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复合式机场道面结构设计方法

马翔 倪富健 顾兴宇

马翔, 倪富健, 顾兴宇. 复合式机场道面结构设计方法[J]. 交通运输工程学报, 2010, 10(2): 36-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.02.007
引用本文: 马翔, 倪富健, 顾兴宇. 复合式机场道面结构设计方法[J]. 交通运输工程学报, 2010, 10(2): 36-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.02.007
MA Xiang, NI Fu-jian, GU Xing-yu. Structure design method of composition airfield pavement[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2010, 10(2): 36-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.02.007
Citation: MA Xiang, NI Fu-jian, GU Xing-yu. Structure design method of composition airfield pavement[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2010, 10(2): 36-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.02.007

复合式机场道面结构设计方法

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.02.007
基金项目: 

国家自然科学基金项目 60472120

详细信息
    作者简介:

    马翔(1980-), 男, 湖北江陵人, 东南大学工程师, 工学博士, 从事路基路面材料研究

  • 中图分类号: V351.11

Structure design method of composition airfield pavement

More Information
    Author Bio:

    MA Xiang(1980-), male, engineer, PhD, +86-25-83794931, mxfst@sina.com

  • 摘要: 将沥青面层抗反射裂缝疲劳寿命和水泥混凝土板弯拉疲劳强度作为复合式机场道面的设计依据, 基于复合式机场道面荷载应力、温度应力及抗反射裂缝疲劳寿命的计算式, 借鉴民用航空运输机场水泥混凝土道面结构设计方法和公路水泥混凝土路面结构设计方法, 提出了以荷载与温度综合疲劳弯拉应力和沥青面层反射裂缝疲劳寿命为设计指标的复合式机场道面结构设计方法, 以单层、双层、三层的面层结构组合方案进行对比设计。设计结果表明: 面层采用双层的改性沥青混凝土方案时综合疲劳应力为4.84 MPa, 抗反射裂缝疲劳寿命为699 362次, 满足设计要求, 是一种经济可靠的结构组合方案, 因此, 设计方法可行。

     

  • 图  1  复合式机场道面结构设计流程

    Figure  1.  Structure design flow of composition airfield pavement

    表  1  回归系数AB

    Table  1.   Values of regression coefficients A and B

    失效概率 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
    A 0.934 0 0.971 3 0.993 5 1.009 4 1.021 8 1.031 9 1.040 5 1.048 0 1.054 6 1.060 6
    B 0.039 1 0.040 3 0.040 9 0.041 2 0.041 3 0.041 4 0.041 4 0.041 4 0.041 4 0.041 3
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    表  2  回归系数CDE的取值

    Table  2.   Values of regression coefficients C, D and E

    系数 公路自然区划
    C 0.828 0.855 0.841 0.871 0.837 0.834
    D 0.041 0.041 0.058 0.071 0.038 0.052
    E 1.323 1.355 1.323 1.287 1.382 1.270
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    表  3  弯拉弹性模量经验值

    Table  3.   Experiential values of concrete flexural moduli

    弯拉强度/MPa 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
    抗压强度/MPa 5.0 7.7 11.0 14.9 19.3
    弯拉弹性模量/GPa 10 15 18 21 23
    弯拉强度/MPa 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
    抗压强度/MPa 24.2 29.7 35.8 41.8 48.4
    弯拉弹性模量/GPa 25 27 29 31 33
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    表  4  道面结构参数

    Table  4.   Structure parameters of airfield pavement

    结构层 厚度/cm 弹性模量/MPa
    沥青混凝土 待定
    水泥混凝土 待定 31 000
    水泥稳定碎石 20 7 000
    二灰土 20 1 000
    土基 100
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    表  5  飞机参数及年运行次数换算

    Table  5.   Airplane parameters and conversion of annual running numbers

    机型 MD-82 B737-300 B747-200 A300-600 B777-200
    最大起飞质量/t 74 64 378 170 300
    主起落架个数 2 2 4 2 2
    主起落架轮子数 2 2 4 4 6
    主起落架荷载分配系数 0.939 0.926 0.964 0.890 0.960
    主起落架轮胎压力/MPa 1.17 1.23 1.34 1.29 1.45
    主起落架构型换算系数 0.6 0.6 1.0 1.0 1.0
    主起落架荷载/kN 169.0 144.0 223.0 185.5 235.4
    主起落架荷载与设计荷载之比 0.718 0.612 0.947 0.788 1.000
    运行次数 37 500 37 500 30 000 30 000 15 000
    换算次数 4 870 2 533 22 787 9 409 15 000
    设计飞机年当量运行次数 54 598
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    表  6  计算结果

    Table  6.   Calculation result

    初定结构 设计参数
    荷载疲劳应力/MPa 温度疲劳应力/MPa 综合疲劳应力/MPa 反射裂缝疲劳寿命/次
    普通沥青混凝土 改性沥青混凝土
    结构一 4.347 1.849 6.196 35 709 81 369
    结构二 4.183 0.657 4.840 376 230 699 362
    结构三 4.130 0.044 4.173 1 805 483 2 948 170
    设计要求 < 5.0 > 216 216
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  • 收稿日期:  2009-12-26
  • 刊出日期:  2010-04-25

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