多年冻土区机场跑道道基长期热稳定性控制技术研究

基本信息
批准号:41861012
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:40.00
负责人:张世民
学科分类:
依托单位:兰州理工大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张明礼,李廉,念腾飞,王震,贾小军
关键词:
主动散热智能控温机场跑道道基热稳定性高温多年冻土
结项摘要

By virtue of the new foam-concrete-base-course,which have high toughness,high strength and lower thermal conductivity property, pavement structure and the temperature intelligent control technology, the purpose of this program is to mitigate the long-term melting subsidence,induced by the long-term slow absorption of heat through the pavement of runway, of the embankment for the airfield runway in the permafrost regions, and to increase the service life and quality of the runway and embankment...Firstly,through analysis on the long-term melting subsidence diseases characteristic and its influencing factor of the runway in the permafrost regions, it is feasible to research and develop the high toughness,high strength and lower thermal conductivity base course for mitigating the pavement heat absorption and transmission...Secondly, combining with the regional air and earth temperature characteristics of the Qinghai-Tibet plateau, it is brought up that the solar-wind geothermal exchange system and the intelligent temperature control and active cooling embankment structure system,and therewith the temperature control mode,the thermal stability characteristics and the cooling efficiency of the embankment will be analyzed through numerical simulation...Finally, the indoor model experiments are carried out to verify the active cooling function and efficiency and the numerical calculation model. Correspondingly, the heat transfer model of the innovate pavement and embankment system would be built for improving the heat balance control accuracy and heat dissipation efficiency, and optimizing the pavement and embankment system design parameters and the geothermal exchange system. Then the hydro-thermal-mechanical coupling model would be used to study the long-term subsidence and thermal stability of this innovate pavement and embankment system. ..In the aid of innovate pavement and embankment system and the solar-wind geothermal exchange system, the intelligent temperature control embankment with engineering advantage, such as fast response of heat balance control, high accuracy, uniform heat dissipation, better long-term stability, can significantly reduce the airfield runway maintenance costs and economize the airport life cycle cost, also has significant reference value and application value for the rehabilitation, the new planning construction and the expansion airport project.

本课题研究目标是借助新型(高韧性、高强、低导热系数)泡沫混凝土基层道面体系和道基智能控温技术,致力于缓解多年冻土区机场跑道道基长期缓慢吸热热融沉降变形问题,提高跑道和道基的使用寿命和服务质量..首先,分析冻土机场跑道热融沉降变形工程病害特征及影响因素,提出研发高韧性、高强、低导热系数泡沫混凝土基层道面以减弱道面吸热与传热效应。.其二,结合青藏高原区域气温地温特征,提出的太阳能-风能地热交换系统与智能控温主动散热道基结构体系,借助数值模拟分析道基控温模式和热稳定性特征及散热效率。.其三,通过室内模型试验,验证新型道面道基体系和智能控温主动散热道基的散热功效与数值计算模型;开展数值计算分析,建立沥青混凝土道面道基吸热传热模型,优化主动散热道基结构设计参数和地热交换系统,提高智能调控精度和散热效率;应用热流固耦合数值计算模型评估道面道基体系长期变形与热稳定性特征。

项目摘要

多年冻土区机场跑道稳定性研究具有重要的工程应用价值,主动控温技术是控制机场道基冻土融化的重要措施,机场跑道路面幅度较宽,热岛效应明显,同时,机场设施较为集中,机场跑道安全要求较高,传统主动降温措施很难满足机场安全运营的需要,而地源热泵主动控温道基控温效果较好,可以高效的散热和降低冻土温度,主动调控能力较强,有利于机场长期的热稳定性控制。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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