（一社）建設コンサルタンツ協会近畿支部
第56回（令和5年度）研究発表会 論集

コ - 35 ポスター発表概要

回転翼機（ヘリコプター）の駐機場におけるコンクリート版厚の検討
株式会社 吹上技研コンサルタント ○ 赤株式会社 吹上技研コンサルタント

１．まえがき１-１. 業務の目的と概要
本件では、航空機のうち回転翼機（ヘリコプター）の格納庫新設に伴い、駐機場の舗装構造の検討を実施したものである。一般的に滑走路や駐機場における舗装の計画では、舗装区分と設計対象機体の諸元などから検討する。しかしながら、設計方法が明確化されている機体は固定翼機であり、回転翼機が対象となる本件では、通常の検討方法で構井八起

石 川 友 里 絵

力が作用するため、舗装に及ぼす影響は減少する。
2)誘導路、駐機場、滑走路末端部においても、舗装縁に荷重が作用する場合はほとんどない。
3)1 脚あたりの荷重が大きく、タイヤ圧が高い。
4)航空機の排気熱および燃料漏れに対する処置が必要である。
また、舗装版に作用する代表的な荷重位置は、次のケースが考えられる。

版縁部

目地造を決め難い状況にあった。そこで、本件においては対象機体の設計条件を定量的に評価し、当地固有の舗装設計を行った。
固定翼機(参考)回転翼機

前輪① 舗装版中央部（中央部載荷）
② 目地
③ 隅角部
④ 版縁隅角部⑤ 版縁部⑤

しかし、飛行場の特性により、

④主脚

①
③

版縁部および版縁隅角部に載荷
主脚

図 2 荷重位置されるケース（④⑤）は、極めて尾輪②稀である。また、飛行場の舗装においてはすべての目地に適切な荷重伝達装置を考慮しているため、②や③への着目も省略できると考えられ、一般的に荷重応力の算定には『①図 1 設計対象機体中央部載荷』を対象に式(1)で算定するのが妥当と判断した。
しかしながら、式(1)により設計方針が明確化されている

１-２.当該駐機場における検討課題
駐機場の舗装構造は、アスファルト舗装とコンクリートのは、固定翼機のみであることから、本件においては、設舗装に大別される。通常の舗装であれば、単位コストが安計対象機体の諸元や荷重条件が固定翼機(2 脚 3 車輪型)相価で工期短縮が図れるアスファルト舗装の採用が有力視さ当であると設定し、応力計算を行った。

れる。しかし、回転翼機の駐機場を対象とした本件では、[Westergaard 式（中央部載荷公式）]

耐久性・耐熱性・耐油性および耐わだち掘れ性が高く、維持管理性に優れるコンクリート舗装の採用が妥当となる。
コンクリート版厚は、一般的に Westergaard 式（中央部載荷公式）１）により算出する。しかしながら、上式で応力𝐾計算時に使用する荷重等は、固定翼機を対象としており、回転翼機の荷重条件や車輪配置などが考慮できない。この𝑆ため、如何に版厚の設計を実施し、その妥当性を検証するかが課題となった。

２．コンクリート版厚の検討
２-１.コンクリート版厚の算定
飛行場舗装における構造上の特性として、主に以下の事項が挙げられる。
1)滑走路において、航空機荷重が舗装縁に作用する可能性は低い。また、滑走路中間部において、航空機に浮

3 1 𝜇 𝑃
14𝜋ℎ𝜎 ,𝜎122.303 log
𝑎𝑎𝑏𝑏𝑎2𝑎𝑏𝑏𝑎𝜇 𝐾2𝑎𝑏𝑏𝑥𝑎0.1159
𝑥𝑎 𝑎 𝑏

1𝜇2𝑆𝑦𝑏 𝑎 𝑏𝑦𝑏

ここに、𝜎 , 𝜎 ：版底面(x、y)点に生ずる引張力(kg/cm²)
𝑃：タイヤ 1 個あたりの主脚荷重(kg)ℎ：コンクリート版厚(cm)𝜋：円周率𝜇：コンクリートのポアソン比
𝐾, 𝑆 ：タイヤ 1 個あたりの面積係数𝑎：楕円の長半径(cm)(x 方向)
𝑏：楕円の短半径(cm)(y 方向)
𝑙：剛比半径(cm)－ 263 －

