民用机场道面结构设计

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1 民用机场水泥混凝土道面设计


1.1 设计参数

1.1.1 设计荷载
　　在预计使用的飞机中，应该对道面混凝土扳厚度要求最大的飞机作为涉及飞机。
1.1.2 水泥混凝土设计强度
道面水泥混凝土的设计强度，应采用90d弯拉强度，其值可按28d弯拉强度的1.1倍计。
　　飞机区指标II为A、B的机场，其道面混凝土设计弯拉强度不得低于4.5MPa；飞机区指标II为C、D、E的机场，其混凝土弯拉强度不得低于5.0MPa。

1.2 结构层组合设计

1.2.1 混凝土道面的土基必须密实、稳定和均匀。
　　　 土基应处于干燥或中湿状态。过湿状态的土基必须进行处理。
1.2.2 土基压实
　　　 土基必须具有足够的压实度。道面下土的压实度不得小于表1.2.2的规定。

　　　 土基压实度标准 表1.2.2






　　注：1.表中压实度系按《公路土工试验规程》中重型击实试验法求得的最大干密度的百分数。
　　　　2.在多雨潮湿地区或当土基为高液限粘土时，根据现场实际情况表内压实度可适当降低1%"3%。
　　　　3.特殊土质的土基，应根据土基处理要求，通过现场实验分析确定压实标准。
　　　　4.对于高填方地区，除了满足土基压实要求外，还应满足沉降控制要求。
1.2.3 特殊土基
　　　对于稳定的溶洞、溶蚀裂隙或土洞，应根据其埋深、大小及水文地质条件，采用爆破回填等方法处理。对岩溶水应采用疏导措施。
道面建于湿陷性黄土、软弱土、盐渍土、膨胀土等特殊土质地区时，对土基的处理，应进行专门试验，确定既符合技术要求又经济合理的方案。
1.2.4 垫层
　　1 在水温或土质状况不良地区，应在土基与基层之间设置垫层。垫层应具有一定的强度和较好的水稳定性，在冰冻地区，尚应具有较好的抗冻性。
　　2 防冻层厚度
　　在季节性冰冻地区，道面结构总厚度应不小于1.2.4所规定的最小防冻层厚度。当混凝土板与基层厚度相加小于该表内数值时，应通过设置垫层予以补足。
　　　最小防冻层厚度（cm） 表1.2.4






　　注：1.冻深大或挖方及地下水位高的地段，或基、垫层为隔温性能稍差的材料，应采用高值；冻深小或填方地段，或基、垫层为隔温性能良好的材料可采用底值。
　　　　2.在冰冻地区的潮湿地段，不宜采用石灰土做基（垫）层。
　　　　3.冻深小于50cm的地区，一般不设防冻层。

1.2.5 基层
　　1. 基层必须具有足够的刚度和稳定性。
　　2. 基层厚度不得小于15cm。
　　3. 基层的周边应比混凝土板的边缘宽出50cm。
　　4. 基层压实
　　　 基层必须具有足够的压实度。基层的压实度不得小于表1.2.5-1中规定值。
　　　 基层压实标准 表1.2.5-1






　　注：表中压实度系按《公路土工试验规程》中重型击试验法求得最大干密度的百分数。
　　5 基层顶面反应模量kj，不得小于表1.2.5-2的规定值。

　　基层顶面反应模量最低值 表1.2.5-2






1.3 道面分块设计

1.3 道面分块设计
1.3.1 分块接缝不得错缝，再道面交接、交叉处出现错缝时，应采用胀缝或平缝隔开。
1.3.2 跑道中心线以及双面坡滑行道的脊线应与纵缝相重合。
1.3.3 板的平面尺寸应根据当地气温、板厚、所采用的集料和施工工艺确定。板长不得小于3m。

1.4 道面接缝设计和接缝材料

1.4.1 道面与房屋、排水结构、柔性道面等固定构造物相接处，应设置胀缝。上述位置以外的胀缝设置，应根据板厚、当地最高气温、施工温度、混凝土集料的膨胀型并结合道的经验确定。
1.4.2 浇筑混凝土道面中断时，必须设置横向施工缝，其位置应设在缩缝或胀缝处。
1.4.3 在道面交接、交叉的弯道处不设胀缝时，应设置交接平缩缝。
1.4.4 拉杆应采用螺纹钢筋并设置在板厚中央。传力杆应采用光圆钢筋并设置在板厚中央。
1.4.5 填缝料应选用与混凝土表面粘结牢固、回弹性好、能适应混凝土板的胀缩、不溶于水、不透水、高温是不溢出、低温时不脆裂的耐久性材料。

