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道面PCN(Pavement Classification Number)值是表征机场道面承载性能的重要参数,国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)规定各成员国可以采用自己的方法分析该数值。目前常用的当量单轮荷载法、基于轮载转换的评价机型法及基于累积损伤因子CDF(Cumulative Damage Factor)转换的评价机型法分析结果各不相同,即使同一种方法,计算结果也会由于参数取值的不同而产生最大达3倍的差异。为研究PCN值分析的合理方法并解决其唯一性问题,本文主要研究内容与取得成果如下:1.利用有限元软件模拟了41种机型、17种道面相对刚度半径,考虑飞机平行于板边和垂直于板边的两种临界荷位,计算了共1394种工况下的道面结构响应,建立数据库并利用Matlab软件进行编程,实现了各机型在不同道面工况下飞机荷载应力的程序化计算。2.通过理论分析并基于搜集的水泥混凝土疲劳试验数据,提出新的道面水泥混凝土剩余弯拉强度非线性分析模型。首先,依据剩余强度理论分析了目前我国机场道面采用的水泥混凝土剩余弯拉强度公式,指出其存在不满足材料剩余强度函数边界条件、剩余强度衰减过快等缺陷,过度低估了道面的承载能力,是导致目前刚性道面PCN计算值偏低的主要原因;第二,基于材料剩余强度理论并依据搜集的水泥混凝土疲劳试验数据,提出道面水泥混凝土剩余弯拉强度非线性计算模型:frm=fcm(1-0.37457×S26.3296×n)0.03798,该模型理论计算值与文献试验值平均误差仅为1.7%;第三,提出采用高-低加载方式、等损伤比转化的方法进行多级飞机荷载下剩余强度的计算,并明确了计算公式。最后通过实例验证了上述新模型用于机场道面评价期末混凝土剩余弯拉强度计算的可行性。3.从ACN-PCN法的基本原理出发,在分析当前两大类PCN计算方法所存在问题的基础上,综合两大类方法的优势,并结合新的道面水泥混凝土剩余强度计算模型,提出基于剩余强度计算的PCN评价方法。对原有当量单轮荷载法进行改进,优化了公式中原有剩余弯拉强度的取值,不仅解决了道面PCN值的唯一性问题,同时也解决了传统评价方法PCN计算值偏低的缺点。采用Matlab平台编制了道面PCN值计算程序;通过4C/4D/4E三个机场道面实例对比分析表明:本论文提出的PCN评价方法和传统评价方法相比,PCN值提高了20%~40%。