机场道面排水性能评价方法_郑悦锋

A
30 .0
20 .0 10 .0
2 道面积水点评价
(1)目测法 :在雨后通过目测 , 确定积水点的坐 标 、水深和面积 .其中后两者受降雨量影响 .
(2)高程法 :通过高程测量 , 绘制道面三维图 , 确定积水点的坐标以及可能的最大水深和面积 .
高程法虽然具有形象 、准确的优点 , 但是需要以 密集的高程测点为代价来保证精度 ;而目测法则具 有快速 、易于操作的优点 , 因此推荐采用后者 .
= b2 -a(a b
+c)
(5)
当 HB <HD 时(图 2b), 将上述公式中的 a 和 b 互换 , 即为该条件下的最长径流路径计算式 .
3 .3 汇流历时计算
汇流历时 t 是指降水从汇流区内最远点流达指
定出口所需的时间 , 由坡面汇流历ຫໍສະໝຸດ Baidu t 1 和沟管汇流 历时 t 2 组成 .汇流 历时作为评价 模型重要 参数之
表 4 滑行道坡度标准
Tab .4 Cirterion of taxiway slope
‰
项目 纵坡 横坡
最大
最大 最小
F
15 .0
15 .0 10 .0
飞行区等级指标 Ⅱ
E
D
C
B
15 .0 15 .0 15 .0 30 .0
15 .0 15 .0 15 .0 20 .0 10 .0 10 .0 10 .0 10 .0
飞行 区场内雨水排 水设施的暴雨 重现期见表
5[ 2] .上述各参数取值可以参照公路排水设计规范[ 3] . (2)计算坡面汇流历时 t 1
坡面径流厚度从 A 点到 H 点沿程逐渐增大 , H
点处水深为 h(图 4), 假设径流面为平面 , 则距 A 点
l 处的水深为
h′= lh/ L 1
‰
项目
有效坡度1) 两端各长 1/ 4 部分 其他部分
4 10 .0
8 .0 12 .5
飞行区等级指标Ⅰ
3
2
10 .0
20.0
8 .0
20.0
15 .0
20.0
1 20 .0 20 .0 20 .0
1)系跑道中线上最高点和最低点标高之差除以跑道长度 . 表 3 跑道横坡坡度标准
Tab .3 Cirterion of runway crossing-gradient ‰
3 道面集水沟(井)泄水能力评价
3 .1 评价流程 道面集水沟(井)泄水能力评价的流程见图 1 .
对于一般集水明沟 , 只需验算其出水口的泄水能力 , 而盖板明沟则需同时验算出水口的泄水能力和盖板 格栅的过水能力 ;集水井只需验算其盖板格栅的过 水能力 .
图 1 集水沟(井)泄水能力评价流程图 Fig.1 Flowchart of discharge capacity evaluation of ditch
速衰变 , 缩短其使用寿命 .另一方面 , 飞机高速滑行 区域的道面积水可能导致飞机的飘滑 , 严重影响运 营安全 .因此 , 为了快速排除地表水 , 机场道面布设 了以纵 、横坡和集水沟(井)为主体的排水系统 .
但是在运营期间 , 道面的纵 、横坡度和 集水沟 (井)的泄水能力都将发生变化 .因此 , 需要适时 、准
一 , 需要通过试算迭代求得 .其流程见图 3 .
图 2 汇流区立面图 Fig.2 Three-dimensional schematic of conflux area
求解三角形得
i=
i
2 1
+i
2 2
+2
i
2 1
i
2 2
1
-
i
2 1
i
2 2
(2)
坡面径流方向垂直于等高 线 , 即与直 线 AG 平行 ,
1 道面纵 、横坡评价
1 .1 评价指标与方法 (1)评价指标 :纵 、横坡度 . (2)评价方法 :通过高程测量获得各测点的高
程 , 结合设计资料和飞行区技术标准 , 判断道面纵 、 横坡是否符合要求 , 并分析是否存在排水反坡 .测点 间距见表 1 .
表 1 高程测点间距 Tab.1 Space of leveling
收稿日期 :2003 -07 -23
基金项目 :上海市曙光计划资助项目(01SG 20) 作者简介 :郑悦锋(1976 -), 男, 浙江温州人 , 工学博士 .E-mail :zyf7604 @263 .net
第 10 期
郑悦锋 , 等 :机场道面排水性能评价方法
139 5
确地对道面排水性能进行评价 , 为选择相应的维护 对策提供理论依据 , 以保障道面排水系统的正常功 能 .但是 , 当前我国民用机场水泥混凝土和沥青混凝 土道面设计规范均未能提供系统的道面排水设计 、 评价方法 , 而且国内外的民用机场道面评价管理模 型中也忽视了道面排水模型对于机场道面的运营管 理的重要意义 .本文通过水文 、水力分析 , 结合相关 技术标准 , 建立了机场道面排水评价模型 , 提出评价 流程 , 并给出相应的评价标准 , 为机场道面运营管理 提供了相关的理论基础和技术支持 .评价内容包括 3 个方 面 :① 道 面纵 、横坡 ;② 积水点 ;③ 集水 沟 (井)泄水能力 .