1

（一社）建設コンサルタンツ協会近畿支部
第56回（令和5年度）研究発表会 論集

コ - 35 ポスター発表概要

２) ヘリポート用の舗装厚
国土交通省『空港土木施設設計要領（舗装設計編）』ヘ

P:楕円等分布荷重(kg)
主脚荷重

【横断】

リポート用舗装の構造設計 3）より、コンクリート版厚の設計検証を行う。

h:コンクリート版厚(cm)ヘリポート用舗装においては、設計航空機荷重区分と設

l:剛比半径(cm)

計反復作用回数より検討する。設計航空機荷重区分は最大離陸重量により決定し、本計画においては最重量の区分で【平面】

xa:楕円の長半径(cm)ある LA-4 となる。反復作用回数は、一般的にコンクリート
P:楕円等分布荷重(kg)
主脚荷重

舗装の設計供用期間が 20 年であることを念頭に、運用状
y況より 5,000 回/20 年として検討すると、必要なコンクリート版厚は 20cm 程度となった。

b:楕円の短半径(cm)

図 3 式(1)模式図

３) 大型給油車両に対する舗装厚
一般的に回転翼機は、固定翼機に比べて航空機重量が軽

計算結果より、版厚が 19.4cm 以上の場合、版内部の応力く、給油車など整備用車両の方が大きな版厚を与える場合が、安全率を考慮したコンクリートの設計曲げ強度を下回がある。本件による利用形態を鑑み、大型給油車両の交通ることが確認でき、本計画における版厚は 20cm と考え、次量が多い箇所として算出した。その結果、必要なコンクリのように妥当性を検証した。

ート版厚は 20cm となった。

２-２.妥当性の検証

４) 検証結果

式(1)によるコンクリート版厚の算出は、諸元や荷重条件

本件では、格納庫内の駐機場に至る回転翼機（ヘリコプを固定翼機と設定して計算を行っている。そこで、以下のター）に対するコンクリート舗装設計を行い、コンクリー

とおり他の手法においても版厚の算出を行い、妥当性の検ト版厚を 20cm とした。

証を行った。

これに対して、図表解報よる版厚や知着陸を対象としたヘリポート用の版厚、輸送用車両荷重による版厚をそれぞ

１) 影響図表

れ求めて確認した結果、何れも 20 ㎝以下であったことか複数の輪荷重による応力を算出する手法として pickett

ら、Westergaard 式（中央部載荷公式）に当該機体条件を当のコンクリート舗装影響図表 2）が挙げられる。影響図表は、てはめた本検討結果（版厚 20 ㎝）は一定の安全性があるも主脚の車輪配置を図表上に重ね合わせ、タイヤの接地面内のと判断した。に入るブロック数 N を数えることにより応力を算出する。
車輪配置を考慮し、版厚を 20cm として作図を行うと、図 4のとおりとなった。

３．あとがき本件においては、標準的な算出方法では構造が決定し難い回転翼機の舗装構造に対して、設計方法が明確化されている固定翼機相当であると設定し、Westergaard 式（中央部載荷公式）よりコンクリート版厚を算定した。また、設主脚の車輪配置定の妥当性の検証のため、他の手法においても版厚を算定し、検証を行った。
その結果、いずれの場合においても版厚は 20cm が適切であるという結果が得られたことから、本件における回転翼機の設計条件の定量化は妥当であると考え、コンクリート版厚は 20cm とした。

参考文献
1)Westergaard,H.M.: Stresses in Concrete Pavements
Computed
車輪配置内のブロック数：N=235.5 個

図 4 影響図表

TheoreticalAnalyses,

2)Pickett,G. and Ray,G.K.: Influence

図 4 よりタイヤの接地面内のブロック数は N=235.5 個である。これにより計算した結果、発生する応力が安全率を考慮したコンクリートの設計曲げ強度を下回ることから、版厚 20cm で問題ないと考えられる。

byPublic

Roads,Vol.7,No.2,1926.
ConcretePavements,

Charts forTransactionof

ASCE,Vol.116,1951.
3)国土交通省航空局：空港土木施設設計要領（舗装設計編）（令和 5 年 4 月一部改定），2023.

－ 264 －