1.5 旧混凝土道面上加铺层设计

1.5.1 旧道面上加铺层设计前，应收集原有机场道面设计、施工、竣工及维护等有关资料，调查道面结构、土基及基层顶面反应模量、混凝土弯拉强度、板的接缝类型、道面坡度及平整度等。对旧混凝土板，应须逐块查看并记录损坏情况，分析损坏原因。
1.5.2 加铺层结构形式，采用部分结构式和隔离式两种，两种加铺形式，均应对旧道面进行处理。
1.5.3 当旧混凝土板的等级为中、差级，或接缝布置、道面坡度与加厚层不一致时，应采用隔离式加铺层。
1.5.4 加铺层的接缝构造，应符合接缝设计的有关规定。部分结合式加铺层的接缝，应与旧混凝土板的接缝对齐。




2 民用机场沥青混凝土道面设计


2.1 道面结构层组合与材料组成

2.1.1 道面结构层组合设计应进行多个方案的技术经济比较，选择最优方案。
2.1.2 气候分区
为区分不同地理区域气候条件对沥青混凝土道面性能的影响，确定合理的结构层组合及沥青材料，应结合机场所在地的气候分区进行考虑。
2.1.3 土基
　　1 基本要求
　　　1）土基必须密实、均匀、稳定，并足于承受飞机荷载几道面结构资中的作用。
　　　2）土基应处于干燥或中湿状态，同时应防止地面水、地下水渗入土基及冰冻对土基强度和稳定性的危害。
　　　3）土基的CBR值主要由土的类别、压实度及含水量决定。土基设计CBR值，应根据土质调查和CBR综合实验确定。
　　2 土基的压实
　　1）沥青混凝土道面下土基必须具有足够的压实度，土基压实度应符合表2.1.3的规定值。

　　土基压实要求 表2.1.3






　　注：1.表中压实度是按《公路土工实验规程》中重型击实法求得的最大于荣重的百分数。
　　　　2. 在特殊干旱地区、特殊超市地区及高液限粘土土基，根据现场实际情况表内压实度可适当降低1%"3%。
　　　　3. 特殊土质的土基，应根据土基处理要求，通过现场实验分析确定压实标准。
　　　　　　2）对于高填方地区，土基除满足压实度要求外，还应满足沉降控制要起。
　　　　4 对于道面下存在的不良土质（如软土、湿陷性黄土、膨胀土、盐渍土等）及不稳定岩溶、土洞等，土基应作专门设计。

2.1.4 垫层
　　1 垫层的设置
　　　除道面接构承载需要设置垫层外，土基处于下列情况时应设置垫层：
　　　○1地面水位高，排水不良，土基经常处于潮湿、过湿状态的地段；
　　　○2排水不良，有裂隙水、泉眼等水文地质不良的岩石挖方地段；
　　　○3季节性冰冻地区可能产生冻胀的中湿、潮湿地段；
　　　○4土基软弱地段。
　　2 垫层材料
　　　垫层材料修整得CBR值应不小于10%,其最大粒径上垫层应不大于50mm,下垫层应不大于压实层厚度的1/3。通过0.4mm筛子的部分，其塑性指数应在6以下。飞行区指标II为D、E、F时，上垫层的材料，其修整得CBR值应在20%以上。
　　3 垫层最小厚度
　　　垫层厚度对飞行区指标II为D、E、F的机场应不小于30cm；C类机场不小于20cm。
　　4 防冻厚度
　　在季节性冰冻地区有东胀可能的中湿、潮湿地段，道面结构层总厚度小于表2.1.4规定的最小厚度时，应由垫层予以补足。

　　道面防冻最小厚度（cm） 表2.1.4






　　注：1.土基干湿类型划分见MH5010规范3.3.2条。
　　　　2. 干燥地段，一般不宜产生冻胀，故表中未列防冻层厚度。过湿地段，一般不应对土基进行技术处理，故也未列防冻层厚度。
　　　　3. 冻深大或挖方及地下水位高的地段，或基、垫层隔温性差，应采用高值；冻深小或填方地段，或基、垫层隔温性较好，可采用地值。
　　　　4. 冻深小于50cm的地区，一般不设防冻层。
2.1.5 基层、地基层
　　　　1 基本要求
　　　　基层、底基层的各种材料强度应符合表2.1.5-1规定。对于班港性基层、底基层应注意采用防反射裂缝的措施。
　　　　基层、底基层材料技术要求和当量系数 表2.1.5-1






