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我国民航运输业发展迅猛，随着航空业务量的增长，大型宽体飞机日起降架次不断增加，一些机场的道面出现损坏加速的现象，道面使用性能下降，已经无法保障飞机的安全运行，迫切需要进行道面结构补强或功能恢复，以提高道面使用性能，延长使用寿命。在不停航施工等复杂条件的约束下，恢复与提高道面整体使用性能最常用、最有效的办法是实施沥青混凝土加铺。
国内外众多机场实施了跑道道面沥青混凝土加铺，积累了大量成功经验，但是由于受到各种复杂条件的制约，已实施的加铺工程尚难以达到满意的效果。本文细致分析机场跑道加铺工程设计与实施过程中面临的种种复杂条件，吸收国内外加铺工程的成功经验，通过试验研究、现场测试、数理统计、理论分析、数值模拟、经验总结等手段，对沥青混凝土加铺工程实施中涉及的评价、决策、结构分析、不停航施工组织与管理等方面的部分关键技术进行了深入研究。同时，针对道面沥青混凝土加铺层的“反射裂缝”、“车辙”和“松散”等主要病害，从道面结构设计和材料设计方面进行了研究。
加铺决策是道面管理的主要内容，加铺决策的科学与否直接影响加铺工程的效果。本文针对结构性补强和功能性加铺，相应地选择评价指标及明确判别标准。同时，为简化决策流程，对多项功能性评价指标采用了可拓评价方法进行道面功能性能综合评价。
在总结机场道面加铺层反射裂缝的类型及其成因机理的基础上，提出道面加铺设计的核心任务主要是控制反射裂缝。回顾了目前机场道面和公路路面加铺层结构设计方法，并重点阐述这些设计方法中对减缓反射裂缝的考虑。进一步通过有限元计算，分析了加铺层厚度和设置土工合成材料对加铺层应力的影响。在此基础上，详细分析了各种控制反射裂缝的措施及其效果。
基于机场跑道道面工作状态与受力特征分析，结合室内试验及现场试铺段各项检测结果，提出了跑道对于加铺层沥青混合料的性能要求，推荐以SMA作为跑道加铺的主要混合料类型。为了进一步提高SMA的抗轮辙和抗松散等性能，采用SBS改性沥青掺配天然湖沥青的复合改性沥青作为结合料，并基于试验结果提出了SBS改性沥青与湖沥青的最佳配合比。
充分考虑跑道不停航施工的各种制约因素，分析测算各道工序的施工时间，并基于最优化方法原理，通过施工组织网络图建立了不停航施工组织优化的数学模型，并根据时间和资源两方面的约束条件给出了资源的合理配置。同时，对不停航施工应急预案的制定原则、步骤及内容进行了总结。
本论文依托上海虹桥国际机场跑道第三次加铺工程，开展复杂条件下机场跑道沥青混凝土加铺技术研究，不仅为虹桥国际机场跑道第三次加铺工程提供技术支持，而且对于我国其它机场跑道沥青混凝土加铺工程实施具有一定的借鉴作用。