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19/04/2018 MOGI DAS CRUZES ESTRADAS E AEROPORTOS Profa. Dra. Ana Cristina Rodriguez DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO DE PISTA MOGI DAS CRUZES DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO DE PISTA DEFINIÇÃO: Determinar a sua ESPESSURA total e as espessuras de cada uma de suas camadas especificando quais MATERIAIS devem ser constituídas. CONCEITOS: • PAVIMENTO: Estrutura constituída de uma ou mais camadas de materiais preparados ou beneficiados. • FUNÇÕES : Distribuir as CARGAS do tráfego Fornecer condições de conforto e SEGURANÇA operacionais Resistir aos ESFORÇOS horizontais (desgaste). 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES MOGI DAS CRUZES TIPOS PAVIMENTO DE PISTA 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES TIPOS PAVIMENTO DE PISTA MOGI DAS CRUZES TIPOS DE TRENS DE POUSO 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES MECANICA DOS PAVIMENTOS MOGI DAS CRUZES MECANICA DOS PAVIMENTOS 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO DE PISTADe acordo com FAA (Federal Aviation Administration): AC 150/5320 – 6E, 30/set/09. “Advisory Circular - AC cancelou a AC anterior (150/5320 - 6D de 7/7/95), que utilizava no dimensionamento de pavimentos aeroportuários o conceito da AERONAVE DE PROJETO e o uso de ÁBACOS das aeronaves. A nova AC passou a adotar o programa FAARFIELD desenvolvido para a FAA que adota o conceito de DIMENSIONAMENTO por camadas ELÁSTICAS e leva em conta o efeito ACUMULATIVO de todas as aeronaves sobre o pavimento em estudo (CANCELADO o conceito da aeronave de projeto). MOGI DAS CRUZES TRÁFEGO DE AERONAVES INFORMAÇÃO DA ESTRUTURA DO PAVIMENTO PROJETADO 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES Programa FAARFIELD no item “Structure” ao final do DIMENSIONAMENTO do pavimento (Design Structure) TRÁFEGO DE AERONAVES MOGI DAS CRUZES 1. Volume de TRÁFEGO anual (decolagens) 2. Peso Máximo de DECOLAGEM 3. Configuração do TREM de pouso das aeronaves 4. Determinar a aeronave de PROJETO (maior espessura de pavimento) 5. Capacidade de suporte do SUBLEITO • Índice de SUPORTE Califórnia – CBR • Módulo de REAÇÃO do Subleito – K 6. Resistência à Flexão do CONCRETO • Módulo de RUPTURA do Concreto – MR 7. Determinar o Nº equivalente anual de decolagens para aeronave de projeto R1 – Nº equivalente anual de decolagens da Aeronave de projeto R2 – Nº anual de decolagens das Aeronaves expresso em trem de pouso da Aeronave de projeto. W1 – Carga da Roda da Aeronave projeto W2 – Carga da Roda das Aeronaves MÉTODO DO CORPO DE ENGENHEIROS AMERICANOS (USACE): AC (150/5320 - 6D DE 7/7/95) - CANCELADA Log R1 = Log R2 x (W2 / W1) 1/2 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES DETERMINAÇÃO DA EQUIVALÊNCIA DE PARTIDAS ANUAIS PARA A AERONAVE DE PROJETO Fatores de conversão para configuração de trem de pouso da aeronave de projeto (FAA) MOGI DAS CRUZES EXERCICIO DE AERONAVES 01 - Projetar um pavimento de um aeroporto para a seguinte previsão de tráfego: SOLUÇÃO: 1. Foi determinada a espessura do pavimento para cada aeronave da previsão, pelas curvas de projeto e chegou-se à conclusão que o 727 – 200 requer a maior espessura do pavimento. 2. 727 – 200 : Trem de pouso de roda dupla. Todas as outras aeronaves da previsão deverão ser grupadas em termos de configuração de roda dupla. 3. Assim as frequências serão transformadas, aplicando-se os coeficientes, para um só tipo de trem de pouso. 4. Chegamos aos valores da tabela seguinte. 5. Assim, o pavimento será projetado para 16000 partidas anuais de uma aeronave de roda dupla com 190500 lbs de peso. No entanto, o projeto deve servir para a aeronave mais pesada, dentre as que fazem parte do tráfego, no que diz respeito à profundidade de compactação, a espessura do revestimento, à drenagem, etc. 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES RESOLUÇÃO: EXERCICIO DE PAVIMENTO 01 - Projetar um pavimento de um aeroporto para a seguinte previsão de tráfego: SOLUÇÃO: 1. Foi determinada a espessura do pavimento para cada aeronave da previsão, pelas curvas de projeto e chegou-se à conclusão que o 727 – 200 requer a maior espessura do pavimento. 2. 727 – 200 : Trem de pouso de roda dupla. Todas as outras aeronaves da previsão deverão ser grupadas em termos de configuração de roda dupla. 3. Assim as frequências serão transformadas, aplicando-se os coeficientes, para um só tipo de trem de pouso. 4. Chegamos aos valores da tabela seguinte. 