机场多层柔性加铺复合道面设计与评价研究

发布时间：2017-10-16 15:23

  本文关键词：机场多层柔性加铺复合道面设计与评价研究

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【摘要】：机场是我国民航业发展的主要载体,但由于航班运力增加和大型客机投放使用,已导致了机场道面破损严重、承载能力下降、使用寿命缩短等问题。采用“盖被”技术,即在水泥混凝土道面上加铺沥青混凝土进而形成复合道面,是我国最为普遍的延长刚性跑道寿命的方法。刚性道面加铺后,随着时间推移和道面性能衰减,往往还要再次、乃至多次加铺。目前,国内外对于多次加铺道面的研究较少,亟待通过研究完善相关设计和评价方法。论文以上海虹桥机场东跑道为实例,从既有道面病害调查统计入手,对病害的损坏等级和病变成因等进行分析,选择出加铺层设计主要指标——裂缝和轮辙。针对多次加铺复合道面的设计与评价问题,一是根据“多面层刚度贡献分配”原理简化道面模型,给出了刚性为主多层柔性加铺复合道面的当量厚度及模量计算方法;二是借助有限元法和ABAQUS软件,分析了设计参数、裂缝(反射裂缝和纵向裂缝)和轮辙对沥青层的力学响应规律,建立了基于裂缝-轮辙双控指标的力学经验加铺层结构设计方法;三是借鉴刚性道面评价方法体系,给出了多层加铺复合道面结构层模量反算及道面等级号PCN的计算方法,以及多层复合道面结构强度的评价方法;最后基于Miner定律得出多层复合道面剩余结构寿命计算方法,并通过虹桥机场跑道的实际应用证明了适用性。
【关键词】：机场 复合道面 柔性加铺 裂缝 轮辙
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V351.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.1.1 民用机场道面类型10
• 1.1.2 研究问题的提出10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13
• 1.3 研究内容与技术路线13-16
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 研究技术路线14-16
• 第二章 多层复合道面设计指标16-29
• 2.1 加铺层设计指标选择16-20
• 2.1.1 道面损坏等级16-17
• 2.1.2 道面裂缝病变17-18
• 2.1.3 跑道轮辙病害18-20
• 2.2 柔性加铺道面裂缝控制20-22
• 2.2.1 裂缝尖端奇异场20-21
• 2.2.2 应力强度因子理论21
• 2.2.3 裂缝设计指标21-22
• 2.3 柔性加铺道面轮辙控制22-24
• 2.3.1 沥青材料蠕变模型22
• 2.3.2 轮辙模拟分析方法22-23
• 2.3.3 轮辙设计指标23-24
• 2.4 结构设计与评价24-29
• 2.4.1 道面结构设计24-25
• 2.4.2 道面结构简化25-26
• 2.4.3 道面结构评价26-29
• 第三章 多层复合机场道面的结构模型29-38
• 3.1 机型荷载模型29-31
• 3.1.1 机型荷载基本参数29-30
• 3.1.2 机型起落架构型30-31
• 3.2 道面结构层参数31-33
• 3.2.1 弹性模量31-32
• 3.2.2 泊松比32
• 3.2.3 材料参数32-33
• 3.3 有限元模型33-38
• 3.3.1 几何尺寸33-34
• 3.3.2 边界条件34-35
• 3.3.3 弹簧刚度35-37
• 3.3.4 单元模型37-38
• 第四章 多层复合道面的结构响应38-56
• 4.1 设计参数对加铺层结构的影响38-42
• 4.1.1 加铺层厚度38-39
• 4.1.2 加铺层模量39-40
• 4.1.3 地基反应模量40-42
• 4.2 裂缝对复合道面的影响42-48
• 4.2.1 反射裂缝对道面结构的影响43-46
• 4.2.2 纵向裂缝对道面结构的影响46-48
• 4.3 轮辙对复合道面的影响48-55
• 4.3.1 道面结构模型48-49
• 4.3.2 温度场建立49-51
• 4.3.3 轮辙对沥青加铺层的结构响应51-55
• 4.4 裂缝-轮辙双指标结构设计法55-56
• 第五章 机场道面结构强度评价56-66
• 5.1 结构强度检测56-59
• 5.1.1 强度检测方法56-57
• 5.1.2 强度检测要求57
• 5.1.3 结构有效厚度57-59
• 5.2 模量反演及PCN计算59-63
• 5.2.1 反演原理及数学模型60-61
• 5.2.2 单层板模量分配的迭代算法61-62
• 5.2.3 多层柔性复合道面PCN计算62-63
• 5.3 应用实例63-66
• 5.3.1 反演结果分析63-65
• 5.3.2 PCN通报计算65-66
• 第六章 复合道面剩余寿命预估66-73
• 6.1 剩余寿命预估方法66-68
• 6.1.1 基于Miner定律的估算方法66-68
• 6.1.2 基于FAA的LEDFAA软件68
• 6.2 应用实例68-73
• 6.2.1 基于Miner定律计算69-71
• 6.2.2 基于LEDFAA软件计算71-73
• 第七章 结论73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 作者简介78

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李龙海;杨茹;;多次加铺的复合道面疲劳寿命分析[J];公路交通科技;2017年01期

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本文编号：1043426