【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及极地科考配套，具体为一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法。
技术介绍
1、南极具有独特的地缘价值、气候环境和潜在资源，气候变暖导致的冰盖快速融化，正在加速释放南极地区的科研、经济和安全的战略价值，实施南极科学考察，依赖于物资运输、人员投送和装备支持，其中物资与人员投送能力是科学考察规模的决定性因素。
2、鉴于南极特殊的地理位置，南极大陆和其他大陆之间的交通运输只能通过海运和航空运输实现，然而，海运需要借助破冰船且时间段有限，运输周期的局限性明显，南极大陆沿海没有港口基础设施和海岸导航设施，物资装卸效率低下，进一步制约科学考察任务的实施效率，相比之下，航空运输具有往返周期短、直抵目的地、投送效率高和覆盖范围广的显著优势，南极机场主要依据建造位置、跑道类型和起降飞机类型进行划分，根据机场建设位置和跑道类型大致分为冰雪机场、砾石机场，其中冰雪机场跑道根据过程环境、道面材料进一步细分为海冰跑道、蓝冰跑道、雪橇跑道和压实雪层跑道。
3、海冰跑道的表层平整与压实处理的难度相对较小，可满足雪橇式、轮式飞机的起降要求，但建设和运营成本较高，蓝冰跑道是密实化充分的冰川冰，具有天然的结构强度优势，表层无积雪，仅需对冰面进行平整与刻槽处理，成本较低，但南极的蓝冰区域极少，占冰盖表面积不超过1%，已经建设使用的蓝冰机场跑道仅有6条，均可使中/重型轮式运输机进行起降操作，雪橇跑道施工技术较为简单，仅限于简单的平整与压实处理，建造相对容易、成本不高，但由于表面雪层硬度不足，只能起降小型雪橇式飞机，无法进行中/重型轮
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法。
2、以解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术提供如下技术方案：一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，所述压实雪跑道结构设计指标体系分为压实度、平整度、抗滑性、排水性、耐久性和安全性，雪层密度和雪颗粒大小直接决定雪层的强度，压实雪跑道的处理技术以“分解-烧结-压实”自然雪为主，压实雪跑道的建设改造分为雪的人工机械分解和雪的人工烧结并配合机械压实，所述一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法的具体步骤如下：
3、步骤一、将自然雪层通过人工机械分解，降低自然雪层的孔隙度和雪颗粒大小，自然雪层的底部为原始冰层，将自然雪层进行人工机械分解后，雪层的自然密度增加，先在-2℃的温度附近将雪进行分解和压实，再在-10℃以下的温度条件下进行烧结，烧结完成后以每25cm的雪层厚度浇水3cm来进行暖雪操作，然后再次进行人工机械压实；
4、步骤二、将自然雪层分解后向其中加入锯末，混合后通过人工烧结的方法增大混合雪层的密度，再用机械将混合雪层压实，重复对雪层进行分解、烧结和压实操作，直至压实雪跑道的整体厚度大于2m；
5、步骤三、对压实雪层跑道的压实度、平整度、抗滑性、排水性、耐久性和安全性进行检测和改进，使用冰雪粒径自动测量仪和冰雪硬度自动测量仪来测量压实雪跑道的压实度，使用平整度仪器和激光测距仪对压实雪跑道表面的水平面和纵坡进行测量，使用摩擦系数测试仪对压实雪跑道的摩擦系数进行测试，使用红外温度测量仪检测压实雪跑道表面的温度，并检测压实雪跑道表面的排水情况，检测压实雪跑道结构材料的抗冻融性能和抗压性能，并对不合格的压实雪跑道进行加固，检查雪道的安全标识和防护设施是否完善，并对不合格的压实雪跑道进行修复和增加安全防护设施；
6、步骤四、在对压实雪层跑道的压实度、平整度、抗滑性、排水性、耐久性和安全性进行测量时，应及时测量和评估压实雪层跑道所在区域的冰川学和气候学特征（参数），其包括积雪覆盖厚度、冰流速、冰川表面融化率、冰面粗糙度、表面坡度、降水量、风速、风向、能见度、云层高度、大气辐射和冰裂隙分布，评估压实雪层跑道区域的冰川气象条件对飞行安全的影响。
7、作为本专利技术的进一步方案：压实雪层跑道的建造位置主要在冰架和冰盖之上，冰雪材料主要为人工改造的大面积高强度雪层，跑道施工分为表层雪分解、人工烧结和多期次压实处理的三次具体操作，压实雪层跑道的核心技术为雪分解技术、人工烧结技术和压实技术。
8、作为本专利技术的进一步方案：通过静载试验和动载试验对冰雪飞机跑道进行常用的强度测试，静载试验通过加载静态重量来评估跑道表面的强度，而动载试验是测试模拟飞机起降和滑行过程中的实际载荷情况。
9、作为本专利技术的进一步方案：所述步骤一中，自然雪层的密度一般为100kg/m3，将自然雪层人工分解后可将雪层密度增加至250-500kg/m3。
10、作为本专利技术的进一步方案：所述步骤二中，在15cm厚的雪层中混入3cm的锯末，经过分解、烧结和压实处理，可使压实雪跑道密度达到900kg/m3。
11、作为本专利技术的进一步方案：所述步骤二中，通过机械压实、雪的烧结和重结晶密实化来降低雪的孔隙度，以此来增加压实雪跑道雪层的密度。
12、作为本专利技术的进一步方案：所述步骤三中，压实度是指雪跑道表面雪层的密实程度，平整度是指雪跑道表面的平整程度，抗滑性是指雪跑道表面的摩擦系数，排水性是指雪跑道表面的排水性能，耐久性是指雪跑道结构材料的耐久性能，安全性是指设计雪跑道考虑的安全因素。
13、作为本专利技术的进一步方案：所述步骤三中，较高的压实度可以提高雪道的耐久性和抗滑性，平整的雪道可以减少飞机在滑行过程中的颠簸感，良好的抗滑性能够减少飞机发生意外的可能性，良好的排水性能能够减少积水和结冰的现象，确保压实雪跑道在各种天气条件下的使用安全性。
14、作为本专利技术的进一步方案：所述步骤四中，使用探雪棒在压实雪跑道的不同位置进行雪深测量，使用gps或遥感技术，跟踪冰川表面上特定点的移动速度来测量冰流速，结合气象站数据和冰川观测来分析冰川表面的融化情况，计算融化率，使用激光雷达等设备扫描冰面，测量冰面的粗糙度，使用测斜仪在压实雪跑道表面不同的位置进行坡度测量，使用降水量计记录压实雪跑道附近的降水量，使用风速计和风向计记录压实雪跑道的风速和风向，使用能见度仪器或目视法测量压实雪跑道附近的能见度，使用气象雷达测量压实雪跑道上空云层的高度，使用辐射计测量压实雪跑道表面的辐射情况，使用地面勘测方法对压实雪跑道及其附近表面的裂隙进行测量和分析。
