[发明专利]一种单块水泥混凝土道面板脱空状态预警方法

权利要求书

1.一种单块水泥混凝土道面板脱空状态预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取机场道面实测数据和机场运行数据，根据探地雷达的探测结果判断道面是否脱空、脱空范围，并对脱空范围作外接矩阵，根据外接矩阵和板缝之间的位置关系判断脱空类型，其中，所述机场道面实测数据和机场运行数据包括检测机场各机型的年运行次数、检测区域道面设计剩余使用时间、检测机场的评价期、实测机场道面结构数据，所述实测机场道面结构数据包括检测区域水泥混凝土弯拉强度、检测区域水泥混凝土道面板的典型尺寸信息、检测机场各运行机型参数、基层顶面反应模量、接缝传荷能力等级；

S2：确定评价机型，将各种机型的年运行次数转换为评价机型当量年运行次数，基于评价机型当量年运行次数确定道面当量累计作用次数，基于道面当量累计作用次数和水泥混凝土弯拉强度确定容许弯拉疲劳强度；

S3：根据实测机场道面结构数据，构建道面板的有限元模型，设置多种板底脱空工况，使得脱空宽度在预配置的范围内以预配置的步长进行仿真，依次计算道面板板内最大弯拉应力，得到不同脱空类型下的道面板脱空宽度与板内最大弯拉应力的对应数据点，并对同一脱空类型的数据点进行拟合，得到不同脱空类型下道面板脱空宽度与板内最大弯拉应力之间的脱空函数关系式；

S4：分别将水泥混凝土弯拉强度、道面设计剩余使用时间对应的水泥混凝土道面面层材料的容许弯拉疲劳强度、评价期对应的水泥混凝土道面面层材料的容许弯拉疲劳强度作为单块水泥混凝土道面板脱空函数关系式的因变量，反算得到对应的脱空宽度取值，作为脱空尺寸评价指标阈值；

S5：根据脱空类型和脱空尺寸评价指标阈值，对脱空范围外接矩阵的尺寸进行等级划分，完成单块水泥混凝土道面板脱空状态评价，并根据脱空状态评价结果进行预警，按照预警等级和预配置的措施规则采取对应的维护措施。

2.根据权利要求1所述的一种单块水泥混凝土道面板脱空状态预警方法，其特征在于，所述对脱空范围作外接矩阵的矩形以最小的面积包裹全部脱空范围，且所述外接矩形的其中一条或两条边与脱空区域所在道面板的板缝重合。

3.根据权利要求1所述的一种单块水泥混凝土道面板脱空状态预警方法，其特征在于，所述脱空类型包括板角脱空、平行飞机滑跑方向的板边脱空、垂直飞机滑跑方向的板边脱空三种类型。

4.根据权利要求3所述的一种单块水泥混凝土道面板脱空状态预警方法，其特征在于，所述根据外接矩阵和板缝之间的位置关系判断脱空类型的方法为：

若外接矩形的两条边与互相垂直的板缝重合，或者外接矩形只有一条边与板缝重合，且该外接矩形全部位于该重合板缝的对称轴的一侧，该外接矩形的对称轴距最近的道面板板角的距离小于该重合板缝长度的1/4，则脱空类型为板角脱空；其他脱空为板边脱空。

5.根据权利要求1所述的一种单块水泥混凝土道面板脱空状态预警方法，其特征在于，当存在芯样试验时，所述水泥混凝土弯拉强度根据现场芯样试验确定；不存在芯样试验时，所述水泥混凝土弯拉强度设为机场检测区域的道面设计强度。

6.根据权利要求1所述的一种单块水泥混凝土道面板脱空状态预警方法，其特征在于，所述检测区域道面设计剩余使用时间根据道面设计时间减去道面已使用时间得到。

7.根据权利要求1所述的一种单块水泥混凝土道面板脱空状态预警方法，其特征在于，所述将各种机型的年运行次数转换为评价机型当量年运行次数的方法为：

其中，P_k为第k个机型的主起落架上的单轮荷载；G为飞机的最大起飞重量；K_z为主起落架荷载分配系数；n_c为主起落架个数；n_w为一个主起落架上的机轮数；m为检测机场运行机型种类数；k为第k个机型；n_s为评价机型一个主起落架轮胎数量；N_k为第k个机型的年运行次数；P_s为评价机型主起落架上的单轮荷载；N_s为评价机型当量年运行次数。