機場道面老化特性的多智能體仿真分析與預測研究.pdf

1、隨著我國民航迅速發(fā)展，飛機起降量快速增長，對機場瀝青跑道道面耐久性能提出了更高的要求。受大幅度季節(jié)性氣候變化、太陽紫外光輻射等自然因素以及發(fā)動機噴出的高溫氣流，在越來越高頻次的航班飛機起降作用下，加快了機場瀝青道面的老化，使得瀝青變得松散，路表開裂，從而導致道面破壞，出現(xiàn)諸如剝落、松散、坑槽等各種問題，是影響機場瀝青道面使用性能和壽命的重要因素。目前國內(nèi)外對機場道面瀝青性能老化過程無法精確模擬，也無合適模型將其性能實驗數(shù)據(jù)等信息與機場道

2、面實際老化機理進行真實性匹配。因此，迫切需要深入系統(tǒng)地研究瀝青老化機理和特性，以采取相應抗老化預防措施提高機場跑道性能和使用安全性。由于瀝青老化過程的復雜性和難解性，本文在收集整理和分析國內(nèi)外相關資料基礎上，對瀝青的老化特性和老化機理進行深入研究，建立評價瀝青抗老化性能的預測模型和方法，為提高機場瀝青道面抗老化性能提供依據(jù)和參考。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)基于多智能體(Multi-Agent)技術的任務分解和仿真分析，對

3、瀝青的老化分別從瀝青熱氧老化仿真和紫外光老化仿真兩個方面進行研究。確定研究所采用的環(huán)境仿真模擬方法，從試驗測試理論、設備要求、試驗目的等角度確定試驗參數(shù)。
　　(2)對瀝青材料仿真結(jié)果進行分析研究，將老化后的各瀝青試樣進行動態(tài)頻率掃描試驗數(shù)據(jù)結(jié)果，利用時溫等效原理，通過西格摩德(Sigmoidal)函數(shù)，采用非線性最小二乘法以獲取不同老化狀態(tài)下的瀝青復數(shù)剪切模量與相位角主曲線，分析動態(tài)粘彈性函數(shù)主曲線所體現(xiàn)出的材料信息。以此為基礎

4、，進一步獲得瀝青在不同老化狀態(tài)下的交叉模量Gc*(儲能模量G'等于損失模量G"時對應的復數(shù)剪切模量G*)，分析研究其在老化過程中的粘彈力學行為，以發(fā)現(xiàn)老化溫度和時間對瀝青交叉模量的影響關系。
　　(3)基于瀝青熱氧老化仿真從瀝青老化動力學角度對瀝青(基質(zhì)瀝青和改性瀝青)的老化路徑進行研究，分析瀝青老化的動態(tài)過程，結(jié)合瀝青兩階段的反應模型以及Arrhenius理論，以分析研究瀝青的化學組分羰基和交叉模量在不同老化溫度和時間狀態(tài)下的變

5、化規(guī)律，揭示瀝青熱氧老化過程對瀝青粘彈性能影響的根本原因。
　　(4)通過對羰基含量與交叉模量兩者間的相關性研究，以發(fā)現(xiàn)瀝青的羰基含量與其交叉模量關系，同時建立基于瀝青交叉模量的瀝青老化程度評價指標，以此為基礎，建立瀝青交叉模量氧化動態(tài)模型。
　　(5)基于瀝青紫外光老化仿真，分析研究不同種類的瀝青受紫外光輻射強度、老化時間等因素對瀝青老化的影響，探討瀝青在不同老化條件下的特征，以建立瀝青在不同溫度和不同輻射強度情況下的老化