机场道面评价方法研究_潘卫军

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科
学
技
术
与
工
程
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或横向力系数 SFC 表示 , 并定义为: f s = F s /P 力; P
[ 8]
元素组成的一个集合。记为 : u = { u1, u 2, ( 5)
, un }。
根据本文, 影响道面 评价的主要因素选择: u1 为损 坏状况 PC I, u2 为平整度指标 IR I, u3 为抗滑性指标 SFC, u4 为承载力评价指标 ACN /P CN 。因此, 评判 因素集 u = { u1, u 2, u3, u4 } 。 3 . 1 . 2 建立影响因素权重集 为了反映各指标重 要程度, 设 因素权重 集为: W = {w 1, w 2, 负性条件, 即 :
2010年 4 月 8 日收到 中国民航飞行学院科研基金 ( J2009 第一作者简 介: 潘卫 军 ( 1968 54 )资助
) , 男 , 汉族 , 湖 北人 , 博士 , 教 授 , 研
图 1 机场道面评价一般流程 [ 2]
究方向: 空中交通管理 , E-m ai: l panatc @ sina. com。
2 2 2
根据调查统计表计算道面 PCI 结果如表 2 。
表 2 修正折减值计算结果
# 1 2 折减值 D V TDV q CDV 34 23. 6
15 11 4. 2 3. 5 3 . 1 2 . 3 2 1 . 7 1 . 4 0 . 5 44 .7 2 15 5 4. 2 3. 5 3 . 1 2 . 3 2 1 . 7 1 . 4 0 . 5 38 .7 1
[ 1]
价和维护管理积累系统的技术、 经济数据。道面评 价包含数据与资料、 标准与规范、 调查与测试、 评价 与分析等元素组成。机 场道面评价的 一般流程如 图 1 所示
[ 2]
。
2 道面单项指标评价
2 . 1 道面损坏状况评价 道面损坏状况评价 涉及跑道、 滑行道、 滑行道 桥、 机坪等航空器通行区域的 铺筑面, 一般以道面 状况指 数 PCI 作 为 道 面 表 观 损 坏 状 况 的 评 价 指标
PCI = 100 i= 1 j = 1
DP ijW ij
[ 5]
( 1)
8 表面冻裂 , 9 唧水现象 , 10 表面剥 落或网 裂、 纹裂 , 11 沉 陷 , 12 面板断裂 , 13 收缩破裂 , 14 接缝剥落 , 15 角隅剥落
式 ( 1) 中 : i , j 破坏种类及程度; D pijk 是损坏密度 D ij 的函数; W ij 对单项扣分值的多种破损的综合修正 权数 , 评价标准见表 3 。 2 . 1 . 2 某机场道面 PC I计算及评价 道面损坏状况调查采用 全部位目测法 , 调查 单元按随机抽样的原则选择。道面最少采样数量 n 以 95 % 可信度为调查标准: n = N S / [ ( e /4 ) (N - 1 ) + S ] 式 ( 2) 中: n 最少采样数量; N
中图法分类号
文献标志码
跑道、 滑行道 和机坪 等构 成了 机场的 道面 系 统, 它是供飞机起飞、 着陆、 停放和组织并保障飞行 活动的场所, 是机场 的重要设施 , 直接关系着 航行 安全和经济效 益。如何正确运 用科学的方法 对道 面进行评估管理, 研究解决机场道面性状相关课题 有十分重要的 社会意义和经济 意义。我国在 机场 道面评价体系和管理系统方面的研究才刚刚开始, 有些机场虽然对跑道也进行了一些调查评价, 但是 对调查的资料却没有很好地分析 , 资料也缺少连续 性和规范性, 因此对 于机场道面的 管理, 依然 处于 依靠工程经验的基础上
3 机场道面性状综合评价
目前我国 工程质量的评价 方法一般是采 用主 观定性评价方法, 或者是通过工程结束后出现的一 些特征进行评价, 缺 乏客观性和定 量分析, 既 不全 面也不科学。接下来采用模糊 数学的方法对 机场 道面进行全面客观的评价
[ 10]
0 . 04
。
3 . 1 机场道面模糊综合评价模型及求解 3 . 1 . 1 建立道面影响评判因素集 评判因素 集是以影响评判 对象的各种因 素为
18 期
潘卫军 , 等 : 机场道面评价方法研究 表 1 样本单元损坏状况调查统计表
种类 程度 数量 密度 % 折减值 1 L 2 2 L 4 3 L 17 3 M 5 6 L 2 2 10 L 15 42 11 L 1 3 2 13 L 1 14 M 1 15 L 1 2 .5 1 .4
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n m [ 4]
6 机场
6 . 3 3. 1 4. 7 1. 5
6 . 4 2 . 3 3 . 1 1 . 7
道面维护程 序 指南 查取 相应 的破 坏折 减 系数 , 。 PC I 模 型
15 2. 3 3. 5 4. 2 0. 5 11
注 : 表中缺陷种类分为 : 1 隆起 , 2 角隅破裂 , 3 纵向、 横向或 倾斜裂缝 , 4 D 型裂缝 , 5 缝塞 破裂 , 6 小 型修补 , 7 大型修 补 ,
潘卫军 冯昱华 冯自立
( 中国民航飞行学院 , 广汉 618307)
摘
要
通过对机场跑道道面性状的内涵和道面性状评价基本内容研 究 , 跟据表征 道面性状 的各个评价 指标 , 对跑道道面 进
行评价方法研究 。 提出了采用模糊数学分析方法代替 传统综合 评价的 方法 , 以西 部某机 场为例 , 得到 全面客 观的评 价结论 , 提出了科学的道面管理方法和建议 。 关键词 机场跑道道面 V 351. 11 ; 道面评价 道面状况指数 A 模糊综合 评价
rij表示 i因素 评判为 vj 的隶属 度, 通过具体的
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潘卫军 , 等 : 机场道面评价方法研究
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调查数据对比相应的评分标准进行确定, 也可以通 过专家组集体评议确定。 3 . 1 . 5 建立道面模糊综合评价模型 B=W R = [ b1, b2, b3, b4 ] = R= [0 . 3 , 0 . 35 , 0 . 15 , 0 . 2]
[ 3]
。因此 , 本文将以西部某
国际机场为例对跑道道面进行评价方法研究, 提出 了采用模糊数学分析方法 代替传统综合评价 的方 法, 为道面管理提供 科学依据 , 最终达到对机 场道 面全面客观的评价。
。
1 道面评价体系
道面评价是为了全面、 准确地掌握机场道面的 现状 , 为机场运营管 理提供科学的 决策依据, 制定 相应的维护改扩建方案以 及为未来的机场道 面评
2 . 1 . 1 评价指标及标准 评价指标 : PC I 其范 围 由 道面 完 全破 损 的 0 分至道面完好的 100 分。 PC I 分数须对道面破损 种类、 破损严 重程 度 ( Severity) 和破 损密度 ( D en sity) 分别 统计 , 然后 根据 AC 150 /5380 即可计算 出 该 样 本 单 元 的 PC I 值 如式 ( 1) 。
第 10 卷 第 18 期 2010 年 6 月 1671 - 1815( 2010) 18-4574 - 05
科
学
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术
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Sc ience T echno logy and Eng ineer ing
V o l 10 N o 18 June 2010 2010 Sc i T ech Engng
机场道面评价方法研究
3 . 1 . 4 确定评价矩阵 针对本文做出对单个因素的评判, 综合上述统 计结果得到一个对应的模糊关系 R 为: r11 Ri= r21 rn1 0. 08 0 . 2 0. 05 0 r12 r22 rn2 0 . 64 0 . 7 0 . 7 0 . 5 r13 r23 rn3 0 . 24 0 . 1 0 . 25 0 . 25 r14 r24 rn4 r 15 r 25 rn 5 0 0 0 0 。 0 0 0 . 25 =
PC I IR I SFC ACN /PCN
IRI 平均值 / ﹤ 1 . 5 1. 5~ 2 . 52 . 5~ 5 . 05 . 0~ 8. 0 SFC ACN /PCN 0 . 5 0. 4~ 0 . 50 . 3~ 0 . 40 . 2~ 0. 3 1 . 01. 0~ 1 . 05﹥ 1 . 05
: ( 3) ( 4)
式中: RQI 行驶质量指数, IRI 国际平整度指数 ), 路面平整度标 准偏差。道面平整 度评价标准见表 3 。 2 . 3 机场道面抗滑性能评价 飞机的安全着陆在 很大程度上依 赖于道面表
图 2 某机场道面调查取样概图
面摩擦力, 如果没有足够的摩 擦力, 飞 行员就无法 很好地控制方 向并及时停靠飞 机, 容易造 成事故。 因此, 应及时 了解跑道抗滑 性能十分必要。通常, 路面抗滑能力看作是路面的表面特性 , 以摆值 BPN
( 2)
根据表 2 看出 , 此调查单元的 PCI 值为 ( 10034= 66), 处在 中 的范围。综合得出跑道损坏状 况等级 : 全道面和主轮迹道面 PC I 等级均 为良, 均 值分别为 68 . 5 和 69 . 3 , 二者相比 , PCI 接近 , 跑道损 坏状况横向分布较均匀。 2 . 2 机场道面平整度评价 道面平整度主要反 映的是道面纵 断面剖面曲 线的平整性 , 是评价路面使用质量的重要指标。对 于机场道面平整度 , 就应用的 成熟性、 便捷性和广 泛性而言, 应当首推 国际平整度指 标 IR I 。我国 常用行驶质量指数 RQI, 其计算公式为 RQI = 11 . 5- 0 . 75IR I IRI = 1 . 57+ 1 . 45 (m km
n
式 ( 5) 中 f s 摩阻 系数; F s 作用于路 表面的 摩阻 垂直于路表面的荷载。 路面的抗 滑能力可采用摆 式摩擦系数测 定仪 ( 摆式仪 ) 或横向摩擦系数测试车检测。对于机场 道面可采用横 向摩擦系数测定 车测定。评价 标准 见表 3。 2 . 4 机场道面承载力评价 道面除了 对修筑的材料和 表面有一定的 要求 外, 还对道面的强度有一定的要求。即道面要能承 受飞机的 起降、 滑 行和 停放。 道面 强度一 般采 用 ACN - PCN 法来说明的。 ACN 即飞机等级号 ( A ir cra ft C lassification Num ber ) , PCN 即 道 面 等 级 号 ( Pavem en t C lassification Num ber), 当飞机 ACN 值等 于或小于道面 PCN 值时, 道面可不加限制地使用。 若飞机 ACN 值大于道面 PCN, 则表示飞机超载 , 飞 机的运行将受 到限制或禁止。 PCN 报告包含 了道 面等级序号、 道面类型、 土基强度、 轮胎压力和评定 方法 五 个 要素 表 3 。
- 1 [ 7] [ 6]
整体样本数量 ; S
标准差, 根据保证率确定; ( 刚性道面为 15 ); e PC I 计算允许误差 ( 一般可信度取 95 % , e = 5)。 西部某 机场 跑 道为 刚性 道面 , 长 3 000 m 宽 45 m, 检查单元数量 n = 240 结果如图 2 和表 1) 。 152 / [ ( 52 /4) ( 2401) + 152] = 32 , 实际选取 40 个单元进行调查 ( 调查
[ 9]
, w n }, 各权数 w i 应满足归一性及非
w i = 1, w i
i= 1
0, i= 1 , 2 ,
, n。本文建立பைடு நூலகம்权重
集 W = { w 1, w 2, w 3, w 4 }, 参见资料综合得出对每个 因素赋 予的 不同 权数 , 其 中 w 1 = 0 . 3 , w2 = 0 . 35 , w3= 0 . 15 , w4= 0 . 2 。 3 . 1 . 3 建立评判集 根据评判者对评判 对象可能做出 的各种评判 结果所组成的集合, 本文评判集取 V = { v1, v2, v3, v4, v5 } = {优 , 良, 中, 次 , 差 } 。 综合前文调查数据, 可得表 4 。
表 4 道面综合指标评判表
评定结果 优 4 2 1 0 良 32 7 13 1 中 12 1 6 2 次 2 0 0 1 差 0 0 0 0
。道 面 整体 结 构 承载 力 标 准 见
表 3 道面破损状况评价标准
等级 道面 PCI 优 85 良 70~ 85 中 50~ 70 次 25~ 50 差 ﹤ 25 ﹥ 8. 0 ﹤ 0. 2