Аэродромные покрытия. Современный взгляд. Васильев Н.Б. Кульчицкий В.А. Макагонов В.А. 2002

Аэродромные покрытия. Современный взгляд
Васильев Н.Б., Кульчицкий В.А., Макагонов В.А.
Физико-математическая литература. Москва. 2002
528 страниц
ISBN 5-9221-0215-Х
Аэродромные покрытия. Современный взгляд. Васильев Н.Б. Кульчицкий В.А. Макагонов В.А. 2002
Содержание: 

Изложена краткая история научных исследований в области аэродромных покрытий различного типа, в том числе выполненных в последние годы. Приведены некоторые сведения о конструкциях слоев усиления и влиянии конструктивных особенностей аэродромных покрытий на их работу. Предложены математические модели и методы расчета напряженно-деформированного и тепловлажностного состояний аэродромных покрытий в системе "покрытие-основание" при воздействии эксплуатационных нагрузок и годовом цикле изменения температуры среды. Рассмотрены методы расчета несущей способности жестких и нежестких аэродромных покрытий, а также вопросы оценки их технического состояния, ремонта и сертификации. Для единообразного понимания терминологии книга снабжена словарем. Книга рассчитана на инженерно-технических и научных работников, деятельность которых сопряжена с проектированием, строительством и эксплуатацией аэродромов. Она может быть также полезна аспирантам и студентам в качестве учебного пособия.

Предисловие

Глава 1. Из истории научных исследований в области аэродромных покрытий
1.1. Грунтовые аэродромные покрытия
1.2. Упрощенные аэродромные покрытия
1.3. Ледовые и снежные аэродромы
1.4. Сборно-разборные (металлические) аэродромные покрытия
1.5. Цементобетонные аэродромные покрытия
1.6. Асфальтобетонные аэродромные покрытия
1.7. Взаимодействие колесных опор самолетов с аэродромными покрытиями
1.8. Основания для аэродромных покрытий

Глава 2. Некоторые сведения о конструкциях современных аэродромных покрытий
2.1. Покрытия, усиленные цементобетоном
2.2. Покрытия, усиленные асфальтобетоном
2.3. Швы и трещины в слоях усиления
2.4. Вода и слои усиления в аэродромных покрытиях

Глава 3. Нагрузки и воздействия на аэродромные покрытия
3.1. Силовые воздействия (эксплуатационные нагрузки)
3.2. Природно-климатические воздействия
3.3. Воздействие высокотемпературных газовых струй авиационных двигателей

Глава 4. Воздействие температуры и влаги на основание аэродромных покрытий
4.1. Одномерная математическая модель тепловлагопереноса в грунтовых основаниях аэродромных покрытий
4.2. Реализация математической модели тепловлагопереноса
4.3. Примеры использования модели тепловлагопереноса для решения задачи о промерзании (протаивании) грунтов оснований аэродромных покрытий
4.4. Тепло- и воднофизические характеристики грунтов
4.5. Некоторые результаты экспериментальных исследований модели тепловлагопереноса

Глава 5. Двухмерная эволюционная математическая модель тепловлагопереноса в грунтовом основании
5.1. Применение метода NDIM на примере решения одномерной задачи тепловлагопереноса в грунте
5.2. Двухмерная задача тепловлагопереноса в грунтах
5.2.1. Постановка задачи
5.2.2. Составление матричной системы методом NDIM
5.2.3. Численные методы и значения
5.2.4. Последовательность формирования глобальной матричной системы
5.2.5. Уравнение баланса массы для областей узлов, примыкающих к внешней границе (граничные условия 2-го рода)
5.2.6. Разложение в ряды Тейлора по времени нелинейных коэффициентов уравнения движения влаги
5.2.7. Моделирование фазового перехода

Глава 6. Напряженно-деформированное состояние жестких аэродромных покрытий при воздействии эксплуатационных нагрузок
6.1. Динамическое воздействие воздушного судна на аэродромные покрытия
6.2. Математическая модель многослойной упругой сжимаемой толщи при действии на нее самолетной нагрузки
6.3. Двухслойное жесткое покрытие: осесимметричная задача
6.4. Двухслойное жесткое покрытие: неосесимметричная задача
6.5. Экспериментальное исследование параметров напряженно-деформированного состояния двухслойного аэродромного покрытия

