1、民航機場水泥混凝土道面設計民航機場水泥混凝土道面設計1. 道面結構層組合設計道面結構層組合設計2、板厚設計（重點）板厚設計（重點）3、分塊設計、分塊設計4、接縫設計、接縫設計5、水泥混凝土加鋪層設計、水泥混凝土加鋪層設計 民用機場剛性道面設計內容：民用機場剛性道面設計內容：根據機型、交通量大小、土基土質條件、水文地質情況、材料供應等情況，并結合當地自然環境等因素，初步確定面層、基層、墊層及土基等結構層類型、材料、厚度等，并進行技術經濟分析比較。見民用機場飛行區水泥混凝土道面面層施工技術規范(mh5006-2002)將水泥混凝土道面分割成有限尺寸板，以減小混凝土內部的溫度應力，防止混凝土道面出現

2、斷裂。分塊原則：1）正方形或接近正方形，矩形板的長寬比1.25：11：1，板寬4-6m。2）平面尺寸種類不宜過多，以減少模板種類，便于施工。 3）規則板的尺寸應與跑道、滑行道、停機坪等尺寸協調。4）雙面坡跑道的中心線應與縱縫重合，切忌將跑道中心線位于板中。5）滑行道、聯絡道上的板，應保證使用該機場主要飛機的主輪位于板的中部6）分塊接縫宜采用“井”字形。把獨立的板塊用適當形式的接縫聯結為一個整體，使板間提供足夠的傳遞荷載的能力，從而提高道面的整體強度。按功能劃分：縮縫、脹縫、傳力桿縫和拉桿接縫。按接縫形式：企口縫、平縫和假縫。道面出現嚴重缺陷、功能下降；或隨著交通量增加，當初設計的加道面強度不能

3、滿足使用要求時，需要進行加鋪。 內容內容一、道面結構層組合設計一、道面結構層組合設計二、普通混凝土板厚計算二、普通混凝土板厚計算 三、分塊設計三、分塊設計 四、接縫設計四、接縫設計五、水泥混凝土加鋪層設計五、水泥混凝土加鋪層設計 六、其他設計方法簡介及進展六、其他設計方法簡介及進展 面面 層層基基 層層墊墊 層層壓壓 實實 土土 基基道面結構層指根據機型、交通量大小、土基土質條件、水文地質情況、材料供應等情況，并結合當地自然環境等因素，初步確定面層、基層、墊層及土基等結構層類型、材料、厚度等，并進行技術經濟分析比較 一、土基要求土基干燥、密實、有足夠的承載強度及水穩定性。路基干燥狀態？密實程度

4、衡量？承載強度衡量？lmmlpwwbww1.20mb 1.10mb 1.05mb 1.201.00mb1.100.95mb1.050.90mb85. 000. 1mb80. 095. 0mb75. 090. 0mb85. 0mb80. 0mb75. 0mb表4-2 土基干濕類型劃分土基干濕類型砂質土粘質土粉質土干燥中濕潮濕過濕稠度 表4-3 道床最小強度要求填挖類型土基頂面以下深度（m）填料最小強度（cbr）(%)飛行區指標a、bc、d、e、f填方00.3680.30.845挖方及零填00.3680.30.8/4表4-4 道床最小壓實度要求填挖類型土基頂面以下深度（m）壓實度（%）飛行區指標a

5、、bc、d、e、f填方00.395960.30.89596挖方及零填00.394960.30.8/94表4-5 土基填方壓實度標準土基頂面以下深度壓實度（%）飛行區指標a、bc、d、e、f0.84.094954.0以下9293二、墊層什么情況下設墊層？水、溫或土質狀況不良的地區 ；表4-6 最小防凍層厚度土基干濕類型土基土質當地最大凍深（m）0.501.001.011.501.512.002.00中濕地段低、中、高液限粘土0.300.500.400.600.500.700.600.95粉土，粉質低、中液限粘土0.400.650.500.800.600.950.701.20潮濕地段低、中、高液限

6、粘土0.400.650.500.800.601.100.751.30粉土，粉質低、中液限粘土0.500.800.600.900.801.200.901.50最小防凍層厚度與土基干濕類型、土質及當地最大凍深有關道面結構總厚度 不滿足最小防凍層厚度。墊層材料：可采用顆粒材料（砂、砂礫、碎石、爐渣、山皮石、混渣、分解穩定的鋼渣等），也可采用石灰、粉煤灰穩定土或水泥穩定土等。 壓實度：比基層要求稍低。三、水泥混凝土道面板-機輪荷載主要靠道面板承受及擴散，主要受力構件。材料要求：高強度、抗腐蝕、耐磨、抗凍（寒冷地區年最低月平均氣溫0-10的地區，道面混凝土抗凍標號應不低于f200；年最低月平均氣溫小于-

