机场道面设计计算书

.PAGE.机场道面设计计算书__张禹__061421__交通工程指导张伟刚第一部分原始资料详细资料:气温：根据国家统计局统计,XX省XX市绝对最高气温24.1度,绝对最低气温为-22.8度,低气温天气持续时间长,冻深可达1.6米,故受冰冻影响较大。降水量：年最大降水量489.9毫米月最大降水量126.7毫米年相对湿度0.55土壤地质情况：地处东北中部山前平原重冻区,山区多为花岗岩,机场附近地势平缓,山石为石灰石,石质坚硬。平原地区,地表土壤覆盖厚度15-30厘米,下层为砂砾岩,在下层为鹅卵石。地下水位稳定,稳定水位一般在15米左右。建材情况：砂：该地区有河流,所产砂含泥量大,不和要求。石：石料丰富,多为花岗岩和石灰岩,强度高,品质好,可作为基石料,还有大量鹅卵石可作为砼料。石灰：该地区有石灰厂,产量高,品质好。木材：此地树林资源丰富,有大量上好木材。设计使用飞机：B737-200任务：进行道面结构设计〔滑行道、跑道端部、跑道中部。进行分仓设计及接缝形式设计。要求提交的结果：道面结构设计计算书〔极限弯矩法、极限应力法。飞行区平面图、结构层选择、分仓、接缝图。第二部分资料分析与设计说明根据所给土壤地质情况,对照我国公路自然划区图表,可把设计机场所在地区确定为Ⅱ2东北中部山前平原重冻区。查表7-4得土基回弹模量E01=160㎏/㎝3,μ0=0.35,查表3-4的土基顶面K0=7.0㎏/㎝3,再由图3-10得出修正后的K值为,K=8.0㎏/㎝3。该地区降水量少,地下水位低,石灰土和石料丰富,质量好。由于处于重冻区,土基表层为10㎝的沙粒垫层,往上一次是20㎝石灰稳定土,15㎝碎石基层,最上为砼面层,图示如下：砼抗弯拉强度Rw=45㎏/㎝3,E=350000㎏/㎝3,μ=0.16。砼强度标号为C35。道面分仓4m×5m。跑道和联络道分仓设计草图如下：道面板化为当量圆的半径。接缝方式：纵缝-企口缝,横缝-传力杆缝。如下图所示：设计飞机：B737-200特性参数由表2-3查的,B737-200双轮起落架,主起落架上最大荷载23.36吨,机轮配置如下图：动力系数,升力影响系数,工作条件系数〔m和匀质系数分别有表2-5和表7-1查出。列表如下：道面部位PdnmKy滑行道1.251.00.80.75跑道端部1.151.00.90.75跑道中部1.10.850.90.7七、水泥砼面层,考虑到夏季施工,可不设膨胀缝。结合相邻板面传递荷载能力设置传力杆缩缝。跑道长3900米,宽44米；滑行道长3900米,宽26米,跑道中缝与纵缝重合。八、由于最低气温-22.8度且维持时间长,有属于重冻区,要考虑冰冻影响,以下有两种方案：1、设置完善的排水设施,加强基层和道面的排水,是保证土基质量的重要环节。正确设计排水系统,并加强维护以保持通畅,使表面水和基础内的水得以迅速排出。这样,没有多余水存在,土基就不会过湿,也不会发生冻胀。2、换土：我国东北地区一些机场,为防止和减轻土基不均匀冻胀,采取换土的深度按冻深分为三种：冰冻深度在0.9米左右的地区,换土深度应达到冰冻线,即：式中h换土深度H当地冻深D道面面层和基层总厚度。B、冰冻深度在1.5米左右的地区,换土深度按冻深的70-80%考虑,即：该深度相当于总冻胀量的62-75%至于底层未换土部分的冻胀,根据以往翻修经验来看,由于冻深较深,对于道面的不均匀冻胀影响较小,如XX某机场,在翻修冻害道面时,换土深度达50-60厘米,另一机场则达80厘米,再加上道面〔基层和面层的厚度,相当于冻深的70-80%,看来效果很好。C、冻深深度超过2米以上的地区,换土深度一般只需换到二分之一的深度,即：此次设计的机场地处冻深达1.6米的地区,如用换土的方法则用公式B计算。九、道面分段进行厚度计算。每段荷载因素不同,飞机运动状态不同,对滑行道、跑道端部、跑道中部分别进行计算。十、水泥砼道面,采用刚性道面设计方法,设计内容包括：土基设计,基础设计,板厚设计,分仓设计和接缝构造设计。十一、依据当地土地和建筑材料情况,按技术经济指标综合考虑。采用石灰稳定土、砂砾垫层、碎石基层和水泥砼道面构成类型比较好,考虑的换土深度可在70-80厘米之间,这样设计受力比较合理。第三部分极限弯矩法计算面层厚度确定一个机轮上的计算荷载Pd。主滑行道：跑道端部：跑道中部计算轮印相当圆半径r、和直径d。主滑行道：跑道端部：跑道中部：初设道面板厚度h主滑行道：跑道端部：跑道中部：确定土基连同基础的形变模量E0值主滑行道：跑道端部：跑道中部：二轮起落架的机轮计算位置如下图：系数、、、、由相应的表查得：主滑行道：、跑道端部：、跑道中部：、将各个系数代入原式得：主滑行道：跑道端部：跑道中部：计算板的弹性特征系数主滑行道：跑道端部：跑道中部：判断板的类型：主滑行道：跑道端部：跑道中部：属无限大板。按上面的机轮位置图判断荷载距板边的折算距离是否满足要求：主滑行道：跑道端部：跑道中部：均满足的要求,可以按无限大板公式计算。7、确定板中心最大计算弯矩主滑行道：查表6-9查表6-20得同样可得：