基于足尺轮辙试验的柔性道面力学性能评价指标研究

来源 :中国民航大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouqidhi
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轮辙是在交通荷载和环境因素共同作用下产生的沥青道面永久变形,此种变形不仅会影响乘客的舒适性体验也会缩短道面结构使用寿命。因此,科学合理地评价道面轮辙不仅能预防由轮辙引起的航空事故还可以为道面养护提供决策依据。研究发现NAPTF开展的CC5试验再现了飞机荷载作用位置的横向偏移因而轮辙曲线出现多个弯折点,提取和处理弯折特征点的轮辙深度及横向坐标。根据试验中轮载作用规律对轮辙断面进行正态分布的函数拟合得出标准差S。提出多维度轮辙断面评价指标:1)轮辙断面特征点RDi;2)各特征点之间平均值????;3)各特征点轮辙之间标准差S;4)轮辙的凹陷面积C;5)轮辙高宽比(2?0。平均轮辙深度????表征道面表面变形整体水平,标准差S值表征特征点轮辙深度离散程度。引入轮辙凹陷面积解决了在相同轮辙深度下不同轮辙形状对道面结构造成的影响。通过CC5试验数据对轮辙多维度评价指标进行验证。采用ABAQUS有限元软件进行仿真试验并扩展工况分析。改进了移动荷载的等效加载方式和循环加载过程对有限元模型进行简化。首先建立三维沥青道面模型分析,基于变形等效原则将移动荷载等效为随时间均匀变化的半正弦荷载波。考虑荷载在长度宽度方向的影响范围以及在深度方向采用Winkler地基模型处理,提高了模型的计算效率。利用CC5试验轮辙数据验证了模型的准确性。结合实际机场道面相邻两次荷载施加过程时间间隔对沥青材料回弹恢复量的影响,得出当时间间隔为150s时沥青道面的回弹趋于稳定。由以往研究和对CC5试验数据分析得出当加载次数完成加载次数前10%时轮辙发展已达到最终变形量的40.44%。本文考虑初始轮辙对永久变形发展的重要影响,采用初始轮辙的发展预估柔性道面轮辙在不同温度和应力条件下的预估公式,简化了计算成本。
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