民用机场沥青混凝土道面设计方法论文_王鹏江

民用机场沥青混凝土道面设计方法论文_王鹏江

西北民航机场建设集团有限责任公司 陕西西安 710082

摘要:飞机是人们出行的主要交通方式之一,尤其随着我国经济和社会的发展,选择飞机出行的人数在不断攀升,促使很多城市都在修建新的机场或者对原有机场的规模进行扩展。在机场建设中,道面设计是一个非常重要的建设组成部分,它是主要供飞机飞行前准备、起飞、着陆滑行和飞行后维护保养的重要场地,可见其建设质量好坏具有非常重要的影响。

关键词:民用机场;沥青混凝土;道面设计;设计方法

引言:

在民用机场建设中,道面设计质量好坏直接关系到飞行安全。分析机场道面设计的现状,在此基础上对民用机场道面设计的主要方法以及机场沥青混凝土道面设计的要点进行了深入探讨。沥青混凝土道面属于柔性道面,道面没有接缝,平整性好,有利于飞机的高速滑跑,提高乘客的舒适性,且沥青混凝土道面施工速度快,铺筑完即可开放运行"因此,为了实现不停航施工,许多机场纷纷开始采用这种道面形式"同时,沥青混凝土还具有能适应地基不均匀沉陷以及便于分期修建易于维护初始建设成本低等特点,在国际上也得到广泛应用。

1设计办法概述

世界上民用机场沥青混凝土道面的设计办法能分成两种:经验法与力学—经验法。

1.1经验法

经验法是以CBR法为代表,它将CBR值当作路基土与道面材料的参数标准,把土基的抗剪度当作设计标准,把控土基变形和路面轮辙等毁坏形式。利用足尺实验及当前道面的研究,建设了“CBR—轮载运用数量—道面结构层厚度(通过粒料层的总厚度显示)”的关系。通过多种飞机起落结构型的有关曲线,以现量飞机年运用次数及土基的CBR数量制定道面的厚度和建构层厚度。

1.2力学—经验法

以前的力学—经验法通常将弹性层状结构原理当作原理模型,把弹性模量与泊松比当作设计的参量,将沥青底部的水平拉应变与土基顶层的竖直压应变当作设计监控标准,来把控土基的长久变形与沥青混凝土的过劳开裂2种主要的毁坏形式。

如今,世界上沥青路面设计办法研究有了新趋势,许多国家纷纷考虑通过有限元研究及室内外实验结合,建成更适合路面构造现实受力情况的研究模型。有限元法的基本理念是把道面结构分散为多个小单元,利用数量模拟计算求出原来弹性层状系统办法不能思考的材料非线性、几何非线性等复杂性质。如今大部分国外大学与研究场所都在研发有限元设计系统。

2国内外设计方法综合评述

2.1混合交通综合组成形式

路面交通是许多飞机型号综合而成的,多类型的飞机型号起落架几何构造不一样,对路面的力学作用有非常大的差异,机场道面在设计的过程中必须分析混合交通以及不一样起落架构型的作用。使用设计飞机模型的过程中思考混合型号的交通综合形式,是依照不通机型不同种类的起落架在路面上发生的疲劳等效理论,把这些机型的现实运行架次转变为设计飞机的年作用数量。事实上,道面结构是一个多层系统,每个结构层具备不一样的材料与力学性质,起落架荷载对道

面的构造层或许会发生不一样的疲劳作用,只使用一个转换系数是不可能全面反映道面自身的特点。因为累积毁坏原理的新办法是将Miner规律作为原则基础,对不一样的飞机载重对道面造成的疲劳毁坏实施了线性叠加,通过累积的疲劳毁坏程度来判别道面是否出现疲劳毁坏情况,这样的设计办法不但避开了不一样的机型和设计机型之间的换算,还能够研究材料参量随时间的变化原则,所以和原来的设计飞机法比较,更合理、更科学。