　　注：石灰采用袋装磨细生石灰（二级以上）。
　　　　2 基层、底基层的压实
　　　　　基层、底基层应具有足够的压实度，其压实度应符合表2.1.5-2中的规定值。
　　　　　基层、底基层材料的压实要求 表2.1.5-2






　　注：1.表中压实度是按《公路土工试验规程》中重型击实试验法求得的最大干容量的百分数。

2.1.6 沥青混凝土面层
　　1 压实要求
　　　沥青混凝土面层应具有足够的压实度，其压实度上、中面层不得下于98%，下面层不得小于97%。
　　2 抗滑要求
　　　沥青混凝土道面的表面摩擦系数及平均纹理深度应符合《民用机场飞行区技术标准》（MH5001）的有关要求。

2.2 设计参数

　　2.2.1 在机场道面设计年限内使用的飞机中，应采用对沥青混凝土道面结构厚度要求最大的飞机作为涉及飞机。
　　2.2.2 机场有多种飞机混合使用时，应将各种飞机的年运行次数换算成设计飞机的年运行架数。

2.3 道面结构分层设计

2.3.1 面层内各层最小厚度应符合表2.3.1的规定。
　　　 面层内各层最小厚度 表2.3.1






　　注：如道面刻槽，则上面层厚度在表列数值上加1cm。
2.3.2 半刚性基层最小层厚。
　　1 基层最小厚层应符合表2.3.2规定。
　　　基层最小厚度 表2.3.2






　　注：土基修正CBR值≤6%的场地，取表中括号值。
　　　　2 热拌沥青碎石用作基层的最小厚度为10cm。

2.4 沥青混凝土加铺层设计

2.4.1 一般规定
　　1 在进行道面加铺层设计之前必须对原道面使用状况进行调查和评定。
　　2 罩面设计和补强设计的判定：
　　　1）原道面的结构已损坏，且能够满足使用机型的承载力要求，而道面的表面状况需要改善，只需进行罩面设计。
　　　2）若原道面的结构已损坏，或者道面结构不能满足预计使用机型的承载力要求，不论其道面的表面状况如何，则必须进行补强设计。
2.4.2 罩面设计
　　1 在水泥混凝土道面上进行罩面，其罩面厚度应不小于7.5cm，但过渡段除外。
　　2 在沥青混凝土道面上进行罩面，厚度不应小于5cm。
2.4.3 水泥混凝土道面补强设计
　　1 对于原道面面层及基层的病害，应采取有效措施进行处理。
　　2 在水泥混凝土上加铺层沥青混凝土层的最小厚度应为15cm。
2.4.4 沥青混凝土道面补强设计
　　1 对于原道面面层及基层的病害，应采取有效措施进行处理。
　　2 补强沥青混凝土设计的最小厚度应为7.5cm。

2.5 沥青混凝土混合料设计

2.5.1 一般规定
　　1 沥青混凝土道面的上面层、中面层和下面层应采用热拌热铺沥青混合料。
　　2 在沥青混合料配合比目标设计阶段，通过集料级配设计和由马歇尔试验得到的密度、稳定度、流值、饱和度、空隙率确定沥青用量后，还必须对沥青混合料进行抗轮辙、水稳定性等性能的检验。
2.5.2 沥青材料
　　1 飞行区指标II为D、E、F机场的沥青混凝土道面采用机场道面是由李清，其技术标准应符合表2.5.2-1规定；对于飞行区指标II为C的机场，可采用重交通道路石油沥青，其技术要求应符合规范MH-5010附录L的规定。
　　机场道面石油沥青技术要求 表2.5.2-1






　　注：有条件时测定沥青60。C动力粘度（Pa..s）和135。C运动粘度（mm2/s）。
　　　　2 李清道面所采用的沥青标号，应根据机场所在的位置和气候条件，按照表2.5.2-2选用。
　　各气候分区选用的沥青标号 表2.5.2-2






