适用于机场道面的复合改性沥青性能试验

选用4种纳米材料与青川岩沥青结合,对基质沥青进行复合改性,通过沥青试验及混合料试验研究复合改性沥青的性能。沥青试验包括3大指标试验、旋转黏度试验、动态剪切流变试验、弯曲蠕变试验及旋转薄膜烘烤箱试验,沥青混合料试验包含车辙试验、浸航油稳定性试验、浸水稳定性试验和冻融劈裂试验等。沥青试验结果显示:与基质沥青及岩沥青改性沥青相比,复合改性沥青的针入度降低,低温延度下降,软化点和稠度提升,高温稳定性和抗老化性得到改善,但低温性能会有一定程度下降。混合料试验表明:岩沥青和纳米材料的加入使得混合料具有更高的抗车辙能力,抗水损害和抗航油侵蚀性能也得到提升。研究结果表明这种新型的复合改性沥青适应于非极端寒冷地区机场道面面层。     

机场水泥混凝土道面剩余寿命的预估方法

采纳国际民航组织（ICAO）的建议,根据我国民用机场水泥混凝土道面设计方法的逆过程,建立了机场水泥混凝土道面剩余寿命预估模型,并对模型参数提出了相应的确定方法。该预估模型可以作为机场道面管理系统中道面技术评价的一部分。     

机场道面管理的评价模型

根据我国机场道面的实际状况 ,构建了适用于水泥混凝土道面管理的 4个评价模型———损坏状况评价、结构强度评价、平整度评价和抗滑评价模型 .通过这 4个评价模型 ,可以对机场道面的调查检测数据进行评价分析 ,了解机场道面的整个使用状况 ,为确定养护措施、维修规模提供依据     

基于线性混合效应模型的道面使用性能预测

针对道面状况指数(PCI)历史资料的面板数据特征,以多项式作为预测函数,将部分参数视为随机变量,建立二类线性混合效应模型.结果表明:线性混合效应模型能够有效分解变量之间的异方差,弥补传统回归模型的不足,为多区域道面使用性能数据分析提供新的技术方法;混合效应模型能够综合利用多区域信息,改进道面个体的参数估计,不仅解决部位道面个体因数据不足而无法获得模型参数的问题,而且显著提高了道面个体的预测精度.     

基于复合模糊物元方法的机场道面性能评估

针对目前机场道面性能评估方法中存在主观影响因素过多、权重不确定性等问题,提出了一种基于复合模糊物元分析理论的机场道面性能综合评估方法。首先选取机场道面承载力、道面损坏状况、摩擦因数、平整度等为主要评估指标,根据各项指标评估标准建立复合模糊物元模型,然后利用熵方法与层次分析法综合确定各评估指标的权重,最后进行关联分析,根据最大关联度原则,确定机场道面的使用性能等级。研究结果表明:该方法可以综合考虑专家的知识、经验等主观因素和客观测量精度等信息的影响,是一种有效的方法;运用该方法对某机场道面进行评估,评估结果与实际情况符合较好。     

机场道面排水性能评价方法

机场道面排水性能评价涉及道面纵、横坡评价 ,积水点评价和集水沟 (井 )泄水能力评价等内容 ,是道面维护管理的重要依据之一 .通过机场道面区的水文、水力分析 ,结合现有相关技术标准 ,建立了机场道面排水性能评价模型 .该模型包括道面各项排水性能评价的方法、参数、标准 ,以及相应的评价流程     

机场道面混凝土性能优化设计研究

研究了含气量和掺合料对机场道面混凝土抗弯拉强度、抗冻性和抗盐冻剥蚀性的影响.结果表明:通过引气,可显著提高其抗冻性和抗盐冻剥蚀性,且较明显地提高混凝土的抗弯拉强度;相同含气量下,干硬性混凝土抗冻性和抗盐冻剥蚀性明显低于常态混凝;为了获得较高的后期强度增长,当采用硅酸盐水泥配制混凝土时,建议掺质量分数为15%的低钙粉煤灰或矿渣粉.气泡结构参数分析数据可很好地解释这些试验结果,并证明了干硬性混凝土的引气泡稳定性和气泡结构要显著比常态混凝土差.     

机场水泥道面日周期温度效应

为研究日温变化对机场水泥道面的影响,系统监测分析了日周期内西南某机场水泥道面板内温度、应变及弯沉的变化规律。结果表明：板内温度、平均温度及温度梯度均呈日周期变化,正、负温度梯度最大值分别出现在14：00— 16：00、07：00—08：00;应变与温度不同步变化导致其随温度滞回变化,以温度梯度?曲率分析道面温度效应可减少滞回特征影响;板角翘曲大于板边,接缝类型差异对板边翘曲影响更大;道面边、角弯沉随日温变化波动明显,接缝传荷系数波动主要受温度梯度变化影响,道面性能评价应考虑温度影响;接缝两侧弯沉之和与温度相关性高,且可能与接缝传荷能力无关,在考虑温度影响进行脱空判定时具有一定优势,建议进一步研究其特征。     

