基于小波分析的机场道面平整度细节研究

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1、第29卷第1期201】年2月中国民航大学学报JOURNALOFCⅣILAVIATIONIJNⅣERSITYOFCHINAV01．29No．1February201l基于小波分析的机场道面平整度细节研究王维，胡春飞(中国民航大学机场学院。天津300300)摘要：采用小波理论对机场刚性跑道平整度进行分析。针对桌机场道面．采用Matlab对其纵断面信号进行小渡变换分解，得到不凡高频下机场刚性道面纵断面长波和短渡的具体波动幅度和位置。可作为国际平整度IRI的一种补充，为航空器一机场道面相互作用动力学分析创造条件。关键词：机场；跑道道面；平整度；小渡理论；细节信息中图分类号：V351．11文献

2、标识码：A文章编号：1674-5590{2011}01--0013--04·DetailResearchofAirportPavementRoughnessBasedonWaveletAnalysisWANGWei。HUChun-fei(TheAi,vortCollege，“UC，Tianjin300300，China)Abstract：Wavelettheoryanalyzesairportrigidpavementroughhessoflongitudinalprofile．Aspecialpavementprofileisdisintegratedbythewavelettoo

3、lofMATLAB，thearticleobtainsthefluctuationandlocationoflongandshortwaveofthepavementroughne鹤profileindifferenthighfrequencies，andfillsupthelackofIRI．Meantime，itpartlypromotesaircraft-pavementdynamicsanalysis．Keywords：airport；runwaypavement；roughness；wavelettheory；detail机场道面平整度是指道面面层相对设计基准平面的偏离。飞

4、机驶过局部较为严重的凹陷区。凸台区，以及一定波长和波幅的波形表面隆起等不平整位置时，不仅会影响起落架寿命，还会增大飞行员的操作误差，影响乘客的舒适度及货物的完好。它会引起道面承受额外竖向荷载，致使该区域产生永久性的道面损坏，从而减少道面的服务年限。目前，全世界广泛采用国际平整度指标(IRI)作为机场道面平整度的评价指标，其通过数学分析得到道面纵向不平整的一个统计量。它只能反映一定长度相对道面不平整的平均状况，不能体现不平整是什么以及具体位置等细节信息。基于此，本文尝试通过小波分析道面纵断面(pavementroughnessoflongitudinalprofile)，得到评定机场道

5、面平整度的另外一种描述尺度，即能最大细节地反映道面平整度的具体分布情况，一定程度上可以作为国际平整度指标评定机场道面平整度的一种补充，以便在机场道面管理系统中制定出更合理的维护和修筑方案。1可行性论证国际平整度指标(IRI)的测定原理是采用四分之一车的数学模型，以规定标准速度y为80km／h行驶在道路上，然后计算每公里距离内由系统产生的累积竖向位移量(m&mo由于飞机和一般路面交通车辆有以下3方面不同：①飞机与道路行驶车辆结构设计不同；②飞机的滑行速度范围一般为0～360km／h，而路面交通车辆的行驶速度范围一般为40—120km／h；③飞机在跑道上滑行的动力学原理是要保证飞机能安全

6、起飞和降落，而道面行驶车辆行驶的动力学原理是要保证车辆在道面稳定地高速行驶。因此，国际平整度指标作为机场道面的平整度评定指标不严谨。Yi—heienChen等人【11模拟了从0，l～100m的15种波长的机场道面纵断面，将其输入APRas软件，通过模拟不同机型和设置不同的滑行速度，得到飞机在滑行过程中的竖向动力响应和道面纵断面的波长息收稿日期：20lO—lO一20：修回日期：20lO’-ll一29作者简介：王维(1960一)，男，河北丰南人，教授，硕士，研究方向为机场工程．14中国民航大学学报2011年2月息相关。基于此，本文尝试从机场刚性跑道波长人手，对IRI作为其指标的一种补充分

7、析。信号分析技术可以用来研究道面的波长特性田。信号分析即是傅立叶变换分析，是将一个信号分解成一系列不同频率的连续正弦波的叠加。然而傅立叶变换在变换时丢去时间信息，在研究一种信号的傅立叶变换时，不能看到特殊情况发生的具体时间，傅立叶变换只是一种纯频率的分析方法。将道面纵断面视为一种信号，运用傅立叶变换后，我们将看不到纵断面粗糙部分尺度与具体位置等重要细节信息。所以，傅立叶变换不能用于道面纵断面波长的研究。小波理论是处理信号的一种新的时频分析工具，其克服了傅立