Глава 7. Влияние конструктивных особенностей жестких аэродромных покрытий на их напряженно-деформированное состояние
7.1. Стыковые соединения в однослойных покрытиях
7.2. Стыковые соединения в двухслойных покрытиях
7.3. Несовмещение швов в двухслойных аэродромных покрытиях
7.4. Расслоение плит и жесткость слоев в аэродромных покрытиях
7.5. Начальные зазоры под плитами сборного аэродромного покрытия
7.6. Пример расчета жесткого многослойного аэродромного покрытия с несовмещенными швами
7.7. Сравнение основных теоретических результатов и выводов с экспериментальными данными

Глава 8. Температурный режим аэродромных покрытий
8.1. Некоторые предпосылки для расчета температурных полей в аэродромных покрытиях
8.1.1. Учет тепловыделения бетона в строительный период
8.1.2. Внешнее тепловое воздействие на аэродромные покрытия
8.1.3. Упрощение модели многослойного аэродромного покрытия при расчете температурных полей
8.2. Температурный режим цементобетонных аэродромных покрытий в строительный период
8.3. Температурный режим аэродромных покрытий в эксплуатационный период
8.4. Температурный режим многослойных аэродромных покрытий при сложных граничных условиях
8.5. Температурный режим покрытий при воздействии высоких температур
8.6. Расчет температурных полей в покрытиях при высокотемпературном воздействии с учетом плавления материала

Глава 9. Напряженно-деформированное состояние жестких аэродромных покрытий при воздействии эксплуатационных нагрузок с учетом тепловлажностного режима в системе “покрытие-основание”
9.1. Температурные напряжения в покрытии при нестационарном изменении температуры
9.2. Покрытие в условиях сезонного промерзания оснований
9.3. Покрытие в условиях оттаивания промерзшего грунта
9.4. Взаимодействие покрытия с водонасыщенным грунтовым основанием
9.5. Воздействие деформаций морозного пучения на аэродромное покрытие

Глава 10. Напряженно-деформированное состояние и методы расчета нежестких аэродромных покрытий при воздействии эксплуатационных нагрузок
10.1. Отечественный нормативный метод расчета нежестких аэродромных покрытий
10.2. Международный стандарт по расчету нежестких аэродромных покрытий — метод CBR
10.3. Расчет нежестких аэродромных покрытий с использованием модели слоистого упругого полупространства — стандарт FAA
10.4. Расчет нежестких аэродромных покрытий с использованием модели многослойной упругой сжимаемой толщи ограниченной мощности

Глава 11. Несущая способность аэродромных покрытий
11.1. Представление данных о несущей способности покрытий и воздействии на них опор воздушных судов
11.2. Совершенствование методов оценки взаимодействия колесных опор воздушных судов с покрытиями
11.3. Оценка несущей способности аэродромных покрытий

Глава 12. Техническое состояние аэродромных покрытий
12.1. Состав работ по оценке технического состояния аэродромных покрытий
12.2. Характерные повреждения аэродромных покрытий и методика их оценки
12.2.1. Повреждения цементобетонных покрытий
12.2.2. Повреждения асфальтобетонных покрытий
12.3. Оценка грунтового основания
12.4. Испытание искусственных покрытий
12.5. Оценка поведения деформационных швов аэродромных покрытий в условиях изменения температуры
12.6. Ровность аэродромных покрытий

Глава 13. Современные методы ремонта аэродромных покрытий
13.1. Технологии текущего ремонта аэродромных покрытий
13.2. Материалы для текущего ремонта аэродромных покрытий
13.3. Особенности ремонта аэродромных покрытий на переувлажненных участках
13.4. Контроль качества работ при ремонте аэродромных покрытий

Глава 14. Сертификация аэродромных покрытий
14.1. Принципы и требования системы сертификации
14.2. Система сертификации на воздушном транспорте Российской Федерации
14.3. Сертификационные испытания аэродромных покрытий

Словарь
Список литературы

Предисловие

Аэродромные покрытия представляют собой конструкции, воспринимающие нагрузки и воздействия от воздушных судов, эксплуатационных и природных факторов и удовлетворяющие требованиям обеспечения безопасности полетов. Одними из существенных качеств аэродромных покрытий, определяющих степень такой безопасности, являются их прочность, устойчивость и долговечность, особенно в сложных гидрогеологических условиях.

За последние годы наши представления о конструкциях аэродромных покрытий, методах их расчета, ремонта и восстановления значительно расширились. Однако некоторые исследования и достижения в этой области остались по ряду причин неизвестными широкой научной и инженерной общественности, в том числе многим из тех, кто занимается проектированием и эксплуатацией аэродромов.

