关于沥青混凝土道面公路飞机跑道结构设计方法的分析与研究.pdf
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1、第 3 9卷 , 第 2期 2 0 1 4年 4月 公 路 工 程 Hi g h wa y En g i n e e r i n g Vo 1 3 9,No 2 Ap r, 2 0 1 4 关于沥青混凝土道面公路飞机跑道结构设计方法 的分析与研究 曲旭 光 ,王建 宇 ( 广东新中南航空港建设有 限公 司 , 广东 广州 5 1 0 4 0 5 ) 摘 要 从公路飞机跑道沥青混凝 土道 面结构设计 的理 论基础 、 设计 指标 、 控制 标准 、 道面结 构力学响应 分 析 、 设 计流程及步骤等方面进行分析研究 , 提出 了公路飞机跑道沥青混凝土道 面结构设计方法。 【 关键词 公路飞机跑道
2、 ;沥青混凝土道面 ;设计方法 ( 中图分类号 U 4 1 6 2 1 7 文献标 识码 A 文章编号 】1 6 7 4 0 6 l 0 ( 2 0 l 4 ) 0 2 0 1 6 7 0 4 An a l y s i s a n d Re s e a r c h o n S t r u c t u r e De s i g n M e t h o d o f As ph a l t Co n c r e t e Pa v e m e n t Ai r fie l d Ru n wa y o n Hi g hwa y QU Xu g u a n g , W AN G J i a n y u (
3、 1 G u a n g d o n g N e w Z h o n g n a n A i r p o r t C o n s t r u c t i o n C o L t d , G u a n g z h o u , G u a n g d o n g 5 1 0 4 0 5 , C h i n a ) A b s t r a c t T h i s p a p e r p u t f o r w a r d a s t r u c t u r a l d e s i g n m e t h o d o f a s p h a l t c o n c r e t e a i r p o
4、 r t p a v e m e n t a b o u t t h e a i rfi e l d run wa y o n h i g h wa y, by s t u d y t h e s t r u c t u r a l de s i g n me t h o d o f a s p h a l t c o n c r e t e pa v e me n t a b o u t t he a i r fie l d r u n wa y, i nc l u d i n g s t r uc t u r e d e s i g n t h e o r i e s f o u n d
5、a t i o n, d e s i g n i n d e x e s , c o n t r o l s t a n d a r d, me c h a n i c a l r e s p o n s e o f t h e p a v e me n t a nd t h e d e s i g n s t e p s a n d flo w- c ha r e t c; Ke y w o r d s a i rf i e l d run w a y o n h i g h w a y ; a s p h a l t c o n c r e t e p a v e m e n t ; d
6、e s i g n me t h o d 1概述 2设计方法研 究 我国现行的公路沥青混凝土路面结构设计方法 能够满足一般汽车荷载的要求 , 但对于重交通、 重载 情况下的路面损伤并没有起 到控制作用 , 也不一 定能够满足 飞机荷载和汽车荷载 的混合 荷载 的要 求 。因此 , 对我国现行的公路沥青混凝土路面设计 方法改进可以有 2个思路 :通过理论分析 、 实地 调研和大量计算 , 在我 国现行 的公路沥青混凝土路 面设计方法添加设计 指标 和控制标准 , 改变设计程 序 , 使其设计 的道面能够满足飞机荷载 和汽车荷载 混合使用 的要求; 通过计算分 析, 找 出飞机荷载 和汽车荷载的等
7、效换 算关 系, 将 飞机荷载转化 为汽 车荷载 , 再用我 国现行 的公路沥青 混凝 土路面结构 设计方法进行道 面设计。显然 , 第 种思路 比第 种思路简单快捷 。因此建立公路飞机跑道沥青混凝 土道面结构设计方法 的关键之处就是找出飞机荷载 和汽车荷载的等效换算关系。 2 1设计 方 法 的理论 基础 通过分析机场沥青混凝土道面和公路沥青混凝 土道面设计方法体 系, 可知力学 一经验法将力学分 析和实践经验有效的结合 , 在对道面结构设计指标 进行力学分析的基础上 , 充分利用现有的机场沥青 混凝土道面和公路沥青混凝 土道 面设计 的既有经 验。因此, 采用力学 一经验法的设计思想构建机
8、场 沥青混凝土道面的设计方法体 系, 并且在进行道 面 结构力学分析时, 采用三维数值模拟方法 , 以模拟计 算复杂条件下的道面结构力学指标 , 从而找出与设 计机型等效 的汽车重载。 2 2设计 指标 总结分析机场沥青混凝土道面和公路沥青混凝 土路面的主要损坏形式 , 公路飞机跑道沥青混 凝土可能出现的主要损坏模式可能包括裂缝类损坏 和车辙损坏。 因此 , 在公路飞机跑道沥青混凝 土道 【 收稿 日期 】2 0 1 3 0 7 0 9 作 者简 介】曲旭光( 1 9 8 3 一) , 男, 山东烟 台人 , 硕 士研究生 , 工程师 , 主要从事机场建设 。 学兔兔 w w w .x u e
9、 t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 曲旭光 , 等 : 关于沥青混凝土道 面公路 飞机跑道结构 设计方法 的分析与研究 1 6 9 表 1 公路飞机跑道 沥青 道面各结构层材料相关参数 Ta b l e 1 Hi g h wa y r un wa y a s ph a l t p a v e me nt s t r uc t u r e l a y e r ma t e r i a l p a r a me t e r s 实际、 某型主战飞机的主起落架间距 , 并通过收敛性 分析, 结合实际使用情况, 确定沥青面层和半刚性
10、基 层的分析尺寸为 7 i n 7 in, 且地基尺寸比面层长宽 方 向均扩大 1 m, 深度取 8 m时 , 基层底的荷载应力 收敛。 分析模型的边界条件为 : 地基为弹性半空间体 , 据 收敛性分 析, 取为 有 限尺寸 , 基层为有限尺 ,- j ; 地基的底面为 自由度完全约束的固定面 , 地 基 的其他面为法向约束。 3 5 模 拟 单元及 网格 划 分 沥青混凝 土 面层 、 半 刚性基 层 和地基 基础 结 构层采用三维等参 8节点 s o l i d 4 5单元 实体单元 。 面层平面尺寸划分 为 0 10 I , 高度 方 向等分 为 5份 , 厚度 0 1 6 n l ;
11、基层平 面划分 为 0 10 1 , 高 度方向等分为 8份 , 厚 度 0 3 40 5 4 In; 地基平面 尺寸划分 为 0 1 0 1 , 高度方 向等分 为 1 0份 , 厚 度 8 m。 3 6模 型 的控 制指 标 根据相关研究可知H , 对半刚性结构层底部的 拉应力必须进行控 制 , 半刚性结构层底部的拉应力 应作为结构层设计 的主要指标。在各种情况下 , 只 要满足了基层底部 的拉应力 , 土基 的压应变没有超 过 容许值 。 3 7 飞机荷载作 用下沥 青混凝土道 面力学响应分析 为了分析半刚性基层模量和厚度对道面结构相 应的影 响, 半 刚 性 基 层 模 量 分 别 取
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