板底脱空是机场刚性道面常见病害。现有研究多围绕板底脱空的判别方法,鲜有针对脱空板块进行结构剩余寿命预估展开研究,而脱空位置正是机场道面易先发生结构性破坏的部位。因此,通过现有检测手段定量分析脱空,并针对脱空位置进行结构剩余寿命评价是机场养护管理部门亟待解决的一大难题。本文在现有研究基础上,以A机场道面结构、材料和测试数据为依托,刚性道面板底脱空为研究对象进行脱空定量分析和脱空位置的结构剩余寿命预估。设计正交试验和控制变量试验分析弯沉和荷载应力随各主要因素的变化规律,建立HWD测试弯沉、脱空尺寸、结构荷载应力三者之间的相关关系,在此基础上优化现有规范结构剩余寿命预估方法,提出一种混合交通量下针对脱空板块的结构剩余寿命预估模型。1.采用ABAQUS平台,通过弹簧单元刚度的变化表示不同的接缝传荷能力,选取合适的脱空形状和接触模型,建立考虑接缝传荷的机场刚性道面板底脱空有限元模型。2.建立HWD加载模型,设计正交试验和控制变量实验分析弯沉随主要影响因素的变化规律。结果表明:弯沉与面层弹性模量相关性不大,与路基顶面反应模量和弹簧刚度呈对数关系,与面板厚度呈指数关系,与脱空尺寸呈二次函数关系;建立弯沉与各因素之间的回归方程,并给出相关参数计算方法,从而通过HWD测试弯沉得到脱空尺寸。3.打破常规飞机加载模型,通过同一机型轮印尺寸的变化模拟不同机型;分析荷载应力随脱空尺寸的变化规律。结果表明:板边中部脱空时具有两个临界尺寸,板角脱空时有一个;分情形建立应力随脱空尺寸变化的回归方程。4.改进现有道面整体性评价结构剩余寿命方法,提出一种混合交通量下针对脱空板块的结构剩余寿命预估模型,用轮迹正态分布代替均匀分布,充分考虑不同机型对道面产生损伤并不相同的事实,避免不同设计机型带来不同计算结果的问题,针对性研究更容易发生结构性破坏的脱空板块,结合弯沉、脱空尺寸和应力之间的关系,从原理和流程上进行优化。5.结合A机场设计资料和现场测试,定量分析板底脱空并用GPR验证结果准确性;计算脱空位置产生的荷载应力并计算脱空板块结构剩余寿命,为养护维修部门提供参考。