机场刚性道面结构承载力评价方法优化
发布时间：2021-07-17 18:20
随着国内民用航空的持续发展,民用机场的起降架次和吞吐量也随之日益增长,机场跑道的负荷越来越重。目前,机场道面承载力大都用ICAO推荐的ACN-PCN法表示,其中的PCN（Pavement Classification Number-道面等级号）就代表了机场道面承载能力的大小。国内机场的跑道大多数还是以刚性道面为主,如何更为准确的得到机场刚性道面的PCN值对机场运行具有重要意义。文章从两个方面对机场刚性道面的PCN值计算进行优化。一是在通过道面取芯以获得面层弯拉强度的时,现有规范未规定取芯尺寸标准导致所求面层弯拉强度存在偏差。本文通过对比实验,比较不同直径芯样所求面层弯拉强度差别,通过最小二乘法拟合出小尺寸芯样求面层弯拉强度的公式。提出运用小尺寸芯样得到准确道面面层弯拉强度的可能性,减少机场道面检测工程中对道面的破坏,提高施工效率。二是航空交通量对机场PCN值的影响。机场的PCN值直接对未来一段时间的可运行机型以及各机型的运行重量进行限制,如果不充分考虑机场未来航空交通量的变化,那么计算得到的PCN值可能限制机场的经营发展或者造成飞机超重对机场道面的过度损伤。选择几个在航空交通量发展上具...
【文章来源】：中国民用航空飞行学院四川省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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第二章PCN计算影响因素8第2章PCN计算影响因素从第一章我们可以了解到，PCN的计算可以分为经验评定和技术评定两种方法。由于经验评定计算道面PCN值是一种简易粗略的方法，所求PCN值并不能很好体现机场道面现有的承载能力。所以本章内容在探讨PCN计算影响因素时，是从《民用机场道面评价管理规范》推荐的技术评定法着手，技术评定相较于经验评定计算更为严谨，数据也更具时效性。影响技术评定最终结果的主要有以下几个因素。2.1道面土基反应模量和基层顶面反应模量机场刚性道面的土基反应模量和基顶反应模量都是反应道面承载能力的两个不同的力学参数。两者的主要区别在于测定反应模量的位置不同，土基反应模量的测定位置在土基和基层的交界处，而基层顶面反应模量在面层和基层的交界处，详细位置如图2.1所示。图2.1基层反应模量示意图土基反应模量（0）和基顶反应模量（k）都是基于温克勒地基假设，认为地基任意一点的弯沉仅与该点的垂直压力成正比，邻近点不会影响该点的弯沉。计算方法见公式（2.1）：=wpk/（2.1）式中：k——地基反应模量——测试点的单位压力
第二章PCN计算影响因素10表2.1续8锤球1个9油灰刀，平锹，钢尺，秒表，温度计各一个承载板测土基反应模量的具体步骤如下：1.选择具有代表性的测量点，一块区域至少取三个测点；2.将测点的土基面用平锹铲平，用水平尺进行找平，找平后铺少量细沙；3.安置承载板并用水平尺进行校正，注意上下板中心对正；4.将车辆开到指定位置，挡住车轮防止滑动，使锤球对正承载板的中心；5.承载板放置平稳之后，将三个百分表成120°设置，距离承载板边缘约5mm；6.先进行预加载，然后卸掉预压，逐级加载进行读数并记录。用承载板法对土基反应模量进行测算所得的数值比较精确，但是实验过程比较繁琐，且对道面会造成破坏且施工时间长导致影响机场的正常运行。现场进行承载板实验如图2.2所示。图2.2承载板实验现场测试图2）基于HWD弯沉盆的道面结构参数反演分析方法重型落锤式弯沉仪（HWD）是落锤式弯沉仪（FWD-FallingWeightDeflectormeter）的进阶版。相较于传统的落锤式弯沉仪，HWD能够施加最大30吨的荷载，通过脉冲动力能够很好的模拟飞机在机场道面运行时对跑道所产生的影响。并且，HWD在对机场跑道进行检测时，不用对机场的道面进行开挖，能够在飞机运行间隙进行检测，施工作业时间短，不会对机场的正常运行造成过大影响，如今已经成为机场道面检测的常用方法。HWD的外观构造如图2.3所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于土基反演模量一致性的刚性层设置方法[J]. 臧国帅,孙立军. 同济大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]基于振动特性的机场刚性道面传荷性能[J]. 张献民,刘小兰,张子文. 北京航空航天大学学报. 2018(09)
[3]基于位移等效的复合道面PCN计算方法[J]. 张献民,陈新春,董倩,章嘉璐. 南京航空航天大学学报. 2015(04)
[4]上海虹桥国际机场跑道道面调查与评价[J]. 官盛飞. 中国市政工程. 2015(03)
[5]香港国际机场航空交通量的无偏灰色马尔科夫预测[J]. 王灿敏. 中国民航飞行学院学报. 2014(05)
[6]机场水泥混凝土道面加铺层厚度敏感性[J]. 颜祥程,翁兴中,朱国富,贾建强,郭树学. 长安大学学报(自然科学版). 2014(01)
[7]机场刚性道面PCN计算方法的对比分析研究[J]. 王龙. 西部交通科技. 2013(12)
[8]机场道面PCN测算的计算机应用[J]. 邓晋阳. 科技视界. 2013(22)
[9]民用飞机地面漂浮性分析研究及应用[J]. 房务官,魏小辉,宋晓晨,吴卜圣. 航空计算技术. 2012(05)
