(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210771410.0 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 中国人民解 放军空军工程大 学 地址 710038 陕西省西安市灞桥区长乐 东 路甲字一 号 (72)发明人 刘超佳　种小雷　梁磊　白鹏坤　 王观虎　陈正磊　韦雅之　 (74)专利代理 机构 上海思真远达专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 31481 专利代理师 戚淼 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于中国东北多年冻土区机场跑道附 面层参数计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于中国东北多年冻土 区机场跑道附面层参数计算方法， 涉及机场跑道 附面层参数计算领域， 解决了 现有的东北多年冻 土区机场跑道附面层还没有一种可以有效的计 算附面层参数的计算方法的问题， 现提出如下方 案， 其包括以下步骤： 得到温年较差A与附面层厚 度H、 年平均 气温TA均与温度振幅A0、 年平均 气温 TA与初始温度T0的计算公式； 确定气温年较差A、 年平均气温TA与温度振幅A0三者之间的函数关 系； 确定初始温度T0与年平均气温TA、 对流换热 系数h、 太阳辐射平均月总量Q的函数关系； 确定 太阳辐射平均月总量Q、 气温年较差A以及附面层 厚度H三者之间的函数关系。 本方法解决了冻土 区道基结构温度场分布的分析难题的特点。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115048705 A 2022.09.13 CN 115048705 A 1.一种基于中国东北多年冻土区机场跑道附面层参数计算方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： S1： 通过分析气温年较差A与附面层厚度H、 年平均气温TA与温度振幅A0的关系， 分别得 到温年较差A与附面层厚度H、 年平均气温TA均与 温度振幅A0、 年平均气温TA与初始温度T0 的计算公式： H＝‑0.117lnA+0.564 (1) A0＝aTA+b (2) T0＝0.9648TA+6.0111 (3) S2： 确定气温年较差A、 年平均气温TA与温度振幅A0三 者之间的函数关系； A0＝(0.0002A‑0.030)TA+0.490A+1.3 36 (4) S3： 确定初始 温度T0与 年平均气温TA、 对流换热系数h、 太阳辐射平均月总量Q的函数关 系； T0＝0.532TA‑0.224h+0.017Q+0.02 9·TA·h+3.188 (5) S4： 确定太阳辐射平均月总量 Q、 气温年较差A以及附面层厚度H三 者之间的函数关系； H＝(‑6.51×10‑6·Q2+6.61×10‑3·Q‑1.710)lnA+3.21 ×10‑5·Q2‑32.50×10‑3·Q+ 8.334 (6) S5： 同理， 得到于中国东北多年冻土区水泥混凝土道面、 天然地面的附面层厚度H、 温度 振幅A0、 年平均地温T0的计算公式。 2.根据权利要求1所述的一种基于中国东北多年冻土区机场跑道附面层参数计算方 法， 其特征在于， 所述a与b的计算公式分别为： a＝0.0002A‑0.030 b＝0.490A ‑1.336。 3.根据权利要求1所述的一种基于中国东北多年冻土区机场跑道附面层参数计算方 法， 其特征在于， 所述机场道面附面层计算方法所考虑的边界条件充分， 且与有限元模拟、 实测道基温度数据近似一 致。 4.根据权利要求1所述的一种基于中国东北多年冻土区机场跑道附面层参数计算方 法， 其特征在于， 所述S1中为以沥青混凝 土道面H、 T0、 A0计算过程 为例。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115048705 A 2一种基于中国东北 多年冻土区机场跑道附面层参数计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及机场跑道附面层参数计算领域， 尤其涉及一种基于中国东北多年冻土 区机场跑道附面层参数计算方法。 背景技术 [0002]根据几十年观测资料， 在模拟青藏铁路未来30年内的路基温度场与 多年冻土与热 的相互作用时， 提出了附面层底温度的三角函数简化形式 以及温度、 路基与冻土的耦合传 热机理。 [0003]在接下来冻土路基温度场分布特征以及变化趋势研究中都综合考虑了蒸发、 太阳 辐射、 对流换热、 风速、 路线 走向、 路基施工方式等， 同时， 在冻土、 热力学和流体力学 理论基 础上， 依据现场气候温度特征， 分析了附面层参数、 边界条件和相变之间的关系， 并提出了 一套地面热体制与考虑工程表面特性和风速、 辐射、 蒸发等自然因素的分析 方法。 [0004]但是， 与公路、 铁路一般线路工程相比， 机场跑道幅度宽、 飞机荷载大、 上边界条件 简单， 使得相同条件 下跑道道基温度场受外界气温的影响、 结构自身的热稳定性与公路、 铁 路存在显著区别。 [0005]目前附面层理论的研究及应用均基于青藏高原的气候环境和多年冻土类型， 而东 北大兴安岭、 小兴安岭地区气候环境及地温状况都与青藏高原不同， 已有附面层理论参数 经验值是否适用于东北地区的多年冻土温度场分析有进一步更高的要求。 因此提出一种基 于中国东北多年冻土区机场跑道附面层参数计算方法。 发明内容 [0006]本发明的目的在于提供一种基于中国东北多年冻土区机场跑道附面层参数计算 方法， 解决了现有的东北多年冻土区机场跑道附面层还没有一种可以有效的计算附面层参 数的计算方法的问题。 [0007]为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一种基于中国东北多年冻土区机场 跑道附面层参数计算方法， 包括以下步骤： [0008]S1： 通过分析气温年较差A与附面层厚度H、 年平均气温TA与温度 振幅A0的关系， 分 别得到温年较差A与附面层厚度H、 年平均气温TA均与 温度振幅A0、 年平均气温TA与初始温 度T0的计算公式： [0009]H＝‑0.117lnA+0.564 (1) [0010]A0＝aTA+b (2) [0011]T0＝0.9648TA+6.0111 (3) [0012]S2： 确定气温年较差A、 年平均气温TA与温度振幅A0三 者之间的函数关系； [0013]A0＝(0.0002A‑0.030)TA+0.490A+1.3 36 (4) [0014]S3： 确定初始温度 T0与年平均气温TA、 对流换热系数h、 太阳辐射平均月总量Q的函 数关系；说　明　书 1/5 页 3 CN 115048705 A 3