15、采用上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
16、本专利技术通过对自然雪层进行人工机械分解、烧结和压实处理，有效提高了雪层的密度和强度，进而增强了压实雪跑道的耐久本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：所述压实雪跑道结构设计指标体系分为压实度、平整度、抗滑性、排水性、耐久性和安全性，雪层密度和雪颗粒大小直接决定雪层的强度，压实雪跑道的处理技术以“分解-烧结-压实”自然雪为主，压实雪跑道的建设改造分为雪的人工机械分解和雪的人工烧结并配合机械压实，所述一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法的具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：压实雪层跑道的建造位置主要在冰架和冰盖之上，冰雪材料主要为人工改造的大面积高强度雪层，跑道施工分为表层雪分解、人工烧结和多期次压实处理的三次具体操作，压实雪层跑道的核心技术为雪分解技术、人工烧结技术和压实技术。
3.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：通过静载试验和动载试验对冰雪飞机跑道进行常用的强度测试，静载试验通过加载静态重量来评估跑道表面的强度，而动载试验是测试模拟飞机起降和滑行过程中的实际载荷情况。
4.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法
5.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：所述步骤二中，在15cm厚的雪层中混入3cm的锯末，经过分解、烧结和压实处理，可使压实雪跑道密度达到900kg/m3。
6.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：所述步骤二中，通过机械压实、雪的烧结和重结晶密实化来降低雪的孔隙度，以此来增加压实雪跑道雪层的密度。
7.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：所述步骤三中，压实度是指雪跑道表面雪层的密实程度，平整度是指雪跑道表面的平整程度，抗滑性是指雪跑道表面的摩擦系数，排水性是指雪跑道表面的排水性能，耐久性是指雪跑道结构材料的耐久性能，安全性是指设计雪跑道考虑的安全因素。
8.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：所述步骤三中，较高的压实度可以提高雪道的耐久性和抗滑性，平整的雪道可以减少飞机在滑行过程中的颠簸感，良好的抗滑性能够减少飞机发生意外的可能性，良好的排水性能能够减少积水和结冰的现象，确保压实雪跑道在各种天气条件下的使用安全性。
9.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：所述步骤四中，使用探雪棒在压实雪跑道的不同位置进行雪深测量，使用GPS和遥感技术跟踪冰川表面上特定点的移动速度来测量冰流速，结合气象站数据和冰川观测来分析冰川表面的融化情况，计算融化率，使用激光雷达扫描冰面，测量冰面的粗糙度，使用测斜仪在压实雪跑道表面不同的位置进行坡度测量，使用降水量计记录压实雪跑道附近的降水量，使用风速计和风向计记录压实雪跑道的风速和风向，使用能见度仪器和目视法测量压实雪跑道附近的能见度，使用气象雷达测量压实雪跑道上空云层的高度，使用辐射计测量压实雪跑道表面的辐射情况，使用地面勘测方法对压实雪跑道及其附近表面的裂隙进行测量和分析。
...【技术特征摘要】
1.一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：所述压实雪跑道结构设计指标体系分为压实度、平整度、抗滑性、排水性、耐久性和安全性，雪层密度和雪颗粒大小直接决定雪层的强度，压实雪跑道的处理技术以“分解-烧结-压实”自然雪为主，压实雪跑道的建设改造分为雪的人工机械分解和雪的人工烧结并配合机械压实，所述一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法的具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：压实雪层跑道的建造位置主要在冰架和冰盖之上，冰雪材料主要为人工改造的大面积高强度雪层，跑道施工分为表层雪分解、人工烧结和多期次压实处理的三次具体操作，压实雪层跑道的核心技术为雪分解技术、人工烧结技术和压实技术。
3.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：通过静载试验和动载试验对冰雪飞机跑道进行常用的强度测试，静载试验通过加载静态重量来评估跑道表面的强度，而动载试验是测试模拟飞机起降和滑行过程中的实际载荷情况。
4.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：所述步骤一中，自然雪层的密度一般为100kg/m3，将自然雪层人工分解后可将雪层密度增加至250-500kg/m3。
5.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系的构建方法，其特征在于：所述步骤二中，在15cm厚的雪层中混入3cm的锯末，经过分解、烧结和压实处理，可使压实雪跑道密度达到900kg/m3。
6.根据权利要求1所述的一种压实雪跑道结构设计指标体系...
【专利技术属性】
技术研发人员：李思李，田波，谢晋德，张盼盼，权磊，李立辉，何哲，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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