2.2多轮起落架载重

不同机型的主起落架往往是由数个机轮构成,对路面构造造成的力学影响,多轮载重和单轮载重具有十分大的差异,在设计的过程中必须要研究多轮载重的当量单轮化。国内外许多典型的机场道面设计办法,如美国沥青学会的设计办法、日本的道面设计办法以及我国机场道面的沥青设计办法都使用一样的土基顶面的弯沉等效规律,把多轮载重转变为当量单轮载重。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆加拿大的设计条例使用了土基顶面为基础的最大正应力等效原理,然而在现实的设计过程里实施了简便近似计算。多轮载重当量单轮化的意思是假设当量单轮和多轮装备全部机轮具备一样的接触面积,在路面构造固定深度的地方,它们会出现等效的力学响应量。大部分设计办法是以土基顶面弯沉等效的规律为基础,把多轮载重当量单轮化,但是,经过许多的实验观察分析后得到,随着离轮子中心线距离的变远,土基顶面弯沉的降低速度比土基顶面竖直应力、竖直应变以及剪应变慢,所以以弯沉等效原理为基础,实施的计算会夸大机轮之间的彼此影响对道面构造产生的损毁。除此之外,道面构造的毁坏如裂缝以及车辙等,这些大多是受到应力以及应变把控的,而不可以单单靠弯沉来进行表示。

2.3气候环境原因

机场道面往往会直接暴露于大气环境中,它一直承受着周遭气候的冷热、干湿等自然气候的组合作用,道面的运用性能和环境变更有很重要的关系,因此,在设计的过程里必须研究周遭气候对道面的作用。大多国家的机场道面设计办法往往研究冻深的作用,制定了路面最小防冻厚度,然而对降雨,温、湿度等因素的研究不够。温度年变更以及日变更对路面构造层造成的反复拉应力不能不进行研究,所以在设计过程里必须要研究温度因素,来使道面的设计标准系统更加完备。

3研讨及建议

3.1设计的基础原则

现如今我国使用的设计办法大致能够分成经验法与力学—经验法,基于对现在这些方法的不断研究,要全面吸取经验法的优点,与此同时,还需要研究如何使用经验—力学法,然后运用先进的实验检测方法以及持续完备的基础研究和数量计算原理,进一步完备或者改进如今的设计原则基础,这对全部机场路面的设计意义重大。

3.2损毁形式

我国机场路面构造通常大量使用半刚特质的基层,但是,在如今的设计原理里面还不具备相应的设计标准来监控它的损坏,此外,沥青层的低温裂断以及反射裂缝等一些损毁形式的产生机理还不够清晰,所以,研究道面设计构造以及用材特性然后提出新的损毁设计监控形式则特别必要。

3.3设计标准

在如今设计原理里,通常使用能够反映道面每个构造层、土基的力学特质以及选用材料的性质的力学性能标准来实施道面设计,为了能够进一步修改并获得进步,还要研究机场道面的运用特性,以机场道面构造的性能及运用性能的整体性能为基础来进行设计标准系统的研究是一个十分重要的方法。

3.4设计参量

多轮载重当量单轮化一般建议使用以土基顶面受剪损坏等效的理论为基础来实施换算;混合交通组合形式则建议使用累积毁坏法研究不一样的机型载重对路面造成的疲劳毁坏;轮迹横向分布计算在研究路面载重统计布置原则的过程中,还必须研究在同样的载重作用里,道面构造的总厚度不一样,造成的毁坏折减数量不一致等性质,来不断完备现如今的设计参量。

3.5可靠度设计

现如今的机场使用的路面设计办法都归属于定值设计办法,不能研究每个参量的随机变更性。在今后的设计办法改进过程中,要重视引进概率统计原则,研究每个参量的概率分布以及变更性质,不断努力建成一个可靠度设计办法,以便实现对如今的原理的最大程度修改以及进步。

4结语

要采取积极措施促使沥青混凝土道面设计质量的提升,面对着亟待完善的设计理论,未来我国可以从以下方面进行改进:一是基于两种传统基本设计方法对设计基本理论进行完善;二是对半刚性基层的损坏模式进行深入研究;三是完善设计指标和参数体系,使其更具有参考价值;四是在实践中不断探寻更为可靠的设计方式。只有这样,才能切实提升我国在沥青混凝土道面设计中的水平,为我国飞机交通的运行安全提供必要的安全保障。

参考文献:

[1]闫启琨.民用机场沥青混凝土道面设计方法[J].交通世界,2019(15):48-49.

[2]游庆龙,王刘振,刘新.既有水泥混凝土道面上沥青加铺层设计方法研究[J].公路,2016,61(07):25-29.

[3]魏晓宇.机场沥青混凝土道面设计探讨[J].城市道桥与防洪,2016(07):82-83+12.

论文作者:王鹏江

论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期

论文发表时间:2019/8/30

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