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【摘要】：目前我国民用机场建设正处在一个高速发展的阶段，沥青道面施工速度快、道面服务水平高、后期维护压力小的优点日益凸显。新建、改扩建机场普遍采用沥青混凝土道面结构的趋势正在形成。但是，我国民用机场沥青混凝土道面设计依据-MH5010-1999《民用机场沥青混凝土道面设计规范》过于陈旧，亟待通过对国内外沥青路面设计方法的分析并结合机场道面自身特点，建立一套更加完善的民用机场沥青混凝土道面设计方法。
【关键词】：民用机场；沥青混凝土道面；厚度设计
0引言
机场沥青道面是柔性道面。与水泥混凝土刚性路面相比，沥青道面表面平整无接缝，飞机行驶振动小，噪音低，开放交通快，养护简便等优点。
我国现阶段机场沥青混凝土道面的设计规范，采用行业标准MH5010-1999《民航机场沥青混凝土道面设计规范》，此规范在保证沥青道面的安全、规范施工方面起到重要作用，此规范从运行至今已经十五年的历程，在这十五年期间无论是公路沥青路面还是民航沥青道面都有了飞速的发展和变化，但原规范面在对新机型、新设计理论时存在很多问题。本课题主要针对原规范中落后的部分进行修订。争取创建一套关于机场沥青混凝土道面厚度设计的新方法。
1民用机场设计理论研究现状
我国机场道面的发展仍处于起步阶段，国外机场调查研究机场道面材料中有70%采用沥青道面，而我国仍由于对沥青道面研究不足，沥青道面设计规范陈旧，造成了沥青道面在机场的应用极少， 近几年许多机构、高校、学者也对沥青道面规范中的相应参数进行了研究。
1.1力学效应研究
在力学效应方面，孙建斌、翁兴中对军用机场沥青混凝土道面结构设计指标研究确定针对军用机场沥青道面的典型荷载和典型结构研究，指出对沥青道面的性能要求主要是强度而不是变形， 结构设计以半刚性基层、底基层的拉应力为主要设计指标， 面层拉应力和剪应力作为一定条件下的验算指标。刘子钲、赵鸿铎在飞机荷载作用下复合道面的结构响应分析中，通过研究大型飛机多轮荷载作用下的机场复合道面结构的力学响应，分析了多轮荷载不同组合方式作用下道面结构的力学响应[1]。张献民、董倩在飞机主起落架构型对道面力学响应的影响中采用弹性层状体系理论模型应用有限元软件。选取了荷载水平相当、主起落架构型差异明显的飞机，对比分析了飞机主起落架构型变化对跑道全宽度位移、应变、板底拉应力以及土基响应深度的影响[2]。
1.2结构层设计研究
在结构层设计方面，游庆龙、马靖莲在不同设计方法对沥青道面结构设计厚度的影响中以昆明机场为例，对道面结构厚度进行论证[3]。张超、谭立伟在改建机场沥青混凝土道面设计方法中，通过对弯沉与回弹模量的关系、道面分段、彎沉值、当量回弹模量提高了设计理论的准确性[4]。曲旭光、王建宇在关于沥青混凝土道面公路飞机跑道结构设计方法的分析与研究中，从公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计的理论基础、设计指标、控制标准、道面结构力学响应分析、设计流程及步骤等方面进行分析研究，提出了公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计方法。
1.3机场沥青道面损伤及耐久性研究
在机场沥青道面的损伤和耐久性评价方面，王维、韩利斌借鉴FAA设计理论，在机场道面使用性能预估理论和模型中介绍了道面结构剩余使用寿命、道面状况指数PCI、道面防滑性系数μ和道面国际平整度指数IRI 常用的衰变模型[6]。赵鸿铎、凌建明在机场沥青道面结构设计方法与指标探讨中对道面结构设计主要考虑疲劳开裂、轮辙和低温开裂等损坏模式；以CBR 法为代表的经验法已不能适应新一代大型飞机复杂起落架的要求， 力学经验法已成为道面设计方法发展的趋势[7]。蔡良才、王海服在基于累积损伤的机场道面剩余寿命预测中，建立模型并通过统计分析道面轮迹和道面板荷载应力横向分布规律，得出了飞机起落架道面通行次数的计算方法在道面板中部荷载应力回归公式的基础上，建立了道面板横向应力分布函数[8]。