机场道面再生混凝土的性能与应用

采用掺加优质粉煤灰和高效外加剂的"双掺"技术,进行机场道面再生混凝土的强度、抗冻性、抗渗性和耐磨性等室内试验研究和现场应用。同时通过道面再生混凝土的微观结构分析,揭示其性能机理。研究结果表明:所配制的道面再生混凝土性能比普通道面混凝土的性能优,满足机场道面要求,抗折强度较普通道面混凝土提高4%~11%;抗冻等级高达F250,较普通道面混凝土提高200%以上,可以满足严寒地区道面混凝土抗冻要求;道面再生混凝土静水压力抗渗等级较普通道面混凝土提高300%以上;道面再生混凝土耐磨性较普通道面混凝土提高18%~36%。现场配制的再生混凝土和易性好,易于铺筑施工,28 d抗折强度达到5.5 MPa以上,质量检验项目全部符合规范及设计要求,应用效果较好。     

高强合成纤维混凝土机场道面接缝抗冲击性能

针对高强合成纤维对机场道面接缝处的抗冲击性能改善作用进行了研究。研究中采用改制后的混凝土路面轮辙试验机进行轮式抗冲击试验,以混凝土脱落量来衡量其损伤程度。试验试件分为无错台和有错台2组,模拟机场道面接缝处的实际情况。结果表明:对于2组道面试件组,冲击荷载作用次数的增加均会导致混凝土脱落量的增加。对于无错台试件,1 000次冲击作用后,纤维掺量为1.4kg/m3的混凝土脱落量比普通混凝土减少51.1%。对于有错台试件,随着纤维掺量增加至1.4kg/m3,混凝土脱落量分别减少73.3%,72.5%,46.6%。这说明高强合成纤维掺量的增加可以有效减轻接缝两侧边角和错台边角的混凝土受冲击脱落现象,且改善效果越来越明显。     

机场道面再生混凝土的抗冻性能及机理

为了研究机场道面再生混凝土的抗冻性能及其机理,采用掺加优质粉煤灰和高效外加剂的＂双掺＂技术路线,进行机场道面再生混凝土配合比设计和抗冻性能研究.根据机场道面再生混凝土抗冻试验结果和试件破坏现象,探讨了再生混凝土抗冻性能评价指标.从含气量、孔结构和微观结构等方面,对机场道面再生混凝土的抗冻机理进行了分析,建议寒冷地区道面再生混凝土含气量为5%～6%,在再生混凝土中掺入优质矿物外掺料,提高机场道面再生混凝土的抗冻性能.结果表明：所配制的机场道面再生混凝土抗冻等级高达F250,抗冻性能优于普通道面混凝土,满足道面设计规范要求.     

基于实测数据的机场水泥道面变温效应分析

利用上海浦东国际机场"道面状态监测系统"实测的温度、应变和弯沉,分析了水泥道面温度以及温度作用下道面翘曲变形、弯沉、接缝传荷能力的变化.结果表明,土基和基层温度日变化较小,但季节性变化较大;道面板温度沿板厚分布呈非线性,下午时段更显著;全年正、负温度梯度占比基本相同,零温度梯度集中在7:00～10:00和19:00～22:00,且全年呈周期性;此外,在横缝(假缝)和纵缝(企口缝)板边中部以及板角,温度翘曲变形呈同步周期性变化,板角处最大,纵缝(企口缝)板边中部最小,向上(下)翘曲变形的全年最大值均分布在12月～1月(7月～8月);板中最大弯沉基本保持不变,而板角和横缝(假缝)板边中部最大弯沉日变化和季节性变化显著;假缝和企口缝的传荷能力随平均温度的增大而增大,具有良好的二次曲线关系.建议在道面设计和评价中考虑温度作用的影响.     

飞机滑行荷载对机场道面的随机振动效应分析

为了保障机场跑道的安全和使用性能,掌握飞机荷载作用于机场道面的机理和机场跑道的损伤失效模式。将机场道面结构视为弹性层状地基上的半无限板,采用振动理论,建立飞机-道面结构的耦合振动分析模型,对飞机滑行荷载所产生的振动作用力进行了计算,并对道面-基础结构在飞机滑行荷载作用下的工况进行了随机振动响应分析。分析结果表明飞机滑行振动荷载中高频作用力更容易引起道面结构的振动,随着频率的增大,振动能量也在不断增加,道面板弯沉值显示出高频振动为主的特性;并且道面结构在飞机-道面耦合作用荷载下产生的弯拉应力在低频附近出现峰值,随着频率的增大,其弯拉应力不再增加,道面结构的弯拉应力主要反映出低频振动特性,道面板弯拉应力出现极限值时,道面板部分出现开裂,开裂部分退出工作状态,其弯拉应力对于高频振动力的响应也随之减小。     

