多次加铺的机场道面结构合理性分析方法研究

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1、第30卷第6期2012年12月中国民航大学学报JoURNAL0FCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAV01．30No．6Deeember2012多次加铺的机场道面结构合理性分析方法研究罗勇，闫启琨(上海民航新时代机场设计研究院有限公司，上海200335)摘要：依托上海虹桥机场东跑道第4次加铺工程，针对机场道面多次加铺后存在的沥青面层过厚、老道面材料性能严重老化等突出问题，以有限元数值分析方法为基础，建立了基于沥青面层疲劳开裂、水泥板疲劳开裂和轮辙控制3个指标的道面结构合理性分析方法。研究成果对完善中国沥青道面加铺设计方法和指导类似工程的开展有重要意义。关键词

2、：机场；复合道面；加铺；轮辙；疲劳开裂；合理性中图分类号：U8；V351．11文献标志码：A文章编号：1674—5590(2012)06—0075—05AnalysisofrationalityforairportpavementstructurewithmultipleoverlayLUOYong，YANQi—kun(ShanghaiCAACNewEraAirportDesignandResearchInstituteLtd，Shanghai200335，China)Abstract：RelyingonShanghaiHongqiaoAirportEastRunwaythefim

3、rthoverlayproject，contrarytotheairportpavementwithmultipleoverlayexistingoutstandingproblemsthatasphaltlayeristoothick，andthematerialpropertiesofexistingpavementseverelyaging，basedonthefiniteelementnumericalanalysismethod，establishedpavementstructurerationalityanalysismethodbasedonthreeindexof

4、asphaltsurfacefatiguecracking，fatiguecrackingoftheconcreteSUl{aeeandrutcontr01．Theresearchhavetheimportantmeaningforimprovingdesignmethodofasphaltpavementoverlayinourcountryandguidingsimilarprojectstocarryout．Keywords：airport；compositepavement；overlay；rut；fatiguecracking；rationality为了应对快速增长的航空

5、交通量，提高跑道结构承载能力和使用性能，延长跑道使用寿命，中国很多繁忙机场自20世纪90年代以来相继对跑道进行了沥青混凝土面层加铺。通常沥青混凝土加铺的设计使用寿命在10年左右，待达到使用寿命后需再次进行改造。中国部分机场跑道已经历过数次加铺，以虹桥机场东跑道为例，已分别在1991年、1,998年、2005年和2011年进行了4次加铺。因此，跑道多次加铺将是中国繁忙机场未来十余年将陆续面临的问题。中国针对机场道面柔性加铺颁布过相应设计规范，由于机场柔性道面应用较少，设计规范并不完善，在实际设计过程当中大多是依据经验和国外的一些设计方法。国际上机场道面加铺结构设计一般有3种方法：有效

6、厚度法、挠度法和力学一经验法。加铺层设计最常用的方法是有效厚度法，美国工程兵团提出了在原有刚性道面上铺设沥青或柔性加铺层的经验公式。国外机场道面加铺层结构设计方法以美国FAA最为典型。FAA加铺层设计方法经历了一个由有效厚度法一弹性层状体系法斗有限元方法的发展历程u】。随着诸如B777和A380等大型宽体飞机的出现，由于其新型的起落架构形和轮胎布置形式，当采用传统的FAA设计方法确定道面结构厚度时，所得到的厚度值往往过于保守。因此，FAA提出了一种新的道面结构分析方法——弹性层状体系法[21。机场道面多次重复加铺与第一次加铺有显著的差别，主要体现在以下几个方面。1)不停航施工难度大

7、。多次加铺的机场多为最繁忙机场，不仅无法关闭跑道停航施工，且夜问允许施工时间短，一般仅有5-6h。对改造方案的选择及施工都带来很大的限制。2)多次加铺后沥青面层厚度大，道面在使用过程中易出现轮辙病害。收稿日期：2012—03—10；修回日期：2012一06—25作者简介：罗勇(1973一)，男，江西南昌人，高级工程师，本科，主要研究方向为机场道面设计理论一76一——：=一中国民航大学学报3)既有加铺层道面材料性能衰减严重，受不停航施T影响难以完全铣刨，既有沥青混凝土层