7、10的地區，道面混凝土抗凍標號應不低于f300 ）；厚度要求：新建道面水泥混凝土板的厚度，飛行區指標為a、b時不應小于200mm，飛行區指標為c、d、e、f時不應小于240mm。施工要求：紋理、刻槽 五、道肩-保護飛機發動機；保護道面板、車輛交通、防止雜草遮掩燈。跑道橫斷面圖內容內容一、道面結構層組合設計一、道面結構層組合設計二、普通混凝土板厚計算二、普通混凝土板厚計算 三、分塊設計三、分塊設計 四、接縫設計四、接縫設計五、水泥混凝土加鋪層設計五、水泥混凝土加鋪層設計 六、其他設計方法簡介及進展六、其他設計方法簡介及進展 要點：1、臨界荷位臨界荷位：主起落架機輪位于半無限大板自由邊的邊緣（在板

8、底產生的彎拉應力最大）。2、采用“板邊彎矩影響圖板邊彎矩影響圖”計算多輪荷載產生的荷載應力；3、接縫傳荷系數采用0.25（考慮實際道面接縫情況，近似認為25%的荷載傳到鄰板上）；4、根據混凝土的疲勞方程分別確定各種飛機容許作用次數nei，設計的板厚應使各機型疊加的疲勞程度比等于疲勞程度比等于1左右。10.81.1meiieinn一、設計參數一、設計參數二、新修道面厚度計算二、新修道面厚度計算三、道面減薄三、道面減薄四、板厚設計例題四、板厚設計例題1.設計荷載設計荷載2.設計年限設計年限3.3.累計作用次數累計作用次數4.土基反應模量土基反應模量k05.基層頂面反應模量基層頂面反應模量kj6.水

9、泥混凝土設計強度水泥混凝土設計強度fcm、彎拉彈性模量、彎拉彈性模量ec及泊松比及泊松比uc一、設計參數一、設計參數tcwgppn n設計飛機主起落架上的輪載設計飛機主起落架上的輪載1.1.設計荷載設計荷載tpgpcnwn-飛機主起落架上的輪載（kn）； -飛機重量（kn）；-主起落架荷載分配系數；-主起落架個數；-一個主起落架的輪子數 2.2.設計年限設計年限水泥混凝土道面設計壽命宜為30年，也可按特定使用要求確定。3.3.累計作用次數累計作用次數0.75100wtesn wnn ttne設計年限內某機型累計作用次數；wt飛機主起落架一個輪印寬度(mm) ；nw 一個主起落架的輪子數 t通行

10、寬度(m)，是指飛機主起落架75%輪跡所占的寬度，可取2.3m；ns設計年限內該飛機年均運行次數，根據調查和預測確定；t設計年限，水泥混凝土道面的設計年限宜采用30年，也可按特定使用要求確定。 4.土基反應模量土基反應模量k0試驗方法測試設備：承載板直徑d=76cm。 k值與承載板直徑也有關，d越小，k越大，但當d76cm時，k趨于穩定。測試方法：采用一次加載法分級逐級加載，得到p-l曲線。k0取值：軟基，取l=1.27mm；堅硬地基，取p=0.07mpa時的值。70.000.00127buubpkkl或不利季節修正：0uudkkd5.基層頂面反應模量基層頂面反應模量kj可根據土基反應模量可根

11、據土基反應模量k0和基層當量厚度和基層當量厚度hje查圖確定。查圖確定。jk基層當量厚度基層當量厚度hje由基層各材料層厚度乘以其當量系數相加而得。由基層各材料層厚度乘以其當量系數相加而得。1mjejjjhh材料名稱當量系數材料名稱當量系數天然砂礫0.60.9石灰粉煤灰碎（礫）石1.21.4混石0.60.8水泥砂礫1.21.4級配碎（礫）石0.81.0水泥碎石1.31.5干壓碎石（填隙碎石）0.91.1瀝青碎石1.31.5石灰土0.91.3瀝青混凝土1.61.8二灰土1.01.3貧混凝土1.61.8石灰碎（礫）石土1.11.3碾壓混凝土1.82.06.水泥混凝土設計強度水泥混凝土設計強度fcm