К таким достижениям прежде всего можно отнести:

— аналитические и численные решения задач о напряженно-деформированном состоянии многослойных аэродромных покрытий при действии эксплуатационных нагрузок, результаты полигонных экспериментов;
— двухмерную эволюционную математическую модель тепло- и влагопереноса в грунтовом основании и метод ее реализации;
— теоретические и экспериментальные исследования процессов тепловлагопереноса, происходящих в системе “покрытие-основание”;
— выявление роли и влияния различных конструктивных особенностей аэродромных покрытий на характер их работы в период эксплуатации;
— новые практические методы оценки прочности и несущей способности покрытий при воздействии на них опор воздушных судов и др.

В связи с реконструкцией и ремонтом аэродромных покрытий в последние годы разработаны и освоены новые материалы и технологии, обеспечивающие восстановление и увеличение несущей способности аэродромных покрытий посредством создания слоев усиления, а также продление срока их службы.

Особое место в исследованиях занимает проблема оценки влияния тепла и влаги на состояние и поведение многослойной системы, включающей собственно покрытие, искусственное и естественное основания.

Если температурным воздействиям на аэродромные покрытия в эксплуатационный период посвящено достаточно много исследований, то совместным задачам по переносу тепла и влаги с учетом фазовых переходов — явно недостаточно. Такое положение объясняется рядом причин. Основные из них: сложность решения задач тепловлагопереноса из-за значительного количества факторов, влияющих на процессы формирования температурных и влажностных полей; непрерывное (во времени) изменение теплофизических, влажностных и прочностных характеристик материалов оснований и покрытий; многообразие конструктивных решений и типов грунтов, применяемых в системе “покрытие-основание”; многослойность. Перечисленные факторы в определенной степени ограничивали число исследований в этой области.

Следует также отметить, что в мировой практике аэродромостроения давно обращено внимание на такой материал, как асфальтобетон, позволяющий в короткие сроки перекрывать большие площади различных элементов аэродромов (взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек, мест стоянок воздушных судов, перронов, внутриаэродромных дорог и т.д.). Обладая высокой технологичностью и ремонтопригодностью, асфальтобетон находит все большее применение в российских аэропортах. В этой связи в период 1994—1997 гг. в НПО “ПРОГРЕССТЕХ” были проведены исследования по изучению поведения асфальтобетонных покрытий на основаниях различной несущей способности при воздействии колесных нагрузок тяжелых воздушных судов в годовом цикле изменения температуры и влажности искусственных оснований, получены новые, ранее неизвестные, результаты. Это далеко не полный перечень научных направлений, которые разрабатывались в 80-90-е годы прошедшего столетия с целью совершенствования аэродромных покрытий.

Авторы не ставят своей целью обобщить все достижения аэродромной науки, в том числе результаты в области расчета и конструирования аэродромных покрытий, а лишь дополняют эту область новыми разработками. В книге излагается их личный взгляд на затронутые проблемы и приведены лишь те задачи и решения, которые ими поставлены и реализованы при научном сопровождении проектирования и строительства аэродромов. При этом они не претендуют на единственность мнения по затронутым вопросам и представленным решениям: они могут быть и иными.

Авторы приносят глубокую благодарность за оказанную в процессе работы помощь В.Н. Бойко, H.H. Бояринову, С.А. Буянову, С.В. Иванкову, О.В. Канунникову, Г.М. Клешнину, Б.Л. Крамеру, С.М. Левченко, М.С. Минаевой, Г.Ю. Мурановой, A.A. Нестерову, В.П. Обледову, H.A. Онопа, С.А. Пузатову, Е.Н. Пупышевой, Л.Б. Пчелкиной, А.Г. Роганову, В.В. Рощину, А.Н. Соколову, Н.В. Тростиной, С.А. Усанову, Э.И. Шептинскому, С.Л. Эсаулову, а также за руководство работой на отдельных этапах и внимание к ней — Б.И. Демину, В.А. Долинченко, Ю.А. Павлову, Н.В. Свиридову, B.C. Удальцову, Е.Е. Шарашкину.

Книга написана сотрудниками Научно-производственного объединения “ПРОГРЕССТЕХ”: проф., докт. техн. наук В. А. Кульчицким; проф., докт. техн. наук В.А. Макагоновым; докт. техн. наук Н.Б. Васильевым; канд. техн. наук А.Н. Чековым; H.H. Романковым.

Общее редактирование книги выполнено проф., докт. техн. наук В.А. Макагоновым.

поддержать Totalarch

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер