道面强度报告方法-铺面工程学

国际民航组织（ICAO）在1981年颁布了道面强度的报告方法，称作ACN-PCN法。ACN为飞机的等级号，统一表示飞机的荷载等级，其定义为两倍当量单轮荷载（以1 000 kg表示），单轮的轮压p=1.25 MPa。PCN为道面等级号，表示道面结构承受飞机荷载的能力，其定义也为两倍当量单轮荷载（以1 000 kg表示）。飞机的ACN应小于机场道面的PCN，方能使用该机场。

1.ACN

二十世纪四五十年代美国陆军工程兵（COE）采用路基不出现剪切破坏的标准并以CBR值作为路基土的强度指标，通过大量试验和使用经验建立了路基承载力、道面结构厚度与作用荷载之间的经验关系，如式（11-24）所示：

式中　H——道面结构厚度，cm；

CBR——地基承载力，%；

ESWL——作用在道面结构上的当量单轮荷载，kg；

p——轮压，MPa；

a——轮载重复作用系数，为覆盖次数和计算当量单轮荷载时的轮子数的函数，可按图11-30查取。

图11-30　双轮主起落架飞机沥青道面设计曲线（主要部位）

（道面寿命20年，主要部位沥青面层厚度10.2 cm，非主要部位沥青面层厚度7.6 cm）

确定飞机ACN的关键是当量单轮荷载（ESWL）的计算。按定义

以式（11-25）和p=1.25 MPa代入式（11-24），便可得到反映路基CBR和铺面结构厚度H同ACN关系计算式：

不同起落架轮-轴构型的飞机，可以分别按式（11-24），并采用Ps=ESWL=关系式为第i个轮子的弯沉系数，Ps为当量单轮荷载，Pi为多轮荷载中一个轮子的质量），计算和绘制路基CBR-荷载-所需结构厚度（覆盖次数为10 000次）的关系曲线（如图11-31右侧图所示）。而后，用所需的结构厚度代入式（11-26），并将路基CBR值分为四档（3，6，10和15），计算和绘制相应的ACN曲线（如图11-31左侧图所示）。将图中的厚度转换坐标略去，便可得到各种飞机的质量-路基CBR和ACN关系曲线，如图11-32所示。(www.xing528.com)

图11-31　B-767-200飞机ACN曲线的绘制过程（沥青道面）

图11-32　B-767-200飞机的ACN曲线（沥青道面）

各飞机制造公司都按上述方法为其出产的飞机型号编制相应的ACN曲线，供用户使用。图11-32即为B-767-200飞机的ACN曲线。表11-29列出了按上述方法得到的部分飞机在沥青道面上的ACN。

2.PCN

PCN的定义与ACN的相同。因而，其中心是确定或评定道面结构能承受的当量单轮荷载。确定PCN所采用的方法应与定义ACN时所用的相同。

道面评价是道面结构设计过程的逆运算。首先，通过试验和调查确定地基的特性、道面各结构层的厚度和材料特性，然后利用与确定ACN时采用的方法相同的设汁方法和曲线（例如，沥青道面的CBR类设计方法和刚性道面的PCA法），计算确定该道面所能承受的某种起落架构形（单轮、双轮、前后双轮或双前后双轮等）的荷载值，最后转换成当量单轮荷载。

表11-29　部分飞机的ACN

上述评价方法称作技术评价方法。此外，在受条件限制而无法应用技术评价时，可采用“使用经验”法进行评价。其方法是首先调查在一定时期内使用该机场的飞机类型、质量和运行次数，而后从中选出经常使用该机场的最重的飞机。其次，检查道面使用状况，如果状况良好，表明道面能适应现有交通；如果出现发展性的损坏现象，则表明道面已超载。利用表11-29或各飞机制造公司飞机特性手册，确定经常使用机场的最重飞机的ACN。依据现有道面的使用状况，并预期今后使用该机场的交通变化情况，对上述ACN做适当调整后，即作为该机场的PCN。

3.道面强度报告格式

ICAO规定的道面强度报告的格式，如图11-33所示。如道面类型为沥青道面，PCN=50，路基CBR=10，轮压为1.3 MPa，评价方法为技术评价，则该道面的报告代码如图11-33所示。

图11-33　道面强度报告格式