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研究生:楊黃閔
研究生(外文):Huang-Min Yang
論文名稱:以FAARFIELD與KENLAYER進行柔性鋪面滑行道結構設計之比較研究分析
論文名稱(外文):Flexible Pavement Structure Design Analysis of Taxiway by Using FAARFIELD and KENLAYER
指導教授:陳世晃陳世晃引用關係
指導教授(外文):Shih-Huang Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:141
中文關鍵詞:機場滑行道鋪面厚度設計FAARFIELDKENLAYER
外文關鍵詞:Airport taxiwayPavement DesignFAARFIELDKENLAYER
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隨著各國交通流量及航機載重持續成長,對於跑道及滑行道是沉重的負擔,其中機場滑行道為停機坪移動至跑道之銜接路段,以及等待起飛時之臨時停等區,飛機將長時間停滯於滑行道,所承受之壓力不亞於跑道。本研究收集某國際機場之交通量及現有鋪面結構斷面等相關資料,採用FAA於2016年所發表AC 150/5320-6F咨詢通告之FAAFRFIELD軟體,對於新鋪或整建之滑行道採用柔性鋪面結構斷面之厚度設計,主要評估不同材料對於滑行道鋪面厚度設計結果。另採用同為多層彈性理論之KENLAYER軟體對於FAARFIELD柔性鋪面設計結果進行驗證,最終透過航機之荷重分析,找出適合機場滑行道鋪面之結構斷面材料。由研究顯示,若使用及水泥處理底層(Cement Treated Base, CTB)與瀝青處理底層(Bitumen Treated Base, BTB)作為滑行道柔性鋪面之底層材料時,較級配粒料底層(Crushed Aggregate Base Course, CAB)、再生混凝土底層(Recycled Concrete Aggregate Base Course, RCAB)與瀝青刨除料(Recycled Asphalt Pavement, RAP)適合於滑行道柔性鋪面厚度之設計;且當面層材料使用高黏度石膠泥瀝青混凝土(Stone Matrix Asphalt, SMA)或改質密級配瀝青混凝土(Polymer-Modified Asphalt, PMA)時,皆可完成滑行道柔性鋪面厚度設計,結果皆可在達到20年設計年限之前防止疲勞裂縫破壞之發生。透過上述兩個軟體之分析結果表示,採用與初始結構斷面相同之五層結構,其底層材料使用水泥處理底層或瀝青處理底層時,為最適合之滑行道柔性鋪面結構斷面。
As the traffic and aircraft load continuously grow year by year, runway and taxiway suffered heavy burden. Taxiway links between parking ramp and runway. It is a temporary parking area to wait before taking-off. Aircraft will stay on the taxiway for a long duration which the pressure it causes to the taxiway is no less than the runway. This study collects data of traffic volume and the pavement structure of one international airport. FAAFRFIELD software AC 150/5320-6F advisory circular which issued by the FAA in 2016, it is used for newly paved or rebuilt taxiways. The thickness design of the structural layers using different materials for the taxiway. In addition, the KENLAYER software, which is also using multilayer elastic analysis. It is used to verify the FAARFIELD results. As a result, according to the loading analysis of the aircraft, we can find optimal structural material for airport taxiway pavement. This studies show that Cement Treated Base(CTB) and Bitumen Treated Base(BTB) are used as base material. The Crushed Aggregate Base Course (CAB), Recycled Concrete Aggregate Base Course (RCAB) and Recycled Asphalt Pavement (RAP) are suitable for the thickness design of the flexible taxiway; and the high-viscosity Stone Matrix Asphalt(SMA) or Polymer-Modified Asphalt(PMA) will be choosed as surface material. Finally, the occurrence of fatigue cracks can be prevented before the 20 years design life. The above two software results indicate that the by using same five-layer structure cross-section as the original structure, CTB or BTB is most suitable for taxiway flexible pavement structure cross-section base.
摘要 I
Abstract III
誌謝 V
目錄 VII
圖目錄 XI
表目錄 XV
第一章、緒論 1
1-1  研究背景 1
1-2  研究動機及目的 2
1-3  研究範圍 3
1-4  研究流程 4
第二章、文獻回顧 7
2-1  回彈模數試驗 7
2-1-1 試驗簡介及流程 7
2-1-2 回彈模數溫度校估 10
2-2  機場滑行道幾何設計 13
2-2-1 滑行道分類 13
2-2-2 滑行道之規劃設計 14
2-3  機場鋪面厚度設計軟體 16
2-3-1 FAARFIELD歷史背景 16
2-3-2 FAARFIELD設計概念及功能 17
2-3-3 FAARFIELD設計範例 19
2-4  KENLAYER回算分析之驗證 21
2-4-1 KENLAYER軟體介紹 21
2-4-2 KENLAYER驗證範例 22
第三章、鋪面厚度設計法 23
3-1  滑行道鋪面厚度設計法 23
3-1-1 柔性滑行道鋪面 23
3-1-2 滑行道柔性鋪面結構設計理念 27
3-1-3 建立模擬結構斷面 30
3-2  FAARFIELD柔性鋪面厚度設計 35
3-3  軟體分析 36
3-3-1 FAARFIELD軟體分析 36
3-3-2  KENLAYER鋪面強度評估方法 44
第四章、建立鋪面參數資料 47
4-1  機場交通量計算 47
4-1-1 機場離場量預估 47
4-1-2 航機荷重資料 51
4-2  鋪面材料統整 61
4-2-1 鋪面位置 61
4-2-2 回彈模數 62
第五章、研究成果分析 75
5-1  滑行道柔性鋪面厚度設計結果 75
5-1-1 原始結構斷面 75
5-1-2 以底層完全取代基層 77
5-1-3 以不同材料取代所有面層 79
5-2  航機荷重分析 82
5-2-1 航機荷重分布 82
5-2-2 關鍵機型於KENLAYER軟體驗證 85
5-3  軟體分析與驗證 88
5-3-1 FAARFIELD軟體結果分析 88
5-3-2 KENLAYER軟體驗證與分析 89
第六章、結論與建議 97
6-1  結論 97
6-2  建議 98
參考文獻 99
附錄ㄧ 102
附錄二 116
中華民國交通部統計查詢網。
https://stat.motc.gov.tw/mocdb/stmain.jsp?sys=100
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Wikimedia Commons.
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