2国内民用机场道面研究存在不足分析
1）仅以道面弯沉值作为设计指标，忽略了沥青混凝土面层和半刚性基层层底拉应力对道面使用寿命的影响。
2）采用设计机型计算道面厚度导致换算过程中偏差增大，最终设计结果精度下降。
3）飞机轮荷横向累积作用分布系数的确定过于简单，飞机机轮在道面上的分布规律满足正态分布，在确定轮荷横向累积作用分布系数时应采用统计学方法。
4）道面基层、底基层厚度的确定过分依赖于设计人员的经验，随机性较大不利于统一设计。
3机场沥青混凝土道面未来研究方向
1）同时考虑沥青混凝土道面弯沉值和沥青混凝土面层和半刚性基层层底拉应力对道面使用寿命的影响研究，确定影响机场沥青混凝土道面的厚度。
2）采用设计机型计算道面厚度理念，导致换算过程中偏差增大、精度下降；换采用基于Miner定理的累积损伤因子法来确定道面的厚度。
3）基于FAA的理论，采用飞机机轮在道面上的分布规律满足正态分布的方法，并在确定轮荷横向累积作用分布系数时采用统计学方法；代替过于简单的飞机轮荷横向累积作用分布系数，最终确定新概念下的机场沥青混凝土道面的厚度。
4）参考设计人员的理念而不全依靠设计人员的理念，从道面承载力、耐久性、使用寿命多因素下分析，确定沥青混凝土道面厚度的新理论。
参考文献：
[1] 刘子钲、赵鸿铎.飞机荷载作用下复合道面的结构响应分析[D].航空工程，2014.01
[2] 张献民、董倩.飞机主起落架构型对道面力学响应的影响[D].西南交通大学，2014.08
[3] 游庆龙、马靖莲.不同设计方法对沥青道面结构设计厚度的影响[D].中国民航大学学报，2014.08
[4] 张超、谭立伟.改建机场沥青混凝土道面设计方法[D].工程力学，2003.01
[5] 曲旭光、王建宇.关于沥青混凝土道面公路飞机跑道结构设计方法的分析与研究[D].公路工程，2014.04
[6] 王维、韩利斌.机场道面使用性能预估理论和模型[D].中国民航大学学报，2007.04
[7] 赵鸿铎、凌建明.机场沥青道面结构设计方法与指标探讨[D].同济大学，2007.10
[8] 蔡良才、王海服.基于累积损伤的机场道面剩余寿命预测[D].交通运输工程学报，2014.08
【关键词】：民用机场；沥青混凝土道面；厚度设计
0引言
机场沥青道面是柔性道面。与水泥混凝土刚性路面相比，沥青道面表面平整无接缝，飞机行驶振动小，噪音低，开放交通快，养护简便等优点。
我国现阶段机场沥青混凝土道面的设计规范，采用行业标准MH5010-1999《民航机场沥青混凝土道面设计规范》，此规范在保证沥青道面的安全、规范施工方面起到重要作用，此规范从运行至今已经十五年的历程，在这十五年期间无论是公路沥青路面还是民航沥青道面都有了飞速的发展和变化，但原规范面在对新机型、新设计理论时存在很多问题。本课题主要针对原规范中落后的部分进行修订。争取创建一套关于机场沥青混凝土道面厚度设计的新方法。
1民用机场设计理论研究现状
我国机场道面的发展仍处于起步阶段，国外机场调查研究机场道面材料中有70%采用沥青道面，而我国仍由于对沥青道面研究不足，沥青道面设计规范陈旧，造成了沥青道面在机场的应用极少， 近几年许多机构、高校、学者也对沥青道面规范中的相应参数进行了研究。
1.1力学效应研究
在力学效应方面，孙建斌、翁兴中对军用机场沥青混凝土道面结构设计指标研究确定针对军用机场沥青道面的典型荷载和典型结构研究，指出对沥青道面的性能要求主要是强度而不是变形， 结构设计以半刚性基层、底基层的拉应力为主要设计指标， 面层拉应力和剪应力作为一定条件下的验算指标。刘子钲、赵鸿铎在飞机荷载作用下复合道面的结构响应分析中，通过研究大型飛机多轮荷载作用下的机场复合道面结构的力学响应，分析了多轮荷载不同组合方式作用下道面结构的力学响应[1]。张献民、董倩在飞机主起落架构型对道面力学响应的影响中采用弹性层状体系理论模型应用有限元软件。选取了荷载水平相当、主起落架构型差异明显的飞机，对比分析了飞机主起落架构型变化对跑道全宽度位移、应变、板底拉应力以及土基响应深度的影响[2]。
