【摘要】：在不停航、快速施工等條件下,瀝青加鋪層已被有效地應(yīng)用于機(jī)場道面的建設(shè)中,使得復(fù)合式結(jié)構(gòu)道面的使用日益廣泛。鑒于大型飛機(jī)產(chǎn)生的荷載作用以及外界環(huán)境因素與內(nèi)部材料特性的綜合作用,在瀝青加鋪層服役期間,工程人員需重點(diǎn)考察基于結(jié)構(gòu)層間接觸下的力學(xué)響應(yīng),并對道面狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和動態(tài)評估,以便及時(shí)處治病害和恢復(fù)加鋪層的使用性能。因此,從復(fù)合結(jié)構(gòu)的受力特性分析角度,針對性地開展加鋪層道面病害的修復(fù)研究具有重要的工程指導(dǎo)意義與實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。本文針對水泥混凝土加鋪瀝青層后形成的復(fù)合式結(jié)構(gòu)道面,從理論分析、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與數(shù)值模擬三方面展開病害處治的研究。首先,本文調(diào)研了國內(nèi)機(jī)場設(shè)有瀝青加鋪層的道面結(jié)構(gòu)形式并統(tǒng)計(jì)其使用情況,數(shù)據(jù)表明在不同的病害類型中裂縫類占比最大,并且反射裂縫與滑移裂縫的存在較普遍;因此將其作為病害研究的主要對象,相應(yīng)給出了后續(xù)計(jì)算分析中所需針對的結(jié)構(gòu)層力學(xué)指標(biāo)—瀝青加鋪層層底拉應(yīng)力和層間最大剪應(yīng)力。其次,依據(jù)工程實(shí)際確定了不同結(jié)構(gòu)層的材料參數(shù)和邊界約束條件,建立了包括拉桿、傳力桿在內(nèi)的復(fù)合式結(jié)構(gòu)道面整體有限元模型;在此基礎(chǔ)上結(jié)合大型飛機(jī)的起落架分布與荷載參數(shù),綜合研究不同橫縱向荷載位置組合下的力學(xué)響應(yīng)情況,得到了前述條件下力學(xué)指標(biāo)沿縱向和橫向的變化規(guī)律。然后,考慮了層間接觸狀況的影響,在界面處設(shè)置接觸單元并引入內(nèi)聚力材料模型CZM加以完善對層間相互作用的模擬;進(jìn)一步在結(jié)構(gòu)剪切試驗(yàn)中通過對試件受力狀態(tài)的過程捕捉和數(shù)據(jù)采集,有效獲取不同材料層間的相對剪切位移;從而計(jì)算獲得包括應(yīng)力強(qiáng)度和斷裂能在內(nèi)的材料參數(shù)與接觸面應(yīng)力分布情況,同時(shí)觀察得到在瀝青層內(nèi)部會出現(xiàn)明顯由接觸面處起裂的微裂縫。最后,對裂縫修復(fù)的工程實(shí)施要點(diǎn)進(jìn)行說明,基于填縫的應(yīng)用確定了裂縫修復(fù)的具體構(gòu)造形式;結(jié)合不同的加載方式,在分析界面失效情況與裂紋發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上,依托參數(shù)敏感性分析得到影響填補(bǔ)料變形情況和受力狀態(tài)的主要因素,借以對施工中有關(guān)槽位的幾何參數(shù)控制提供指導(dǎo)。綜上所述,針對機(jī)場道面瀝青加鋪層的病害處治問題,本文采用道面整體結(jié)構(gòu)受力特性分析,研究并總結(jié)了裂縫形成的原因與影響因素的作用,對道面修復(fù)工程開展下的施工技術(shù)要點(diǎn)與指標(biāo)控制提出了合理性建議,為提高機(jī)場道面加鋪層使用的穩(wěn)定性與長久性提供了參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V351.11
【圖文】：

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文運(yùn)量迅猛增長，新一代大型寬體飛機(jī)日起降架次不斷增多，一些機(jī)場的道面出現(xiàn)了損壞加速的現(xiàn)象，已無法保障飛機(jī)的安全運(yùn)行，迫切需要進(jìn)行道面結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)或功能恢復(fù)，以提高道面使用性能，延長使用壽命[4]。但考慮到我國建設(shè)用地有限，民用機(jī)場絕大多數(shù)仍保持為“一地一場”的現(xiàn)狀，對于局部修補(bǔ)水泥混凝土道面，不僅成本很高，而且水泥混凝土的齡期較長，加劇了機(jī)場使用率降低的現(xiàn)象[5]。瀝青加鋪層具有工程量較小、便于機(jī)械化施工、養(yǎng)護(hù)方便、可充分利用夜間航班結(jié)束后的時(shí)間進(jìn)行施工作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，在不停航、夜間快速施工等條件下，瀝青加鋪層已經(jīng)成為機(jī)場舊水泥混凝土道面維修的首選方案�？紤]到原道面上加鋪瀝青層必將涉及到不同材料層間的接觸和力學(xué)響應(yīng)的變化，因此在后期的運(yùn)營中，研究人員必須對加鋪層的使用狀況進(jìn)行定期跟蹤檢測和評估。相關(guān)研究[6]表明（如圖 1-1 所示），及時(shí)的病害處治和道面修復(fù)可有效地保證道面長期處于良好的使用狀態(tài)且減少養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，避免道面因性能下降過快所導(dǎo)致的整體翻新重修。

圖 2-2 中央跑道南端裂縫圖 2-3 中央跑道南端輪轍同時(shí)對于中央跑道飛機(jī)輪跡主要分布區(qū)域，分別在沿中心線東側(cè) 3m、西側(cè) 6m置對應(yīng)設(shè)置一條測線，即 R-S-E 測線和 R-S-W 測線，進(jìn)行平整度測量。測試結(jié)果圖 2-4 和圖 2-5 所示：中央跑道道面平整度 R-S-E 測線 IRI 均值為 1.78m/km，R-線 IRI 值為 2.34m/km；跑道兩端與中部的平整度差異較大。跑道兩端道面的平整差，部分調(diào)查單元的平整度 IRI 值已達(dá)到 4m/km，其平整度水平較差。跑道兩端平

圖 2-3 中央跑道南端輪轍同時(shí)對于中央跑道飛機(jī)輪跡主要分布區(qū)域，分別在沿中心線東側(cè) 3m、西側(cè) 6m置對應(yīng)設(shè)置一條測線，即 R-S-E 測線和 R-S-W 測線，進(jìn)行平整度測量。測試結(jié)果圖 2-4 和圖 2-5 所示：中央跑道道面平整度 R-S-E 測線 IRI 均值為 1.78m/km，R-S線 IRI 值為 2.34m/km；跑道兩端與中部的平整度差異較大。跑道兩端道面的平整差，部分調(diào)查單元的平整度 IRI 值已達(dá)到 4m/km，其平整度水平較差。跑道兩端平下降的原因主要與兩端瀝青混凝土道面裂縫較多與經(jīng)過多次的修補(bǔ)有關(guān)。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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2 程國勇;王翠玲;郭志光;;機(jī)場道面脫空范圍定量分析模型研究[J];公路交通科技;2014年09期

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本文編號：2745733