本文關(guān)鍵詞：水泥混凝土機(jī)場(chǎng)跑道瀝青加鋪層性能研究

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【摘要】：在我國機(jī)場(chǎng)建設(shè)和使用中,道面結(jié)構(gòu)類型以水泥混凝土道面為主。由于飛機(jī)荷載及外界環(huán)境因素的影響,我國許多早期建設(shè)的水泥混凝土道面在運(yùn)營期間中后期出現(xiàn)了各種病害,包括裂縫、沉陷、斷板等。為了保證機(jī)場(chǎng)道面良好的使用性能,對(duì)舊的機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面加鋪瀝青混凝土層是一種有效的解決方法。傳統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)道面設(shè)計(jì)方法對(duì)舊水泥道面上瀝青加鋪設(shè)計(jì)的條文描述較少,確定加鋪層厚度時(shí)仍然沿用國外提出的經(jīng)驗(yàn)法,并且對(duì)加鋪層易發(fā)生的病害問題缺少預(yù)防和解決方案。因此,針對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性,系統(tǒng)地開展舊水泥道面上瀝青加鋪層設(shè)計(jì)方法研究,具有重要的工程實(shí)踐意義和應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)在舊水泥道面上瀝青加鋪問題,從理論分析、數(shù)值模擬及室內(nèi)試驗(yàn)三個(gè)主要方面研究加鋪后的復(fù)合結(jié)構(gòu)性能,完善加鋪層設(shè)計(jì)方法。首先,本文對(duì)舊水泥混凝土道面實(shí)際使用狀況進(jìn)行調(diào)研,統(tǒng)計(jì)并分析不同類型的病害情況,在此基礎(chǔ)上提出涉及加鋪層修建所需的設(shè)計(jì)控制指標(biāo),同時(shí)結(jié)合機(jī)場(chǎng)道面特征參數(shù),構(gòu)建典型復(fù)合式機(jī)場(chǎng)道面有限元模型；其次,本文通過分析機(jī)場(chǎng)道面不同荷位狀態(tài)下的力學(xué)響應(yīng),得到最不利荷位,進(jìn)而進(jìn)行加鋪層參數(shù)敏感性分析,確定加鋪層厚度設(shè)計(jì)方案；通過分析加鋪層與舊水泥道面之間不同接觸狀態(tài)下結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)規(guī)律,提出加鋪層施工建議；再次,本文基于力學(xué)分析結(jié)果,結(jié)合Superpave和馬歇爾方法改進(jìn)了機(jī)場(chǎng)道面加鋪層混合料的設(shè)計(jì)方法,討論分析了不同級(jí)配下的瀝青混合料性能,確定加鋪層瀝青混合料的最佳設(shè)計(jì)級(jí)配；然后,本文綜合考慮機(jī)場(chǎng)道面的外界環(huán)境因素影響,構(gòu)建典型復(fù)合式機(jī)場(chǎng)道面溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力場(chǎng)有限元模型,分析機(jī)場(chǎng)道面溫度和溫度應(yīng)力分布規(guī)律；最后基于舊水泥混凝土道面與新加鋪的瀝青混凝土層之間的相互影響機(jī)制,考慮飛機(jī)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力對(duì)復(fù)合式機(jī)場(chǎng)道面的影響,針對(duì)不同結(jié)構(gòu)層提出不同指標(biāo)作為設(shè)計(jì)依據(jù),完善對(duì)復(fù)合式機(jī)場(chǎng)道面的總體設(shè)計(jì)及方案檢驗(yàn)。綜上所述,針對(duì)舊水泥道面上瀝青加鋪問題,本文提出了加鋪層的計(jì)算模型、控制指標(biāo)以及設(shè)計(jì)級(jí)配,系統(tǒng)地對(duì)舊水泥道面上瀝青加鋪設(shè)計(jì)檢驗(yàn)方法進(jìn)行了研究和總結(jié),為今后機(jī)場(chǎng)道面加鋪瀝青混凝土層設(shè)計(jì)和施工提供了參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合式機(jī)場(chǎng)道面 瀝青加鋪層設(shè)計(jì) 有限元分析 溫度場(chǎng) 溫度應(yīng)力場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V351.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 機(jī)場(chǎng)道面及其加鋪層研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 機(jī)場(chǎng)道面瀝青混凝土加鋪層材料13-14
• 1.2.3 溫度場(chǎng)分析14-15
• 1.3 研究的主要內(nèi)容15-16
• 1.4 研究技術(shù)路線16-19
