飞机在机场跑道上起飞、着陆和滑行的过程中,不可避免的会对跑道结构造成冲击,长期以往,跑道的结构性能将会受到严重的影响。因此,在机场跑道的正常运行过程中,必须定期对跑道的整体性能进行一系列必要的检测,从而保证机场跑道的正常通航安全。但受限于机场高昂的运行成本以及复杂的协调组织手段,传统的落锤式弯沉仪等测试方法,已无法满足现代机场在道面承载能力检测评估过程中,所需的不停航施工检测要求。本文通过大量有限元仿真模拟和实测数据相结合的方法,创新性地将智能传感器布置在道面以下,从而达到在不影响机场跑道正常通航的情况下,完成跑道承载能力的实时评估。本文主要研究内容如下:1、分析飞机在不平整的道面上滑行时产生附加应力的力学原理,结合飞机微分振动方程,通过MATLAB软件建立基于滤波白噪声的道面不平度功率谱以及不同道面IRI值下的随机动荷载模型。2、综合考虑实际因素,运用ANSYS软件建立道面结构三维模型,基于飞机离地速度的选取范围,验证定点冲击和移动冲击模型的合理性。结合飞机滑行过程中产生的升力和由于道面不平度产生的随机动荷载,分析道面动荷载在不同工况下的激励模型。3、基于道面不平度的激励模型,将飞机在滑行过程中产生的动荷载直接加载于道面结构三维模型,结合ANSYS瞬态动力学分析原理,仿真模拟飞机动荷载对道面造成的振动响应效果。4、通过对比分析大量的有限元仿真数据,确定在飞机滑行过程中对跑道基频产生主要作用的影响因素,分别建立道面基频、土基下6m基频与面层厚度、面层模量、基层厚度、土基模量的多元拟合关系式。在基顶当量回弹模量与基频之间建立转换关系,并最终达到基于基频反演跑道承载能力的目的。5、基于以上研究成果,运用Microsoft Visual Basic的可视化程序设计模块语言,建立跑道承载能力评估软件,运用国内某西南机场的实例数据进行验算,验证了该软件的合理性。