基于弯沉的道面结构分析系统研究

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1、硕士学位论文基于弯沉的道面结构分析系统研究研究生姓名：雷亚伟导师姓名：程国勇教授2015年6月7日I分类号：U416密级：公开UDC：625学号：1208007中国民航大学硕士学位论文基于弯沉的道面结构分析系统研究研究生姓名：雷亚伟导师姓名：程国勇教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：道路与铁道工程所在院系：机场学院论文答辩日期：2015年6月7日2015年6月7日IITheResearchofPavementStructureAnalysisSystemBasedontheDeflectionADissertationSubmittedtoCivilA

2、viationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYLEIYa-weiSupervisedbyProf.CHENGGuo-yongCivilAviationUniversityofChinaJune2015IIIIV摘要HWD（HeavyWeightDeflectometer）弯沉测试是机场道面结构性能测试与分析的最重要技术手段。由于HWD测试技术引入我国尤其是民航机场领域的历史很短，所以对其测试的理论与方法、测试结果的可靠性等问题缺乏系统研究，这些问题也一直是工程及学术界研究的热点

3、。基于上述背景，本论文开展了如下工作：（1）对弯沉盆面积指数法进行了理论分析、试验验证并对该方法进行了修正。采用美国NAPTF（NationalAirportPavementTestFacility）模型道面弯沉测试数据，将目前我国民航机场道面采用的弯沉盆面积指数法与国际上主要的4种类似方法进行了对比分析，结果表明我国目前采用的弯沉盆面积指数法分析的基顶模量值最大高出实际值35%。针对弯沉盆面积指数A与相对刚度半径l、相对刚度半径l与荷载中心处弯沉系w数w(l)的理论关系存在矛盾、公式形式不合理等问题，基于弹性地基板理论对弯沉盆面积指数A与相对刚度半径l、

4、相对刚度半径l与荷载中心处弯沉系数w(l)之间的理论关w系进行了数值计算和分析，修正了目前的我国经验公式。结果表明，修正后的弯沉盆面积指数法分析的基顶模量值最大误差为16.7%。（2）对HWD测试方法的可靠性进行了试验验证与分析。采用美国机场试验中心NAPTF公布的模型道面弯沉测试数据，对不同弯沉测试设备测试成果之间的差异范围进行了分析。主要包括冲击劲度模量ISM、接缝传荷能力、基层顶面反应模量三个方面，其波动范围分别为-13.7%~24.5%、-28.5%~10.9%、-44.5%~62%。然后结合实际机场道面弯沉测试数据，对导致弯沉测试的误差进行了系统

5、分析，得到误差对冲击劲度模量ISM、接缝传荷能力、基层顶面反应模量三个方面的波动范围影响分别为-8.5%~33.9%、-21.8%~20.1%、-54.2%~51.2%。根据这两大因素对测试结果的影响，制定了均匀性定量评价指标。（3）为解决板边弯矩影响图法无法适用B777及A380系列等大型宽体客机的缺点，同时保持适合反复试算、原理简单、便于工程人员接受等优点，采用有限元方法分析了飞机总重量G、相对刚度半径l与板边弯矩的相关关系，在此基础上绘制了常见民航飞机的板边弯矩计算曲线。关键词：道面结构，弯沉，弯沉盆面积指数法，可靠性，板边弯矩VAbstractHW

6、D(HeavyWeightDeflectometer)deflectiontestisthemostimportanttechnicalmeanstotestandanalyzespavementstructuralperformance.BecauseoftheveryshorthistoryofHWDtestingtechnologyintroducedintoourcountry,especiallyinthefieldofcivilaviationairport,sothetesttheoryandmethod,thereliabilityofth

7、etestresultsarelackofsystematicresearch,andtheseproblemshavebeenhotspotsonengineeringandacademia.Basedontheabovebackground,thispaperhascarriedoutthefollowingwork:Firstly,thispaperhascarriedontheoreticalanalysisandexperimentvalidationonthedeflectionbasinareaparametersmethod,thencor

8、rectsthemethod.Throughthecomparis