機(jī)場水泥混凝土道面彎沉的影響因素分析

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com44道路交通城市道橋與防洪2012年12月第12期機(jī)場水泥混凝土道面彎沉的影響因素分析張玉芳，袁捷z，譚悅3(1．上海華東民航機(jī)場建設(shè)監(jiān)理有限公司，上海200335；2．同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200092；3．虹橋國際機(jī)場公司，上海2o0335)摘要：豎向撓度過大是引起機(jī)場道面損壞的一個(gè)重要原因，因此彎沉是機(jī)場道面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的重要考慮指標(biāo)。影響道面彎沉的因素有很多。該文通過對影響道面彎沉的三個(gè)最主要因素進(jìn)行分析，分別為面層厚度、面層材料彎拉模量和基層頂面反應(yīng)模量，得到不同影響因素對

2、道面彎沉的影響程度，比選出對彎沉影響最大的因素，作為改善道面撓度時(shí)優(yōu)先考慮的指標(biāo)，為道面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞：機(jī)場；水泥混凝土道面；彎沉；撓度；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；影響因素分析中圖分類號(hào)：V351．11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009—7716(2012)12—0044-03表1荷載參數(shù)信息表0引言機(jī)型B747—40o彎沉是公路路面?和機(jī)場道面[l結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的最大起飛重量／kN3095重要指標(biāo)。公路水泥混凝土路面在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，以主起落架個(gè)數(shù)n個(gè)d極限彎拉應(yīng)力作為控制指標(biāo)，以彎沉作為驗(yàn)算指機(jī)輪數(shù)個(gè)4標(biāo)口]。而機(jī)場水泥混凝土道面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，僅以極主

3、起落架荷載分配系數(shù)P0．95限彎拉應(yīng)力作為控制指標(biāo)，未考慮彎沉指標(biāo){zl。對主起落架單輪荷載N183．77于機(jī)場水泥混凝土道面，在道面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)未合胎壓／MPa1-38理考慮彎沉指標(biāo)是否合適有待考證。輪印尺寸／(m×m)0．34×0．49豎向變形過大也是路面和道面損壞的主要形軸距，m1．47式之一【31。影響道面彎沉大小的因素有很多，本文同軸輪距，m1．12擬通過有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，分析機(jī)場水泥}昆凝土道面不同影響因素對彎沉的影響程度，可2影響因素分析以為道面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)合理考慮后期損壞，改善道2．1道面厚度對彎沉的影響面豎向變形提供借

4、鑒和參考。選取B747—400為計(jì)算荷載，面層水泥混凝土1有限元模型介紹材料模量為36GPa。道面厚度分析30cm、32cm、34cm、36cm、38cm、40cm、42cm七種情況，分析基層采用ABAQUS有限元軟件，建立5．0m×5．0m頂面反應(yīng)模量為40MN／m3,80MN／m和150MN／m的道面板塊模型。采用單塊板模型，四邊自由無約三種情況，共分析工況21種。各種工況條件下的束?；鶎又尾捎肒地基模型，通過設(shè)置彈簧剛彎沉計(jì)算結(jié)果如表2所列。度，以調(diào)整地基強(qiáng)度。荷載采用B747_400機(jī)型主起落架荷載參數(shù)，荷載作用于板中位置如表1

5、所表2彎沉與道面厚度關(guān)系一覽表I單位：mm)列。分析三種彎沉影響因素，分別為道面厚度、面層材料模量、基層頂面反應(yīng)模量。3．8892．2951．424(1)道面厚度：考慮30cm、32cm、34em、36cm、3．7272．19l1．36238cm、40cm、42cm七種情況。3．5882．0991．305(2)材料模量：考慮30GPa、．35GPa、40GPa和3．4682．O171．25345GPa四種情況。3．3661．9441．2063．2771．881．162(3)基層頂面反應(yīng)模量：考慮40MN／m3,80MN／ma3．2011．

6、8231．123和150MN／m三種情況。從表2可以看出，面層厚度越大，彎沉越小。收稿日期：2012—10—28作者簡介：張玉芳(1985一)，女，江西興國人，助理工程師，從以每增加2cm為一等級(jí)，計(jì)算每增加3cm彎沉事機(jī)場工程項(xiàng)目監(jiān)理和綜合管理工作。的減小率，如表3所列。學(xué)兔兔www.xuetutu.com2012年12月第12期城市道橋與防洪道路交通45表5彎沉與道面厚度增長率一覽表表3彎沉與道面厚度增長率一覽表彈性模量基層頂面反應(yīng)模量／IVlN·m厚度基層頂面反應(yīng)模量／MN·m／GPa4080150／em40801502所示。從圖2

7、可以看出，彎沉與面層材料模量基本呈線性比例關(guān)系。5。。從表3可以看出，道面厚度每增加2em，彎沉4。。會(huì)降低2％～5％。且道面厚度越大，下降百分比越。oo小。靜2。。將分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以圖形顯示，如圖1_。。1所示。從圖1可以看出，彎沉與道面厚度基本呈000線性比例關(guān)系。40d5彈性模量／GPa500圖2沉與材料模量的關(guān)系曲線圖40O2．3基層頂面反應(yīng)模量對彎沉的影響目300選取B747—400為計(jì)算荷載，面層水泥混凝土囂靜200材料模量為36GPa。道面厚度分析30em、32em、10034em、36em、38em、40cm、42

8、cm七種情況，分析基層頂面反應(yīng)模量為40MN／m3．8OMN／m和150MN／m000JUZ3436“J1z三種情況，共分析工況21種。各種工況條件下的道面厚度／em彎沉計(jì)算結(jié)果如表6所列。圖