12、、彎拉彈性模量、彎拉彈性模量ec及泊松比及泊松比uc0.15cu 設計強度cm (mpa)4.55.05.5彎拉彈性模量ec(mpa)360003700038000水泥混凝土彎拉彈性模量 飛行區指標為a、b的機場，其水泥混凝土設計強度不應低于4.5mpa； 飛行區指標為c、d、e、f的機場，其水泥混凝土設計強度不應低于5.0mpa。 準備數據：1、交通調查及預測。確定機型（m種）及相應的年均運行次數ns；2、土基模量k0基頂模量kj。擬定板厚h第1種機型ne1板邊彎矩影響圖 me1 e1 p1114.048 15.117110pcmfen疲勞方程：11eenn第2種機型ne2板邊彎矩影響圖 m

13、e2 e2 p2214.048 15.117210pcmfen疲勞方程：22eenn第m種機型ne板邊彎矩影響圖 me2 e2 p214.048 15.11710mcmfemnememnn10.81.1meiieinnnookh二、新修道面厚度計算二、新修道面厚度計算1、臨界荷位臨界荷位為飛機荷載在半無限大彈性地基板內產生最大彎拉應力時的荷載位置，一般為機輪位于板縫處且與板縫相切或成垂直的位置，具體要通過計算確定。 2、輪印計算4105.227ttplq0.6ttwllt輪印長度(mm)；wt輪印寬度(mm)；pt主起落架上的輪載(kn)；q飛機主起落架輪胎壓力(mpa)。 3、混凝土道面板剛

14、度半徑winkler地基板的相對剛度半徑334421012 1cpcjdehlkuk3()(/)cjempakmn m混凝土的彎拉彈性模量基層頂面反應模量4、板邊彎矩及應力計算板邊彎矩影響圖法根據板邊彎矩影像圖中比例尺，在透明質上繪制一個輪印：pttpl lll0.6ttwl按照上述比例尺將一個起落架按照比例（輪距）繪制在透明質上：0點板邊彎矩影響圖1951年g.皮克特和g.k.雷將h.m.s.韋斯特加德和a.h.a.霍格的理論公式,制成24張影響圖 ，其中最有用的為板邊彎矩影響圖和板中彎矩影響圖。將帶有輪印的透明紙0點與板邊彎矩影響圖0點疊合，數輪印覆蓋格數nb：板邊彎矩21010epbmq

15、l n板邊應力42610eemh(1)pe 考慮接縫傳荷能力的影響5、根據各機型的計算應力計算容許作用次數14.048 15.11710pcmfen6、板厚驗算10.81.1meiieinn三、道面減薄三、道面減薄跑道端部、平行滑行道以及其它主要滑行道可采用相同的混凝土板厚度。跑道寬度不小于45m并且設有平行滑行道時，跑道中段（距離跑道兩端入口的距離不小于800m的范圍）的混凝土板可減薄至跑道端部混凝土板厚度的0.9倍。跑道寬度不小于45m并且設有平行滑行道時，跑道橫斷面兩側的混凝土板經技術經濟比較可適當減薄，并滿足以下要求：(1) 距跑道中心線0.3倍跑道寬度范圍內不應減薄；(2) 在有滑行

16、道或者規劃滑行道穿越處，減薄后的混凝土板厚度不應小于相連接的滑行道混凝土板厚度；(3) 兩側混凝土板減薄后的厚度不應小于同一橫斷面處中部混凝土板厚度的0.8倍；(4) 兩側混凝土板的減薄應采用一塊或兩塊過渡板，不應突變，并且減薄后基層頂面應有坡向跑道外側的橫坡。四、板厚設計例題四、板厚設計例題內容內容一、道面結構層組合設計一、道面結構層組合設計二、普通混凝土板厚計算二、普通混凝土板厚計算 三、分塊設計三、分塊設計 四、接縫設計四、接縫設計五、水泥混凝土加鋪層設計五、水泥混凝土加鋪層設計 六、其他設計方法簡介及進展六、其他設計方法簡介及進展 1、基本要求水泥混凝土板宜具有矩形。矩形板的平面尺寸變

17、化宜盡量減少。位于邊、角及彎道處的非矩形板，其短邊長不宜小于1m，板角不宜成銳角或大于180的角。分塊裂縫不應錯縫，在道面交接、交叉處出現錯縫時，應采取脹縫或平縫隔開。滑行道的分塊宜使主要飛機的主起落架在板的中部通過。雙面坡跑道的中心線應與縱縫重合，切忌將跑道中心線位于板中。 2、板的平面尺寸板的平面尺寸應根據當地氣溫、板厚、所采用的集料和施工工藝確定。矩形板板寬宜取45m，板寬與板長之比以1:11:1.25為宜。板長不宜小于3m。厚度小于250mm的板，板長不宜超過5m；厚度等于或大于250mm的板，板長不宜超過6m。當遇到下列情況時應采用鋼筋混凝土板。(1) 板的平面尺寸超過了上述規定的尺

