铺面工程学：安全系数法

混凝土的设计抗弯拉强度采用90 d的龄期。

PCA法可以采用两种方式进行：一种是安全系数法，另一种是疲劳分析方法。安全系数法是从设计期内使用该机场的飞机中选出几种起决定作用的飞机，依据其运行次数和道面的部位选用适当的安全系数，由设计弯拉强度除以安全系数，可得到相应的容许弯拉应力。对每一种所选飞机，查相应的设计曲线图，确定对应于容许弯拉应力时所需的面层厚度。比较各种主要飞机所需的面层厚度，选择最厚的一种作为混凝土面层的设计厚度。

设计规定的安全系数要求，按道面部位的不同分为两类：对于主要部位（跑道两端各300 m、滑行道、机坪），要求的安全系数为1.7～2.0；对于非主要部位（跑道中部、某些高速出口滑行道），要求的安全系数为1.4～1.7。对于有大量重型飞机运行的道面，安全系数采用上限；对于偶尔运行重型飞机的道面，安全系数采用下限。

【例11-1】现有主要供MD-82飞机运行、偶尔也可供B-747-SP飞机运行的机场，拟设计水泥混凝土道面。路基为砂质黏土，由承载板实验测定其反应模量为k=30 MN/m3；混凝土90 d设计抗弯拉强度为5.0 MPa。

【解】拟选用水泥稳定碎石作为基层，厚度为20 cm。按路基土的k=30 MN/m3和基层厚hb=20 cm，查图11-37可得基层顶面反应模量为kb=75 MN/m3。(www.xing528.com)

MD-82飞机在主要部位的安全系数取为2.0，非主要部位取为1.7。B-747-SP在主要的部位的安全系数取为1.7，非主要部位取为1.4。则混凝土的容许弯拉应力相应为2.5 MPa，2.94 MPa，2.94 MPa和3.57 MPa。

按MD-82和B-747-SP的主起落架最大起飞质量、容许弯拉应力和基层顶面反应模量，分别查图11-34和图11-35，可得到所需的面层厚度，列于表11-30中。根据这些厚度数据，可选用滑行道、机坪、跑道端各300 m范围内的混凝土面层厚度为34 cm，跑道中部的面层为30 cm。选用此厚度后，还应对设计期限内预期使用该机场的其他飞机进行验算，检查其应力是否超过容许值。

表11-30　混凝土面层厚度设计算例