1.2结构层设计研究
在结构层设计方面，游庆龙、马靖莲在不同设计方法对沥青道面结构设计厚度的影响中以昆明机场为例，对道面结构厚度进行论证[3]。张超、谭立伟在改建机场沥青混凝土道面设计方法中，通过对弯沉与回弹模量的关系、道面分段、彎沉值、当量回弹模量提高了设计理论的准确性[4]。曲旭光、王建宇在关于沥青混凝土道面公路飞机跑道结构设计方法的分析与研究中，从公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计的理论基础、设计指标、控制标准、道面结构力学响应分析、设计流程及步骤等方面进行分析研究，提出了公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计方法。
1.3机场沥青道面损伤及耐久性研究
在机场沥青道面的损伤和耐久性评价方面，王维、韩利斌借鉴FAA设计理论，在机场道面使用性能预估理论和模型中介绍了道面结构剩余使用寿命、道面状况指数PCI、道面防滑性系数μ和道面国际平整度指数IRI 常用的衰变模型[6]。赵鸿铎、凌建明在机场沥青道面结构设计方法与指标探讨中对道面结构设计主要考虑疲劳开裂、轮辙和低温开裂等损坏模式；以CBR 法为代表的经验法已不能适应新一代大型飞机复杂起落架的要求， 力学经验法已成为道面设计方法发展的趋势[7]。蔡良才、王海服在基于累积损伤的机场道面剩余寿命预测中，建立模型并通过统计分析道面轮迹和道面板荷载应力横向分布规律，得出了飞机起落架道面通行次数的计算方法在道面板中部荷载应力回归公式的基础上，建立了道面板横向应力分布函数[8]。
2国内民用机场道面研究存在不足分析
1）仅以道面弯沉值作为设计指标，忽略了沥青混凝土面层和半刚性基层层底拉应力对道面使用寿命的影响。
2）采用设计机型计算道面厚度导致换算过程中偏差增大，最终设计结果精度下降。
3）飞机轮荷横向累积作用分布系数的确定过于简单，飞机机轮在道面上的分布规律满足正态分布，在确定轮荷横向累积作用分布系数时应采用统计学方法。
4）道面基层、底基层厚度的确定过分依赖于设计人员的经验，随机性较大不利于统一设计。
3机场沥青混凝土道面未来研究方向
1）同时考虑沥青混凝土道面弯沉值和沥青混凝土面层和半刚性基层层底拉应力对道面使用寿命的影响研究，确定影响机场沥青混凝土道面的厚度。
2）采用设计机型计算道面厚度理念，导致换算过程中偏差增大、精度下降；换采用基于Miner定理的累积损伤因子法来确定道面的厚度。
3）基于FAA的理论，采用飞机机轮在道面上的分布规律满足正态分布的方法，并在确定轮荷横向累积作用分布系数时采用统计学方法；代替过于简单的飞机轮荷横向累积作用分布系数，最终确定新概念下的机场沥青混凝土道面的厚度。
4）参考设计人员的理念而不全依靠设计人员的理念，从道面承载力、耐久性、使用寿命多因素下分析，确定沥青混凝土道面厚度的新理论。
参考文献：
[1] 刘子钲、赵鸿铎.飞机荷载作用下复合道面的结构响应分析[D].航空工程，2014.01
[2] 张献民、董倩.飞机主起落架构型对道面力学响应的影响[D].西南交通大学，2014.08
[3] 游庆龙、马靖莲.不同设计方法对沥青道面结构设计厚度的影响[D].中国民航大学学报，2014.08
[4] 张超、谭立伟.改建机场沥青混凝土道面设计方法[D].工程力学，2003.01
[5] 曲旭光、王建宇.关于沥青混凝土道面公路飞机跑道结构设计方法的分析与研究[D].公路工程，2014.04
[6] 王维、韩利斌.机场道面使用性能预估理论和模型[D].中国民航大学学报，2007.04
[7] 赵鸿铎、凌建明.机场沥青道面结构设计方法与指标探讨[D].同济大学，2007.10
[8] 蔡良才、王海服.基于累积损伤的机场道面剩余寿命预测[D].交通运输工程学报，2014.08