直升机场刚性道面设计及玄武岩纤维筋的应用

摘要

直升机机场是供飞机起飞，着陆滑跑，飞行前准备和飞行后维护保养的场地。道面修建的目的是为各种规定型号的飞机提供安全、经济、耐久、适用的道面结构物。
　　 我国没有直升机机场的道面设计计算方法，只是将直升机机场道面厚度简单地按照轻型、中型及重型做出统一规定，简化了设计程序。随着直升机的种类、重量和运行次数不断增大，道面厚度的影响因素越来越多，现有的设计方法已经越来越不能满足实际情况的要求。同时国内机场水泥混凝土道面一般采用普通水泥混凝土道面，该道面结构必须设置大量接缝，接缝处理不当是水泥混凝土道面多种常见病害的主要原因，同时也影响到飞机运行的平稳性和安全性，因此如果采用先进的材料和技术消除水泥混凝土道面接缝，对改善飞机运行的安全性，延长直升机的使用寿命具有十分重要的意义。
　　 本文首先通过对国内外民用以及直升机场道面建设的广泛资料调研，对国内外的研究现状和成果进行分析总结，调查我国直升机的参数、国内外机场的平面设计方法和标准、国内外机场的道面设计方法、国内外机场道面典型结构和相关参数，为研究奠定基础，并据此对国内机场进行分类和对场道工程标准进行分级。
　　 接着，通过有限元分析，研究直升机荷载作用下水泥混凝土道面板的受力特点，确定典型荷载及荷载换算方法，综合考虑直升机动载以及温度应力，针对直升机场停机坪以及跑道建立相应的板厚设计方法流程。并结合直升机场的建设实际，参考国外直升机场典型结构，确立直升机机场合理道面结构组合方式。
　　 然后，对连续玄武岩纤维配筋水泥混凝土道面的受力特点和设计体系进行研究，并通过实体工程研究其施工工艺，并对工程实施的实际效果进行长期观测（包括裂缝间距，裂缝分布及端部位移等），通过力学分析对该路面结构与普通水泥混凝土道面进行对比研究，并将结果与钢筋作对比。
　　 最后，通过玄武岩纤维筋的有限元分析与理论分析，并对加铺沥青面层厚的玄武岩配筋路面进行分析，得到连续玄武岩纤维筋道面的设计指标与方法，形成连续玄武岩纤维筋的施工工艺，并提出其在路面实际应用中的改进方法。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 直升机机场道面设计现状

1.2.2 连续玄武岩纤维筋配筋道面研究现状

1.3 研究内容、目的和意义

1.4 研究技术路线

第二章 直升机场道面力学分析

2.1 荷载参数

2.1.1 荷载特点

2.1.2 荷载基本参数

2.1.3 荷载图式

2.2 混合交通换算

2.2.1 设计飞机法

2.2.2 累积损伤法

2.2.3 基于应力疲劳的飞机换算方法

2.3 重复作用次数

2.4力学分析

2.4.1 有限元计算模型

2.4.2 不利荷位分析

2.4.3 结构参数敏感性分析

2.4.4 接缝传荷多板体系受力分析

2.4.5 直升机场道面荷载应力

2.4.6 直升机荷载胎压影响分析

2.5 小结

第三章 直升机场道面布局及设计方法

3.1 直升机场布局

3.1.1 美国空军划分标准

3.1.2 我国空军划分标准

3.2 直升机场道面设计方法

3.2.1 温度应力的计算

3.2.2 荷载应力的计算

3.2.3 直升机场水泥混凝土道面设计流程

3.2.4 设计实例

3.3 直升机场典型道面结构

3.4 小结

第四章 玄武岩纤维筋在连续配筋道面的应用研究

4.1 连续玄武岩纤维筋材料性能

4.1.1 物理性能

4.1.2 化学性能

4.1.3 应用可行性

4.2 道面板厚设计

4.2.1 荷载应力分析

4.2.2 翘曲应力分析

4.2.3 板厚设计

4.3 配筋设计

4.3.1 水泥混凝土路面开裂过程分析

4.3.2 温缩应力分析

4.3.3 纵筋设计

4.3.4 横筋设计

4.3.5 端部锚固设计

4.4 施工注意事项

4.5 小结

第五章 玄武岩纤维筋复合式道面设计指标和方法

5.1 复合式道面力学分析

5.1.1 加铺层疲劳应力

5.1.2 加铺层层间剪应力

5.1.3 连续配筋路面裂缝对沥青加铺层的影响

5.1.4 反射裂缝疲劳寿命分析

5.2 复合式道面设计指标

5.2.1 连续配筋水泥混凝土路面设计指标

5.2.2 沥青面层厚度设计

5.3 小结

第六章 结论与展望

6.1 研究结论

6.2 需要进一步研究的问题

致谢

参考文献