机场水泥混凝土道面弯沉的影响因素分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com44道路交通城市道桥与防洪2012年12月第12期机场水泥混凝土道面弯沉的影响因素分析张玉芳，袁捷z，谭悦3(1．上海华东民航机场建设监理有限公司，上海200335；2．同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海200092；3．虹桥国际机场公司，上海2o0335)摘要：竖向挠度过大是引起机场道面损坏的一个重要原因，因此弯沉是机场道面结构设计时的重要考虑指标。影响道面弯沉的因素有很多。该文通过对影响道面弯沉的三个最主要因素进行分析，分别为面层厚度、面层材料弯拉模量和基层顶面反应模量，得到不同影响因素对

2、道面弯沉的影响程度，比选出对弯沉影响最大的因素，作为改善道面挠度时优先考虑的指标，为道面结构设计提供参考。关键词：机场；水泥混凝土道面；弯沉；挠度；结构设计；影响因素分析中图分类号：V351．11文献标识码：A文章编号：1009—7716(2012)12—0044-03表1荷载参数信息表0引言机型B747—40o弯沉是公路路面⋯和机场道面[l结构设计时的最大起飞重量／kN3095重要指标。公路水泥混凝土路面在结构设计时，以主起落架个数n个d极限弯拉应力作为控制指标，以弯沉作为验算指机轮数个4标口]。而机场水泥混凝土道面结构设计时，仅以极主

3、起落架荷载分配系数P0．95限弯拉应力作为控制指标，未考虑弯沉指标{zl。对主起落架单轮荷载N183．77于机场水泥混凝土道面，在道面结构设计时未合胎压／MPa1-38理考虑弯沉指标是否合适有待考证。轮印尺寸／(m×m)0．34×0．49竖向变形过大也是路面和道面损坏的主要形轴距，m1．47式之一【31。影响道面弯沉大小的因素有很多，本文同轴轮距，m1．12拟通过有限元软件进行数值模拟，分析机场水泥}昆凝土道面不同影响因素对弯沉的影响程度，可2影响因素分析以为道面结构设计时合理考虑后期损坏，改善道2．1道面厚度对弯沉的影响面竖向变形提供借

4、鉴和参考。选取B747—400为计算荷载，面层水泥混凝土1有限元模型介绍材料模量为36GPa。道面厚度分析30cm、32cm、34cm、36cm、38cm、40cm、42cm七种情况，分析基层采用ABAQUS有限元软件，建立5．0m×5．0m顶面反应模量为40MN／m3,80MN／m和150MN／m的道面板块模型。采用单块板模型，四边自由无约三种情况，共分析工况21种。各种工况条件下的束。基层支撑采用K地基模型，通过设置弹簧刚弯沉计算结果如表2所列。度，以调整地基强度。荷载采用B747_400机型主起落架荷载参数，荷载作用于板中位置如表1

5、所表2弯沉与道面厚度关系一览表I单位：mm)列。分析三种弯沉影响因素，分别为道面厚度、面层材料模量、基层顶面反应模量。3．8892．2951．424(1)道面厚度：考虑30cm、32cm、34em、36cm、3．7272．19l1．36238cm、40cm、42cm七种情况。3．5882．0991．305(2)材料模量：考虑30GPa、．35GPa、40GPa和3．4682．O171．25345GPa四种情况。3．3661．9441．2063．2771．881．162(3)基层顶面反应模量：考虑40MN／m3,80MN／ma3．2011．

6、8231．123和150MN／m三种情况。从表2可以看出，面层厚度越大，弯沉越小。收稿日期：2012—10—28作者简介：张玉芳(1985一)，女，江西兴国人，助理工程师，从以每增加2cm为一等级，计算每增加3cm弯沉事机场工程项目监理和综合管理工作。的减小率，如表3所列。学兔兔www.xuetutu.com2012年12月第12期城市道桥与防洪道路交通45表5弯沉与道面厚度增长率一览表表3弯沉与道面厚度增长率一览表弹性模量基层顶面反应模量／IVlN·m厚度基层顶面反应模量／MN·m／GPa4080150／em40801502所示。从图2

7、可以看出，弯沉与面层材料模量基本呈线性比例关系。5。。从表3可以看出，道面厚度每增加2em，弯沉4。。会降低2％～5％。且道面厚度越大，下降百分比越。oo小。静2。。将分析结果进行统计分析，以图形显示，如图1_。。1所示。从图1可以看出，弯沉与道面厚度基本呈000线性比例关系。40d5弹性模量／GPa500图2沉与材料模量的关系曲线图40O2．3基层顶面反应模量对弯沉的影响目300选取B747—400为计算荷载，面层水泥混凝土嚣静200材料模量为36GPa。道面厚度分析30em、32em、10034em、36em、38em、40cm、42

8、cm七种情况，分析基层顶面反应模量为40MN／m3．8OMN／m和150MN／m000JUZ3436“J1z三种情况，共分析工况21种。各种工况条件下的道面厚度／em弯沉计算结果如表6所列。图