混合效应模型在道面状态转移概率估计中的应用分析

为研究混合效应Logistic模型确定马尔可夫状态转移概率矩阵的方法及效果,以道面结构厚度、道面使用时间、状态等级和交通量等因素变量为固定效应,以截距为随机效应,建立混合效应Logistic模型.采用多个机场积累的道面实测PCI值为数据源,估计模型参数并作实例分析.结果表明:①应用混合效应Logistic模型可分析多因素对道面使用性能的影响,获得非齐次状态转移概率矩阵,实现道面使用性能马尔可夫动态预测,显著改善概率预测的精度;②混合效应Logistic模型中随机效应能够反映道面数据内不可观测的异质性,降低模型残差的相关性,提高固定效应参数估计的可靠性;③通过对混合效应Logistic模型随机效应参数bi的估计,可得到数据源内任意个体道面的状态转移概率矩阵,克服传统方法多次建模及数据不足的困难,从而实现对特定道面的性能预测.     

机场道面自密实碱激发混凝土性能研究

针对机场道面混凝土强度、耐久性高性能化的要求,采用"优质矿渣+复合碱激发剂"的技术路线,配制出坍落度≥160 mm,抗折强度7 d达7.6 MPa、28 d达8.5 MPa的自密实碱激发胶凝材料混凝土,并研究了碱激发胶凝材料混凝土的耐久性能、变形性能、施工和经济性.与目前机场道面施工中采用的水泥混凝土进行对比试验,结果表明:其抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性和耐磨性远优于传统水泥混凝土,抗渗等级达到S40以上,抗冻等级达到F300以上,耐硫酸盐和耐磨性能优异;碱激发胶凝材料混凝土属低收缩混凝土,但早期收缩略高,应采取措施加强早期养护.自密实碱激发胶凝材料道面混凝土的和易性、强度、耐久性可以满足机场道面铺筑要求,且具有良好的施工和经济性,可用于机场道面的建设.     

复合式机场道面荷载应力

为了分析复合式机场道面的荷载应力,建立了9块板的复合式机场道面三维有限元模型,以B777-200飞机荷载为计算荷载,选取沥青混凝土层底拉应力、沥青混凝土剪应力、水泥混凝土板底拉应力为考察指标,分析复合式机场道面的最不利荷位;利用正交设计分析结构参数对荷载应力影响的显著性,指导复合式机场道面结构设计。研究表明:水泥混凝土板底拉应力应该作为复合式机场道面荷载应力分析的关键指标,复合式机场道面基于多板分析的最不利荷位位于三轴双轮荷载的中轴荷载与板边中点相切处;增加水泥混凝土板模量对板底拉应力负面影响显著,增强土基模量可以明显减小水泥混凝土板底拉应力和沥青混凝土层底拉应力;复合式机场道面结构设计过程中,必须重视土基处理,提高土基强度;不能过分强调增加水泥混凝土板的模量,应该综合考虑其弯拉强度,合理选择水泥混凝土配合比。     

机场道面评价方法研究

通过对机场跑道道面性状的内涵和道面性状评价基本内容研究,跟据表征道面性状的各个评价指标,对跑道道面进行评价方法研究.提出了采用模糊数学分析方法代替传统综合评价的方法,以西部某机场为例,得到全面客观的评价结论,提出了科学的道面管理方法和建议.     

广义非线性混合效应模型的变离差检验

应用混合效应方法研究了广义族非线性模型的变离差检验问题。对离散和连续两类指数族分布，提出了若干个有效的检验统计量，所有统计量都可用简单、便于计算的矩阵公式来表示，这些结果和方法可应用于广泛的实际问题与实际模型并利用务浆渗透数据来说明方法的有效性。     

机场道面橡胶集料混凝土弯曲性能试验及应用

为研究橡胶集料混凝土机场道面的弯拉性能,通过橡胶集料混凝土小梁的4点加荷试验,分析了橡胶集料体积率对混凝土弯曲性能的影响;结合试验结果对橡胶集料混凝土机场道面的设计厚度进行估算,并与水泥混凝土机场道面进行比较,对橡胶集料混凝土机场道面设计提出配合比方案建议.结果表明,橡胶集料混凝土的弯拉强度和弯拉弹性模量随着橡胶掺量的...     

高性能沥青混凝土机场道面结构

为增强机场沥青道面的抗轮辙性能,提出了一种基于新型环氧沥青混凝土的高性能机场道面结构.将新型环氧沥青混凝土EAC20作为机场道面的中面层,SMA13型沥青混凝土作为上面层,AC20型沥青混凝土作为下面层,由此构成SEA机场道面结构.分析了新一代大型客机A380荷载作用下SEA机场道面结构的力学响应,针对机场道面各层沥青混凝土进行永久变形试验,并采用多元线性回归得到各层材料的蠕变参数,以模拟SEA机场道面结构的永久变形.研究结果表明,将新型环氧沥青混凝土作为中面层应用于机场道面,可以减小机场道面结构的应变,沥青面层底部最大拉应变和最大压应变分别约为传统机场沥青道面结构的68%和72%.在1×105次荷载作用下,SEA机场道面结构的永久变形仅为6 mm,约为传统SAA机场沥青道面结构的42.9%.