Определение несущей способности нежестких покрытий аэродромов в период отрицательных температур тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.11, кандидат технических наук Ледовская, Наталья Сергеевна

• Ледовская, Наталья Сергеевна
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ледовская, Наталья Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОЦЕНКИ ВОЗМОЖНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ ВОЗДУШНЫМИ СУДАМИ.

1.1. Обзор существующих методов определения несущей способности аэродромных покрытий.

1.1.1. Нормативный отечественный метод расчета несущей способности аэродромных покрытий.

1.1.2. Зарубежные методы расчета нежестких покрытий.

1.2. Существующие исследования свойств асфальтобетона.

1.3. Существующие исследования свойств грунтов.

1.4. Выводы, цель и задачи исследования.

Глава II. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ НЕЖЕСТКИХ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ РФ.

2.1. Географическое положение аэродромов.

2.2. Модули упругости грунтов исследуемых аэродромов в расчетный период.

2.3. Исследование процессов промерзания-оттаивания грунтов конструктивных слоев нежесткого покрытия.

Выводы.

Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАТИВНЫХ СВОЙСТВ АСФАЛЬТОБЕТОНА ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ.

3.1. Методика проведения эксперимента.

3.2. Исследование зависимости прогибов асфальтобетона от нагрузки и температуры.

3.3. Определение модулей упругости асфальтобетонных образцов-балочек.

3.4. Регрессионный анализ зависимости модуля упругости асфальтобетона от отрицательной температуры.

3.4.1. Определение регрессионной зависимости.

3.4.2. Статистический анализ уравнения регрессии.

3.4.3. Проверка адекватности уравнения регрессии экспериментальным данным.

3.5. Определение пределов прочности асфальтобетона на растяжение при изгибе.

Выводы.

Глава IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЧИСЛА ПРИЛОЖЕНИЙ НАГРУЗОК ОТ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ НА АЭРОДРОМНЫЕ ПОКРЫТИЯ.

4.1. Исследование вероятностного характера воздействия воздушных судов на аэродромные покрытия.

4.2. Статистический анализ проходов колес главных опор воздушных судов по ширине участков аэродромного покрытия.

4.3. Определение вероятности силового воздействия опор воздушных судов.

Выводы.

Глава V. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

5.1. Методика определения несущей способности нежестких аэродромных покрытий в период отрицательных температур.

5.2. Алгоритм автоматизированного расчета несущей способности нежестких покрытий.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение несущей способности нежестких покрытий аэродромов в период отрицательных температур»

В настоящее время в Гражданской Авиации существенно изменился парк воздушных судов (ВС). Вместо отечественных все больше эксплуатируются зарубежные самолеты, требующие более прочных конструкций аэродромных покрытий. Вместе с тем многие капитальные покрытия аэродромов в России требуют текущего или капитального ремонта и не могут выдерживать повышенные нагрузки.

В связи с дефицитом финансирования аэропортов целесообразно использовать существующие аэродромы для ВС, оказывающих на покрытия большее силовое воздействие по сравнению с расчетными нагрузками, за счет более полного исчерпания имеющихся резервов несущей способности покрытий. Этого можно добиться путем подбора соответствующего режима их эксплуатации с учетом климатических и гидрогеологических особенностей районов расположения аэродромов. Дифференцированный подход к учету несущей способности покрытия и грунтового основания в зависимости от температуры также способствует снижению расхода дорогостоящих материалов при реконструкции существующих покрытий.

Накопленный опыт эксплуатации аэродромов показывает, что несущая способность искусственных покрытий используется в большинстве случаев не полностью, без учета сезонного изменения прочности конструктивных слоев и грунтового основания. Согласно действующим нормам проектирования и эксплуатации аэродромов прочность нежестких покрытий рассчитывается для периода года, когда несущая способность грунтового основания наименьшая, а температура покрытия максимальная для этого периода.

Расчет несущей способности покрытий по фактическим характеристикам материалов слоев конструкции и подстилающих грунтов при отрицательных температурах позволит учесть имеющийся запас прочности покрытий. В ряде случаев это существенно повысит рентабельность авиаперевозок за счет увеличения взлетной массы и/или допустимого количества взлетно-посадочных операций (ВПО) при промерзании нежесткого покрытия и грунта без дополнительных материальных затрат.

В настоящее время действует методика по оценке несущей способности жестких аэродромных покрытий в осенне-зимний период, которая позволяет определить фактический режим выполнения ВПО с учетом увеличения прочности мерзлого основания. Для нежестких покрытий такой методики не существует. Одним из наименее изученных аспектов при разработке этой методики является изменение деформативных свойств асфальтобетонного покрытия при отрицательных температурах.

С учетом изложенного целью настоящей диссертации является разработка методики оценки прочности аэродромных покрытий нежесткого типа в период устойчивых отрицательных температур на основе экспериментальных и теоретических исследований.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• проведены лабораторные испытания, результаты которых позволили получить зависимости деформативных и прочностных свойств асфальтобетона от температуры;

• получены диаграммы распределения вероятностей проходов ВС с учетом их силового воздействия на различные участки аэродрома;

• на основе теоретических и экспериментальных исследований разработана методика и программное обеспечение для определения несущей способности нежестких аэродромных покрытий в нерасчетный период эксплуатации;

• разработаны практические рекомендации по определению несущей способности нежесткого покрытия при отрицательных температурах.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке методики оценки несущей способности нежестких аэродромных покрытий в нерасчетный период. Разработанная методика позволит увеличить допустимую взлетную массу ВС и/или допустимое количество ВПО при промерзании нежесткого покрытия и грунта.

Результаты проведенных исследований внедрены ФГУП ГПИ и НИИ ГА «Аэропроект» при разработке проекта реконструкции аэродромных покрытий аэропорта Ханты-Мансийск (Арх. №3207), результаты исследований используются на кафедре «Аэропорты» МАДИ (ГТУ) в учебном процессе при изучении дисциплин «Изыскания и проектирование аэродромов», «Реконструкция аэродромов», а также при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Основные положения и результаты исследований доложены на 65 и 66 научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДЩГТУ) в 2007, 2008 гг., на международных научно-технических конференциях «Современное состояние и инновации транспортного комплекса» и «Состояние и перспективы транспорта, обеспечение безопасности дорожного движения» в 2008, 2009 гг. (г. Пермь).

По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ, в том числе 1 работа в научном журнале, находящемся в списке ВАК РФ.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка из 149 наименований. Работа содержит 190 страниц печатного текста, 43 рисунка, 22 таблицы, одно приложение.