2.5.3 粗集料
　　1 粗集料由岩石破碎加工而成，经加工的碎石应清洁、干燥，质量应符合表2.5.3的规定。
　　粗集料的技术要求 表2.5.3






　　2 粗集料的颗粒宜接近立方形，表面粗糙而富有棱角，其颗粒尺寸的规格应符合规范（MH5010）表7.3.2级配的规定要求。
　　3 如粗集料与沥青的粘附性不符合要求，应采取掺抗剥离措施，其剥落剂的种类、剂量须通过试验确定。
2.5.4 细集料
　　1 细集料可以采用石屑、机制砂和天然砂。细集料应清洁、干燥、石质坚硬、耐久，无杂质，其质量应符合表2.5.4的规定。
　　细集料的技术要求 表2.5.4






　　注：1.坚固性试验可根据需要进行；
　　　　2.砂当量实验有困难时，可只测定小于0.075mm颗粒含量（水洗法）及其塑性指数。
　　　　2 石屑、砂的颗粒尺寸的规格应符合级配要求。
　　　　3 酸性岩石和中性岩石轧制的石屑，不得用于道面的上面层；如料源困难而要求在中面层或下面层使用该石屑时，应在沥青中添加抗剥离剂，其剂量经验确定。
2.5.5 填料
　　　　1 填料应采用石灰石、白云石等碱性石料加工磨细的石粉。
　　　　2 从沥青混合料拌和机集尘装置中回收的粉尘，不得用作填料。
2.5.6 沥青混合料配合比设计
　　　　1 沥青混合料类型
　　　　　1）机场沥青混凝土混合料的类型又粗粒式、中粒式、细粒式三种，其代号和最大粒径按表2.5.6-1的规定确定。
　　　　沥青混合料类型 表2.5.6-1






　　　3)沥青道面不同混合料类型的组合应满足承重、抗轮辙、抗水损害以及抗滑等要求。
　　2 实验方法与标准
　　　1）沥青混合料配合比设计采用马歇尔试验方法。经过配合比设计的沥青混合应符合表2.5.6-3规定。
　　　沥青混合料马歇尔技术要求表 表2.5.6-3






　　注：1.粗粒式沥青混合料稳定不小于8000N。
　　　　2.细粒式沥青混合料空隙率为2%"6%。
　　　　　2）沥青混合料集料间隙率（VMA）应符合2.5.6-4规定。

　　沥青混合料集料间隙率（VMA） 表2.5.6-4






　　1）道面用沥青混合料宜采用密集配沥青混凝土混合料，其集料级配范围应根据沥青混合料结构类型按照表2.5.6-5的规定确定。
　　　 沥青混合料集料级配及沥青用量 表2.5.6-5






　　4 沥青混合料性能检验
　　　1）高温稳定性检验
　　　　 沥青混合料初步设计完成后进行抗轮辙试验，测定沥青混合料的动稳定度。在温度为60。C和轮压为0.7MPa的条件下，动稳定度应不大于1500次/mm。
　　　2)水稳定性检验
　　　　沥青混合料的残留稳定度除应满足表2.5.6要求外，在寒区冰冻持续时间较长的地区，宜对沥青混合料进行冻融循环前后间接抗拉强度比试验，其比值应不大于80%。

2.6 改性沥青混合料配合比设计

2.6.1 基质沥青
　　配制改性沥青所用的基质沥青，应采用机场道面石油沥青或重交通道路石油沥青。
2.6.2 改性沥青混合料性能检验
　　　 对于飞行区指标I为D、E、F的机场，改性沥青混合料动稳定度应大于2000次/mm；对于飞行区指标II为C的机场，动稳定度应大于1500次/mm；改性沥青混合料抗水性试验按规范（MH5010）7.6.5.2条规定。对于寒区，还应进行改性沥青混合料的低温弯曲试验。

2.7 李青玛蹄脂碎石混合料（SMA）设计

2.7.1 李青玛蹄脂碎石混合料所用的粗集料应质地坚硬，表面粗糙，富有棱角，颗粒呈立方形，质量符合表2.5.4的规定。沥青玛蹄脂碎石混合料的集料级配应符合规定得级配范围。
2.7.2 沥青玛蹄脂碎石混合料中应掺加纤维材料，提高材料的韧性和劲度。纤维应耐溶剂、耐酸碱、耐高温。
2.7.3 沥青玛蹄脂碎石混合料的沥青用量通过马歇尔试验确定，其技术指标按照表2.7.3的规定确定。

　　沥青玛蹄脂碎石混合混凝土技术要求 表2.7.3






　　注：计算试件的空隙率，当集料的吸水率小于1%，按集料的毛体积密度计算；当集料的吸水率大于1%时，按集料的毛体积密度与视密度的平均值计算。
                                    
                  
              
            
            
              
            
            
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