改建机场沥青混凝土道面设计方法

《改建机场沥青混凝土道面设计方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、秘l含十e-《工程力学》增刊2003年改建机场沥青混凝土道面设计方法张超，谭立伟，王峰，田艳凤(空军后肠学院机场营房建筑与管理系，江苏，徐州，221000摘要:本文将有限元法引入机场多层弹性体系分析，针对改建道面的特点，提出了改建机场沥青混凝土道面计方法。关钮词:沥青混凝土道面:力学模型;设计指标;当量回弹模量;改建道面Y1引言机场沥青混凝土道面在使用过程中可能出现下列问题:道面在飞机荷载和自然因素的长期作用下，产生开裂、沉陷、推移等破坏，影响正常使用:沥青混合料集料磨光打滑，道面表面性能达不到要求:因使用机型或机场战略地位发生改变，需要对原有道面提高等级;沥青道面达

2、到设计使用年限等。对于这些问题，一般是采用在原有道面上进行加铺改建的方法来解决，对此我们进行了研究，针对改建道面的特点，提出改建道面的设计指标和设计方法。2新建沥青混凝土道面设计方法简介2.1力学模型道面结构一般由支撑在压实土基上的面层、基层、底基层等多个层次构成，如图2-1所示。各层材料可视为弹性，因此将道面结构用弹性多层体系表示，作用在道面上的机轮荷载采用当量圆形均布荷载，荷载由垂直和水平荷载受加而成，力学计算模型如图2-2。对A-G每一计算点按数值积分法求出6个应力分量后，可以求算该点的主应力和最大剪应力。面层联结层基层底基层垫层压实上缝图2-1沥青道面结构图图

3、2-2沥青道面结构模型2.2设计指标道面设计以'It刚性基层、底基层底部的拉r力为_L要指际，并验算在当地多年冬季平均最低气温卜的而层拉应力，对跑道端部、弯道等承受较大水平力的61泣验滩八,r0直和水乎综合荷载作用}‘的面层剪应力2.3设计参数各层衬朴}的强度印刚度特比分别采用针裂强度叫亢1c!弹漠梦浅证，盯裂强度采用叮拉i式验测定.抗限回弹模猫采川项面法测定。t之fn:血居7;CY}l能I7内梦故—日=ii力和内厚惊的采用三匀hif缩试二脸，则}E-Id1r2抗拉强度参数按公式K、二0.186K,K.:-0--Iil1杭叮强叹多数按公式K二0.385K-V>计算、

4、I`-Fli1《工程力学》增刊203年二全士二‘泣性基层、底基层的抗拉强度结构系数按下式计算:稳定粒料类:凡=0.126凡N0.235稳定土类:K,,=0.145K,N02352.4力学强度理论面层和半刚性基层、底墓层的拉裂破坏采用最大正应力理论，面层剪切破坏采用摩尔一库伦理论。2.5飞机换算关系根据等效损害原理，按拉应力等效的原则，进行不同飞机交通量换算。2.6结构设计得到以上参数后，可采用Finn等开发的PDMAP计算程序，肯塔基大学黄仰贤教授编制的KENLAYER程序及密歇根州立大学的Harichandran等开发的MICH-PAVE程序进行结构分析、厚度计算。

5、3改建道面设计思路3.1力学模型基于对改建道面设计特点的分析，为避免测定或求解各结构层设计参数的问题，拟采用与新建道面不同的力学模型，即将原道面连同土基看作半空间体，以原道面顶部的当t回弹模量和泊松比表征其弹性性质，这样只要测得了原道面的弯沉值就可以反算出其当量模量。于是对于单层加铺层就可以双层体系为设计计算的力学模型，对于N层加铺层就可以N+1层弹性体系作为力学计算模型。3.2设计指标改建道面的荷载和环境条件、破坏特征及原因与新建道面是相似的，所以改建道面设计采用与新建道面相同的设计指标，以加铺层底部拉应力为主要设计指标，以面层的剪应力为次要指标。将土基的弹性模量用

6、原道面的当妞回弹模量代替，就可按新建道面相同的方法进行设计。4原道面当量回弹模量计算4.1弯沉与回弹模f之间的关系选择半空间弹性体作为原道面的力学基础，原道面的强度特性就可以回弹模量表征。为了模拟机轮印迹的作用，通常都以图形承载板压入土基的方法测定回弹模量。有两种承载板可以用于测定道面的回弹模量，即柔性压板和刚性压板，用刚性承载板测定道面回弹模量，压板下道面顶面的弯沉为等值。原道面的回弹模量可采用这种方法测定。其弯沉值1与接触压力p之间的关系如下:尤1=pD(1-些-4(4一1)E将式(4-1)稍作变换即得:汀E=pD(1-A血一4(4一2)1式中:2一承载板弯沉量D

7、一承载板直径:E一道面的弹性模量;p一承载阪压力;p一道面泊松比:因此只要测得了承载板的弯沉，就可利用式(4-2)计算原道面的[H弹模量。.习牛a-《工程力学》增刊2003年、7Z4.2原道面的分段在确定原道面的计算弯沉时，应将全线分段，分段主要考虑下列原则:(1)同一分段土基的干湿类型与土质基本相同;(2)在同一分段内，各测点的弯沉值比较接近，若局部面积弯沉值很大，则应先进行修补处理再进行加铺;(3)各分段的最小长度应与施工方法相适应，在水文、土质条件复杂或需要特殊处理的路段，其分段长度可视实际情况确定。4.3各分段的代表弯沉值回弹模盆若以分段的最