Návrh betonových přistávacích ploch pro letadla

Abstract

Tato bakalářská práce se věnuje návrhu betonových přistávacích ploch pro letadla s využitím metodiky americké Federální letecké správy (FAA). Teoretická část práce popisuje základní principy dimenzování letištních konstrukcí, přenosu zatížení z podvozku letadel, typologii konstrukčních vrstev a fyzikálně-mechanické vlastnosti betonu. Součástí je i vysvětlení metod navrhování podle únavy, návrhové životnosti a zatřídění konstrukce pomocí hodnoty PCR (Pavement Classification Rating). Výpočetní část je založena na aplikaci softwaru FAARFIELD, který umožňuje navrhnout tuhý (betonový) povrch dle požadavků FAA. Nejprve byl vytvořen modelový návrh betonové ranveje na základě zvoleného zatížení a typických konstrukčních parametrů. Následně byl model doplněn o návrh konstrukce podle skutečných provozních dat z Letiště Václava Havla Praha (přistávací dráha RWY 06/24), kde byly použity reálné vrstvy a provozní záznamy. Výsledky byly interpretovány pomocí grafů únavového poškození a klasifikačních výstupů PCR. V závěru práce byla provedena citlivostní analýza osmi klíčových vstupních parametrů, mezi které patřila např. změna intenzity provozu, kvality podloží, pevnosti betonu či návrhové životnosti. Pro každý scénář byly sledovány výsledné hodnoty tloušťky betonové desky a PCR. Výsledky ukázaly, že návrh je nejcitlivější na změnu ohybové pevnosti betonu, zatímco jiné faktory (např. růst provozu nebo ztenčení podkladní vrstvy) měly výrazně menší vliv. Práce poskytuje ucelený přehled o postupu návrhu betonových přistávacích ploch podle FAA, včetně numerického modelování, interpretace výstupů a doporučení pro technickou praxi.

This bachelor thesis focuses on the structural design of concrete aircraft landing pavements using the methodology of the U.S. Federal Aviation Administration (FAA). The theoretical part of the thesis describes fundamental principles of airfield pavement dimensioning, load transfer from aircraft gear assemblies, the composition and function of pavement layers, and the mechanical behavior of concrete. It also includes an explanation of fatigue-based design approaches, design life considerations, and pavement classification using the Pavement Classification Rating (PCR). The computational part of the thesis is based on the use of FAARFIELD software, which enables the design of rigid (concrete) airport pavements in accordance with FAA standards. Initially, a model runway pavement was designed using a selected aircraft traffic mix and typical structural assumptions. This was followed by a site-specific design using actual operational data from Václav Havel Airport Prague (runway RWY 06/24), including its real construction layers and recorded aircraft movements. The outputs were analyzed through fatigue damage graphs and PCR classification values. Finally, a sensitivity analysis of eight key input parameters was conducted, including variations in traffic volume, subgrade stiffness, concrete strength, and design life. For each scenario, the resulting PCC slab thickness and PCR were evaluated. The results showed that the design is most sensitive to changes in concrete flexural strength, while other parameters such as traffic growth or subbase thickness had significantly less influence. The thesis provides a comprehensive overview of the FAA-based design process for concrete landing pavements, including theoretical background, practical modeling, interpretation of results, and engineering recommendations.