• 第二章 機(jī)場(chǎng)跑道加鋪層道面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)19-51
• 2.1 機(jī)場(chǎng)跑道道面結(jié)構(gòu)調(diào)研19-21
• 2.2 機(jī)場(chǎng)跑道瀝青道面使用情況21-26
• 2.2.1 虹橋國際機(jī)場(chǎng)調(diào)查研究22-23
• 2.2.2 首都國際機(jī)場(chǎng)調(diào)查研究23-26
• 2.3 機(jī)場(chǎng)跑道瀝青加鋪層損壞類型與原因26-29
• 2.3.1 裂縫27-28
• 2.3.2 輪轍28-29
• 2.4 機(jī)場(chǎng)道面的結(jié)構(gòu)形式29-30
• 2.5 機(jī)場(chǎng)道面結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析指標(biāo)30
• 2.6 機(jī)場(chǎng)道面三維有限元模型30-41
• 2.6.1 飛機(jī)起落架參數(shù)30-32
• 2.6.2 有限元模型尺寸與邊界條件32
• 2.6.3 機(jī)場(chǎng)跑道結(jié)構(gòu)組合與材料參數(shù)32-34
• 2.6.4 最不利荷位分析34-40
• 2.6.5 不同類型的飛機(jī)荷載力學(xué)響應(yīng)40-41
• 2.7 結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析41-45
• 2.7.1 加鋪層厚度的影響41-43
• 2.7.2 加鋪層模量的影響43-45
• 2.8 輪轍分析45-47
• 2.9 層間的接觸情況對(duì)荷載應(yīng)力的影響47-50
• 2.10 本章小結(jié)50-51
• 第三章 瀝青混合料設(shè)計(jì)51-69
• 3.1 SMA混合料的材料要求51-55
• 3.1.1 瀝青結(jié)合料51-53
• 3.1.2 集料53-54
• 3.1.3 纖維54-55
• 3.1.4 高模量劑55
• 3.2 SMA目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)55-63
• 3.2.1 SMA瀝青混合料的設(shè)計(jì)步驟56-59
• 3.2.2 礦料級(jí)配設(shè)計(jì)對(duì)比59-61
• 3.2.3 SMA最佳級(jí)配61-63
• 3.3 最佳瀝青用量的確定63-65
• 3.4 瀝青混合料性能檢驗(yàn)65-67
• 3.5 本章小結(jié)67-69
• 第四章 溫度場(chǎng)與溫度應(yīng)力69-89
• 4.1 機(jī)場(chǎng)道面結(jié)構(gòu)的熱交換69
• 4.2 傳熱學(xué)的基本理論69-73
• 4.2.1 溫度場(chǎng)70-71
• 4.2.2 熱傳導(dǎo)71-72
• 4.2.3 熱對(duì)流72
• 4.2.4 熱輻射72-73
• 4.3 機(jī)場(chǎng)道面結(jié)構(gòu)熱參數(shù)73-76
• 4.3.1 道面材料的熱物理系數(shù)73
• 4.3.2 道面表面的熱交換系數(shù)73-74
• 4.3.3 太陽日總輻射74-75
• 4.3.4 道面近地空氣溫度75
• 4.3.5 地溫的理論估計(jì)75-76
• 4.4 模型驗(yàn)證76-81
• 4.4.1 計(jì)算模型77-78
• 4.4.2 結(jié)果與分析78-81
• 4.5 溫度應(yīng)力分析81-87
• 4.5.1 道路結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力計(jì)算理論81-83
• 4.5.2 溫度應(yīng)力有限元模型83-84
• 4.5.3 計(jì)算結(jié)果84-87
• 4.6 本章小結(jié)87-89
• 第五章 復(fù)合式機(jī)場(chǎng)道面設(shè)計(jì)檢驗(yàn)89-103
• 5.1 檢驗(yàn)依據(jù)89-90
• 5.2 計(jì)算參數(shù)90-94
• 5.3 設(shè)計(jì)流程94-95
• 5.4 實(shí)例分析95-100
• 5.4.1 道面結(jié)構(gòu)和應(yīng)力指標(biāo)選取95-97
• 5.4.2 道面水泥混凝土層疲勞情況檢驗(yàn)97-98
• 5.4.3 道面瀝青混凝土層疲勞情況檢驗(yàn)98-100
• 5.4.4 道面疲勞情況檢驗(yàn)結(jié)果100
• 5.5 本章小結(jié)100-103
• 第六章 結(jié)論與展望103-105
• 6.1 主要結(jié)論103-104
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)104
• 6.3 存在問題與研究展望104-105
• 參考文獻(xiàn)105-111
• 致謝111-112
• 攻讀碩士期間所獲成果112

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：561145