18、寸；(2) 板下埋有排水管溝或其他設施，使板內可能產生應力集中而造成板的破壞；(3) 預計基礎可能產生不均勻沉陷或在不良地質條件的地段。3、道肩分塊當采用現澆水泥混凝土作道肩面層時，其分塊應視道肩寬度以及相鄰道面板的分塊尺寸而定，尺寸以1.53m為宜。分塊宜接近或為正方形。 一、道面結構層組合設計一、道面結構層組合設計二、普通混凝土板厚計算二、普通混凝土板厚計算 三、分塊設計三、分塊設計 四、接縫設計四、接縫設計五、水泥混凝土加鋪層設計五、水泥混凝土加鋪層設計 六、其他設計方法簡介及進展六、其他設計方法簡介及進展 內容內容接縫的作用隔離（避免不規則斷裂、施工）；連接（將板塊連接成一個整體，共同

19、受力）；密封（防止漏水）按照方向分：縱縫(longitudinal joint)、橫縫(transverse joint)按照功能：施工縫(construction joint)、脹縫(expansion joint)、縮縫(contraction joints)。接縫傳荷方式：骨料嵌鎖(aggregate interlocking)縫、銷鍵(artificial shear key)縫- 企口、傳力桿(dowel bar)、拉桿。接縫種類(1) 縱向施工縫（企口縫）接縫構造飛行區指標為c、d、e的機場：其跑道中間三條縱向施工縫、滑行道中間三條縱向施工縫飛行區指標為f的機場（跑道寬度為60m）

20、：其跑道中間五條縱向施工縫、滑行道中間三條縱向施工縫。板厚中央設置拉桿；先鋪筑混凝土板凸榫的一邊，拆模后形成陽企口； 槽寬度可采用8mm。縫槽下部應設置直徑不小于10mm的墊條，墊條可采用泡沫塑料或性能滿足使用要求的其它材料 (2) 橫向縮縫1填縫料; 2墊條； 3下部鋸縫; 4傳力桿涂瀝青端； 5傳力桿 假縫假縫，槽寬度可采用8mm，縫槽下部應設置直徑不小于10mm的墊條 ；在下列假縫內，宜在板厚中央加設傳力桿：1)未設脹縫跑道及平行滑行道兩端各100mm范圍內的假縫；2) 鄰近道面自由端的三條假縫；3) 緊鄰脹縫的三條假縫；4) 鋼筋混凝土的假縫。 (3) 脹縫道面與房屋、排水結構等固定構

21、造物相接處，應設置脹縫。在道面交接、交叉及彎道處也可設置脹縫。真縫真縫，槽寬度可采用20-25mm，縫槽下部應設置漲縫板 ；1傳力桿；2填縫料；3脹縫板；4傳力桿涂瀝青端；5長100mm套筒（留30mm空隙填以泡沫塑料、紗頭等）；6主筋；7箍筋；8道面或其它構筑物 (4) 橫向施工縫結束施工、或因機械故障、停電及天氣等原因中斷混凝土混合料鋪筑時 設置；設在縮縫或脹縫處；設在縮縫處的橫向施工縫，宜采用平縫加傳力桿型 ；設在脹縫處的施工縫與漲縫相同。嚴禁施工縫設在道面寬度的同一斷面位置上,相鄰板的橫向施工縫應至少錯開一至兩塊混凝土板。施工方法：模板鉆孔 澆筑一半混凝土、振搗安放傳力桿澆筑另一半混凝

22、土 1傳力桿涂瀝青端； 2填縫料； 3傳力桿橫向施工縫 (5) 交接平縮縫 在道面交接、交叉及彎道處不設脹縫時，應設置交接平縮縫。 1主筋； 2箍筋； 3填縫料 (6) 接縫倒角(7) 道肩接縫 (8) 拉桿拉桿為螺紋鋼。拉桿應垂直于混凝土板的中線、平行于道面表面并位于板厚的中央。拉桿間距以500900mm為宜，最外邊的拉桿距接縫或自由邊的距離可采用250350mm。面積及長度計算確定。36.0ctabl ha502taaadlz拉桿鋼筋面積 拉桿長度 (9) 傳力桿采用光圓鋼筋 、應注意拉直、切口毛茬打光； 傳力桿一端長度的一半再加50mm范圍內表面應均勻涂刷一層瀝青或加塑料套，瀝青厚度為1