[10]机场复合道面结构性能综合评价[J]. 杨俊羽. 西部交通科技. 2011(10)
硕士论文
[1]基于飞机滑行复合道面位移场的场道承载力研究[D]. 陈新春.中国民航大学 2015
[2]基于飞机滑行刚性道面位移场的跑道承载力研究[D]. 董倩.中国民航大学 2013
[3]空中交通流量长期预测方法研究[D]. 郭爽.中国民航大学 2008
[4]基于无损检测理论的动态设计方法研究[D]. 杨艳红.西北工业大学 2005
[5]机场刚性道面无损检测理论研究[D]. 侯卫.西北工业大学 2004
本文编号：3288691
【文章来源】：中国民用航空飞行学院四川省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
COMFAA界面
第二章PCN计算影响因素8第2章PCN计算影响因素从第一章我们可以了解到，PCN的计算可以分为经验评定和技术评定两种方法。由于经验评定计算道面PCN值是一种简易粗略的方法，所求PCN值并不能很好体现机场道面现有的承载能力。所以本章内容在探讨PCN计算影响因素时，是从《民用机场道面评价管理规范》推荐的技术评定法着手，技术评定相较于经验评定计算更为严谨，数据也更具时效性。影响技术评定最终结果的主要有以下几个因素。2.1道面土基反应模量和基层顶面反应模量机场刚性道面的土基反应模量和基顶反应模量都是反应道面承载能力的两个不同的力学参数。两者的主要区别在于测定反应模量的位置不同，土基反应模量的测定位置在土基和基层的交界处，而基层顶面反应模量在面层和基层的交界处，详细位置如图2.1所示。图2.1基层反应模量示意图土基反应模量（0）和基顶反应模量（k）都是基于温克勒地基假设，认为地基任意一点的弯沉仅与该点的垂直压力成正比，邻近点不会影响该点的弯沉。计算方法见公式（2.1）：=wpk/（2.1）式中：k——地基反应模量——测试点的单位压力
第二章PCN计算影响因素10表2.1续8锤球1个9油灰刀，平锹，钢尺，秒表，温度计各一个承载板测土基反应模量的具体步骤如下：1.选择具有代表性的测量点，一块区域至少取三个测点；2.将测点的土基面用平锹铲平，用水平尺进行找平，找平后铺少量细沙；3.安置承载板并用水平尺进行校正，注意上下板中心对正；4.将车辆开到指定位置，挡住车轮防止滑动，使锤球对正承载板的中心；5.承载板放置平稳之后，将三个百分表成120°设置，距离承载板边缘约5mm；6.先进行预加载，然后卸掉预压，逐级加载进行读数并记录。用承载板法对土基反应模量进行测算所得的数值比较精确，但是实验过程比较繁琐，且对道面会造成破坏且施工时间长导致影响机场的正常运行。现场进行承载板实验如图2.2所示。图2.2承载板实验现场测试图2）基于HWD弯沉盆的道面结构参数反演分析方法重型落锤式弯沉仪（HWD）是落锤式弯沉仪（FWD-FallingWeightDeflectormeter）的进阶版。相较于传统的落锤式弯沉仪，HWD能够施加最大30吨的荷载，通过脉冲动力能够很好的模拟飞机在机场道面运行时对跑道所产生的影响。并且，HWD在对机场跑道进行检测时，不用对机场的道面进行开挖，能够在飞机运行间隙进行检测，施工作业时间短，不会对机场的正常运行造成过大影响，如今已经成为机场道面检测的常用方法。HWD的外观构造如图2.3所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于土基反演模量一致性的刚性层设置方法[J]. 臧国帅,孙立军. 同济大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]基于振动特性的机场刚性道面传荷性能[J]. 张献民,刘小兰,张子文. 北京航空航天大学学报. 2018(09)
[3]基于位移等效的复合道面PCN计算方法[J]. 张献民,陈新春,董倩,章嘉璐. 南京航空航天大学学报. 2015(04)
[4]上海虹桥国际机场跑道道面调查与评价[J]. 官盛飞. 中国市政工程. 2015(03)
[5]香港国际机场航空交通量的无偏灰色马尔科夫预测[J]. 王灿敏. 中国民航飞行学院学报. 2014(05)
[6]机场水泥混凝土道面加铺层厚度敏感性[J]. 颜祥程,翁兴中,朱国富,贾建强,郭树学. 长安大学学报(自然科学版). 2014(01)
[7]机场刚性道面PCN计算方法的对比分析研究[J]. 王龙. 西部交通科技. 2013(12)
[8]机场道面PCN测算的计算机应用[J]. 邓晋阳. 科技视界. 2013(22)
[9]民用飞机地面漂浮性分析研究及应用[J]. 房务官,魏小辉,宋晓晨,吴卜圣. 航空计算技术. 2012(05)
[10]机场复合道面结构性能综合评价[J]. 杨俊羽. 西部交通科技. 2011(10)
硕士论文
[1]基于飞机滑行复合道面位移场的场道承载力研究[D]. 陈新春.中国民航大学 2015
[2]基于飞机滑行刚性道面位移场的跑道承载力研究[D]. 董倩.中国民航大学 2013
[3]空中交通流量长期预测方法研究[D]. 郭爽.中国民航大学 2008
[4]基于无损检测理论的动态设计方法研究[D]. 杨艳红.西北工业大学 2005
[5]机场刚性道面无损检测理论研究[D]. 侯卫.西北工业大学 2004
本文编号：3288691
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