第 32 卷第 10 期 2004 年 10 月
同 济 大 学 学 报(自 然 科 学 版) JOURNAL OF T ONGJI UNIVERSIT Y(NAT URAL SC IENC E)
V ol .32 N o.10 O ct .2004
机场道面排水性能评价方法
郑悦锋1 , 2 , 凌建明1 , 袁 捷1 , 王 伟3
项目
最大坡度 最小坡度
F 15 .0 10 .0
E 15 .0
8 .0
飞行区等级指标 Ⅱ
D 15 .0
8 .0
C 15 .0
8 .0
B 20 .0 10 .0
A 20 .0 10 .0
(2)对停机坪的要求[ 1] :① 表面不发生积水 ,
在符合排水要求的条件下尽可能平坦 ;② 机位部分 的坡度不大于 1 %.
(1 .同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室 , 上海 200092 ;2 .上海机场(集团)有限公司 , 上海 201206 ;3 .上海浦东工程建设管理有限公司 , 上海 201203)
摘要 :机场道面排水性能评价涉及道面纵 、横坡评价 , 积水点评价 和集水沟(井)泄水 能力评价 等内容 , 是道面维 护 管理 的重要依据之一 .通过机场道面区的水文 、水力分析 , 结 合现有 相关技术 标准 , 建立 了机场道 面排水 性能评 价 模型 .该模型包括道面各项排水性能评价的方法 、参数 、标 准 , 以及相应的评价流程 .
关键词 :机场道面 ;排水性能 ;评价 中图分类号 :V 351.11 ;U 416.216 文献标识码 :A 文 章编号 :0253 -374X(2004)10-1394 -05
A Method for Drainage Evaluat ion of Airport Pavement
Z HENG Y ue-f eng1, 2 , L IN G J ian-ming1 , Y U AN Jie1 , WAN G Wei 3
(1 .Key Laboratory of Road and T raffic Engineering of the M inistry of Education , Tongji University , Shanghai 200092 , China;2 .Sh anghai Airport Authority, Sh anghai 201206, China ; 3 .Shanghai Pudong Project Development Co .Ltd., Shanghai 201203 , China)
Abst ract :Drainage evaluation of airport is one of the important approaches to make maintenance and rehabilit ation alternatives .Most of t he existing airport pavement management system could not be used to evaluate the drainage characteristic of airpo rt pavements because of the absence of the drainage evaluation model .Based on the hy drological and hydraulic analy sis of airfield and the implement ary st andards of airport design , a model for drainage evaluation of airport pavement w as established w hich includes pavement slope evaluation , plash evaluation , and discharge capacity calculation of ditch .T he procedure , parameters , and t hei r critical values of the evaluation model w ere provided in this paper . Key words :airport pavement ;drainage ;evaluation
(1)假定汇流历时 t′, 计算净雨强度 IR .净雨 强度 , 即为降雨强度扣除植被截留 、下渗等影响后的
有效强度 .其计算式如下 :
I R =16 .67 Χcp ctq5, 10
(6)
式中 :Χ为径流系数 ;cp 为重现期转换系数 ;ct 为降 雨历时转换系数 ;q5 , 10为 5 年重现期和 10 min 降雨 历时的标准降雨强度 .
道面类型 测点间距/ m
水泥混凝土道面 5 或 10
沥青混凝土道面 20 ～ 30
1 .2 评价标准
(1)由于机场道面不同区域具有不同的平面特
征及功能 , 因此各纵 、横坡的评价标准也不同 .具体 标准如表 2 , 3 和 4 所列[ 1] .
表 2 跑道纵坡坡度标准
Tab .2 Criterion of runway gradient
高一点与之交于 BE(或 DE), 从 A 点作 AG 垂直于
BE(或 DE), 则汇流区的复合坡度为
i = L AO/ L OG
(1)
LAH
=b a
a2
+b2 , L HC
= a(a
+c)-b2 (4) a
(2)AH 交于 DC , 即 a(a +c)<b2 时
LAH
= a +c b
a2
+b2 , L HC
则最长径流路径为
L = L AH +L HC
(3)
当 B 点高程 HB 大于 D 点高程 HD 时(图 2a), 通过求解三角形可得 L AH和 LHC 的计算式 .
(1)AH 交于 BC , 即 a(a +c)≥b2 时
图 3 汇流历时计算流程图 Fig.3 Flow chart of conflux duration calculation
流路径 L .
其中 , 汇流面积在汇流区域确定后可求得 , 径流
系数和粗糙度则可以通过查表获得 .因此 , 这里主要
讨论最长径流路径和复合坡度的求解 .
跑道 、平滑道和停机坪的汇流区域主要是矩形 ,
或可以分解为矩形如图 2 所示 , 矩形 ABCD 为汇流
区 , BC 为积水沟 , 水平面 xOy 过 B 和 D 两点中较
3 .2 汇流区域及其参数确定 道面排水性能评价针对的是某一具体的汇流区
域 , 因此 , 首先需要根据 道面高程资料 划分汇流区
1 3 9 6
同 济 大 学 学 报(自 然 科 学 版)
第 32 卷
域 .评价中涉及的汇流区域特征参数包括 :① 汇流
面积 、径流系数和粗糙度 ;② 复合坡度 i ;③ 最长径
在危害机场道面使用性能和运营安全的诸多因 素中 , 水是主要原因之一 .机场道面的典型病害 , 如 唧泥 、错台 、板底脱空 、断板以及沥青道面的松散 、剥 落 、龟裂等 , 都不同程度地与地表水(或其下渗水)的 作用有关 .水体的侵蚀会降低道面结构的强度和稳 定性 , 加剧道面结构的损坏 , 导致道面使用性能的快