23、mm，不宜過厚，并應在瀝青表面灑一層滑石粉，以防傳力桿瀝青間相互粘結。脹縫處的傳力桿，尚應在涂瀝青一端加套筒，內留空隙，填以泡沫塑料、紗頭等。套筒端應在相鄰板中交錯布置。 板厚（mm）直徑（mm）最小長度（mm）最大間距（mm）210250254503002603003050030031035032500350360400355003504104503855040046050040600400傳力桿尺寸及間距 接縫材料(1) 脹縫板脹縫板應采選用能適應混凝土板的膨脹和收縮、施工時不變形、耐久性良好的材料。可采用的材料有聚乙烯泡沫塑料板、泡沫橡膠板、泡沫樹脂板等。 (2)填縫料要求：與混凝土表面

24、粘結牢固、回彈性好、能適應混凝土板的脹縮、不溶于水、不透水、高溫時不溢出、低溫時不脆裂的耐久性材料。宜用：硅酮類、聚硫類、聚（氨）脂類或復合改性的橡膠瀝青灌縫膠等優質灌縫材料；不宜使用膠泥類、常規熱瀝青、瀝青瑪蹄脂和氯丁橡膠等材料，不得使用接縫板和預制嵌縫條。設有倒角的接縫以及刻槽道面與槽相垂直的接縫，其填縫料表面宜低于道面表面68mm，其余接縫的填縫料表面宜低于道面表面25mm。 內容內容一、道面結構層組合設計一、道面結構層組合設計二、普通混凝土板厚計算二、普通混凝土板厚計算 三、分塊設計三、分塊設計 四、接縫設計四、接縫設計五、水泥混凝土加鋪層設計五、水泥混凝土加鋪層設計 六、其他設計方法

25、簡介及進展六、其他設計方法簡介及進展 為什么加鋪？1、承載力不足；2、道面表面性能下降。 可能遇到的加鋪情況？“原水泥混凝土道面加鋪水泥混凝土面層”“原瀝青混凝土道面加鋪水泥混凝土面層”“原水泥混凝土道面加鋪瀝青混凝土面層”“原瀝青混凝土道面加鋪瀝青混凝土面層” 將原瀝青混凝土道面看做基層或墊層，按照新建水泥混凝土道面的方法進行設計，但設計中采用的基頂反應模量不得超過136mn/m3。 隔離式加鋪層 部分結合式或直接式加鋪層結合式或整體式加鋪層？根據舊道面的狀況等級確定！當舊混凝土道面的狀況等級為良、中、差級，或接縫布置、道面坡度與加鋪層不一致時，應采用隔離層加鋪層（在原水泥混凝土道面上鋪設油

26、氈、瀝青砂或瀝青混凝土等穩定性好的整平層（分離層）后再鋪混凝土加鋪層，使新舊面層完全隔開 ）。當舊混凝土道面的狀況等級為優，且加鋪層的接縫布置均與舊道面一致時，可采用部分結合式加鋪層（舊混凝土道面板清理后直接在上面鋪設混凝土加鋪層，而不采取粘接措施 ） 。結合式加鋪層對原道面的結構狀況要求最高，結合材料和施工工藝均難以達到要求，根據以往經驗，不宜采用結合式加鋪層結構形式。 流程圖流程圖道面調查道面狀況等級pci確定（道面評價）加鋪形式的確定（部分結合式、隔離式），道面處理依據加鋪層混凝土強度等級，按照新道面計算道面板厚度hf加鋪的厚度部分結合式隔離式加鋪的厚度4 . 14 . 14 . 1ef

27、chchh22cfehhc h22fcfebhhhchh1.41.41.4fcfebhhhchh新、舊混凝土彎拉強度差值:0.7mpa0.7mpa時0.7mpa0.7mpa時某支線機場擁有一條舊跑道，長2500m，寬45m，跑道兩端各有長400m的水泥混凝土道面厚度0.20m，中間1700m長的道面厚度為0.18m。道面結構層次從上到下依次為：1820cm厚抗折強度為4.5mpa的水泥混凝土面層、2cm后的碎石找平層、20cm厚的手擺塊石基層。該跑道已經達到設計壽命，道面狀況指數pci為60，擬進行水泥混凝土加鋪，設計道面使用壽命為30年。使用該道面的機型為b737-300，設計最大起飛重量539.0kn、最大著陸重量507.09kn。經交通量預估，設計年限內平均每天飛機航班為5.5架次。采用的加鋪層混凝土設計彎拉強度fcm=5.0mpa，混凝土彎拉彈性模量ec=3.6104mpa，混凝土泊松比vc=0.15。經測試，現有跑道基層頂面反應模量為69mn/m3。跑道通行寬度t取11.4m。求：需要加鋪的水泥混凝土厚度。練習練習內容內容一、道面結構層組合設計一、道面結構層組合設計二、普通