQUS有限程序首先分析了在反射裂缝扩展过程中结构参数对复合式道面裂缝尖端应力强度因子的影响,然后利用正交设计,选取结构参数作为考察因素,计算裂缝尖端应力强度因子,并进行极差和方差分析。研究表明:随着裂缝不断扩展,I型应力强度因子不断减小,II型应力强度因子不断增加;土基模量、面层厚度对I型反射裂缝有显著影响,基层模量对II型反射裂缝也有显著影响,加固地基是复合式机场道面结构设计中效果最明显的一种抗反射裂缝措施。

机场道面橡胶集料混凝土弯曲性能试验及应用

为研究橡胶集料混凝土机场道面的弯拉性能,通过橡胶集料混凝土小梁的4点加荷试验,分析了橡胶集料体积率对混凝土弯曲性能的影响;结合试验结果对橡胶集料混凝土机场道面的设计厚度进行估算,并与水泥混凝土机场道面进行比较,对橡胶集料混凝土机场道面设计提出配合比方案建议。结果表明,橡胶集料混凝土的弯拉强度和弯拉弹性模量随着橡胶掺量的增加而下降;较普通水泥混凝土道面,采用橡胶集料混凝土的机场道面板厚度和混凝土用量将有所减少。

机场旧水泥混凝土道面沥青加铺结构设计

针对目前中国机场旧水泥混凝土道面沥青加铺结构尚无成熟的设计方法和设计体系,以及现有机场加铺工程在设计、施工、管理等方面已不能满足机场日益复杂的交通、荷载、气候及运行条件的现状,通过对国内外设计方法进行分析与比较,指出国内多个机场旧水泥混凝土道面在使用过程中存在的主要问题和需要改进的地方,为基于飞机在不同飞行区域的行驶特性进行沥青加铺结构分区域差异设计提供参考和依据。

飞机荷载重复作用次数的简化计算方法

对力学-经验型沥青道面结构设计方法中的飞机交通荷载分析方法进行研究,探讨了一种简化的荷载重复作用次数计算方法.通过理论分析,提出了以应力(应变)扩散斜率和等效宽度为中心的荷载重复作用次数简化计算概念.双层体系的结构响应分析表明,等效宽度是结构厚度和上下层结构相对刚度的函数.经过回归分析,给出了等效宽度和结构厚度的线性关系式,回归计算结果与基于道面空间响应得到的等效宽度之间的误差在5%以内.对于多层的道面结构,建议按照力学等效的方法转换成双层结构后进行计算.在此基础上,提出了单轮的荷载重复作用次数计算方法,并详细分析了横向多轮和纵向多轴的影响.基于单机型的计算分析,进一步扩展提出了混合交通条件下的荷载重复作用次数简化计算方法.

现行刚性道面计算方法的局限性及其改进

介绍了中国民航现行机场水泥混凝土道面的设计计算方法。指出了道面应力计算方法的局限性。对现行飞机运行次数换算方法进行了详细分析,发现该方法具有不能实现不同飞机运行架次间等效疲劳换算的缺陷。针对这一问题,提出了根据等效疲劳原理确定道面面层厚度的计算方法。

基于分时叠加的机场沥青道面结构设计方法

现有机场沥青道面结构设计方法以损伤的线性叠加为基础,各结构层采用单一模量进行设计,未考虑材料的季节变化和衰变特性.鉴于此,提出了分时叠加的设计思想,分阶段考虑环境因素、交通荷载和结构性能衰变对沥青道面结构层厚度的影响.基于分时叠加原理,给出了环境因素和性能衰变影响下各层材料模量的预估模型,建立了相应的设计指标和标准,通过整理和对比推荐了合理的使用性能预估模型,最终形成了完整的基于分时叠加的机场沥青道面结构设计方法.

不同设计方法对沥青道面结构设计厚度的影响

在大量调研国内外机场沥青道面结构设计方法的基础上,以昆明新机场为依托,采用美国6E法、美国6D法、中国民航沥青道面结构设计方法及课题组研究的设计新方法对昆明新机场沥青道面结构的厚度进行了论证分析。结果显示,中国民航法设计的道面结构总厚度较美国6E法设计厚度厚27 cm,课题组研究的设计新方法与美国6E法较为接近,且基于道面结构动态力学响应得到的道面结构总厚度要比静态的厚15cm。通过对昆明机场道面结构厚度的论证,探讨了现有设计方法中存在的问题,提出了一些规范修订的改进建议,为中国民用机场沥青混凝土道面设计理论的完善和修订提供一些理论参考。