5. Assim, o pavimento será projetado para 16000 partidas anuais de uma aeronave de roda dupla com 190500 lbs de peso. No entanto, o projeto deve servir para a aeronave mais pesada, dentre as que fazem parte do tráfego, no que diz respeito à profundidade de compactação, a espessura do revestimento, à drenagem, etc. Log R1 = Log R2 x (W2 / W1) 1/2 R2 R1W1W2 MOGI DAS CRUZES PROJETO E SEÇÃO TIPICAS PARA PAVIMENTOS DE PISTAS 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES PROJETO E SEÇÃO TIPICAS PARA PAVIMENTOS DE PISTAS MOGI DAS CRUZES PROJETO E SEÇÃO TIPICAS PARA PAVIMENTOS DE PISTAS 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES DIMENSIONAMENTO E PAVIMENTO FLEXIVEL NORMA DE SISTEMA DO MINISTÉRIO DA AERONÁUTICA - NSMA CAMADAS NSMA 85-2 NSMA 85-2 NSMA 85-2 NSMA 85-2 MOGI DAS CRUZES DADOS A SEREM CONSIDERADOS NO PROJETO a) Valor do CBR do subleito b) Valor do CBR da sub-base c) Peso bruto da aeronave de projeto d) Frequência anual de decolagens • As curvas indicam a ESPESSURA total do pavimento necessária e a ESPESSURA do revestimento (asphalt surfaces). • Quando as partidas ANUAIS que excedem 25.000 a espessura total do PAVIMENTO deve ser aumentado de acordo com ESPESSURA MINIMA e a superfície betuminosa de 1 polegada. • As curvas são usadas para determinar a espessura total do pavimento crítico T, e as exigências para a espessura da camada de superfície. • O fator 0,9T para o pavimento não crítico se aplica à base e à sub-base; a espessura da camada de revestimento deve ser aquela apresentada nas curvas de projeto. • A espessura MÍNIMA do total de pavimento não deve ser menor do que a espessura total do pavimento requerido para um subleito de CBR 20 na curva de projeto apropriada. 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES ESPESSURA MÍNIMA DA CAMADA DE BASE PARA O TIPO DE AERONAVE E INTERVALO DE CARGA DE PROJETO. MOGI DAS CRUZES DISTRIBUIÇÃO DE PESO PARA ALGUMAS AERONAVES PBO = PESO BÁSICO OPERACIONAL PMD = PESO MÁXIMO DE DECOLAGEM 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES ESPESSURA MÍNIMA DA CAMADA DE BASE PARA O TIPO DE AERONAVE E INTERVALO DE CARGA DE PROJETO. MOGI DAS CRUZES EQUIVALENCIA PARA PROJETO DE REFORÇO BASESUB-BASE 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES CURVAS DE PROJETO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS PARA ÁREAS CRÍTICAS – TREM DE POUSO DE RODA Índice de Suporte Califórnia – CBR (Capacidade de suporte de SubLEITO) SIMPLES DUPLA TANDEM MOGI DAS CRUZES CURVAS DE PROJETO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS PARA ÁREAS CRÍTICAS L-1011-100, 200B747-100, SR, 200 B, C, F TREM DE POUSO DE RODA Índice de Suporte Califórnia – CBR (Capacidade de suporte de SubLEITO) 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES PAVIMENTOS PARA AERONAVES LEVES a) São definidos como instalações de pouso que visam acomodar aeronaves PARTICULARES ou outras menores que estejam engajadas em atividade não programadas como: na agricultura ou em voos de INSTRUÇÃO (Peso BRUTO de 30000 libras (13000Kg) não excedendo a 12500 libras (5700Kg). b) Alguns aeroportos podem não precisar de áreas operacionais PAVIMENTADAS. As condições do terreno podem ser aceitáveis para o desenvolvimento de uma superfície GRAMADA adequada para as operações das AERONAVES leves. É possível construir uma pista de solo estabilizado gramado, melhorando a ESTABILIDADE do solo com a adição de agregado antes do desenvolvimento do gramado. c) Na maioria das áreas, entretanto, não é possível obter e manter uma superfície gramada ESTÁVEL, devido às condições adversas do tempo ou alta DENSIDADE do tráfego. d) Os pavimentos projetados para servir aeronaves de menos de 30.000 libras (13.000Kg) de peso bruto, podem ser do tipo FLEXÍVEL ou RÍGIDO. MOGI DAS CRUZES PAVIMENTOS PARA AERONAVES LEVES 19/04/2018 MOGIDAS CRUZES PAVIMENTO DE PISTA - RIGIDO MANEIRAS DE DETERMINAÇÃO Fornecer um suporte uniforme e estável para as placas, se exigida, deve ter espessura x 10 cm, e > 10 cm somente com finalidade de aumentar K (módulo de reação do subleito). DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE REAÇÃO DA FUNDAÇÃO (K): K do material diretamente abaixo da placa. Calcular K para subleito e depois corrigir para sub-base. COMPOSIÇÃO a) Pelo carregamento do solo por uma placa PADRÃO; b) Comparação com outro SOLO com as mesmas características c) Carregando-se diretamente um pavimento que foi construído em base semelhante ao estudo d) Pelo ISC (Capacidade de suporte de SubLEITO - CBR) MOGI DAS CRUZES PAVIMENTO DE PISTA RIGIDO 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES PAVIMENTO DE PISTA - RIGIDO • Determinação da aeronave tipo ou de projeto • Carga • Decolagens equivalente para aeronave tipo • Dados para dimensionamento: • Correção da espessura para número de decolagens anuais superiores a 25.000 • Áreas do pavimento: 1. Críticas (espessura = T) 2. Não críticas (espessura = 0,9T) a) Resistência à tração na flexão do concreto b) Coeficiente de recalque do subleito (K) c) Peso total da aeronave d) Decolagens anuais da aeronave tipo MOGI DAS CRUZES EXEMPLO DE APLICAÇÃO 1. Dimensionar o pavimento RÍGIDO para um aeroporto, sabendo-se que a resistência à tração na flexão (tf) do concreto a ser utilizado é de 650 psi, o subleito tem um coeficiente de recalque K = 300 pci, e que a aeronave tipo tem peso total de 60.000 lb, com previsão para 6.000 decolagens ANUAIS, sendo o seu trem de pouso de roda SIMPLES. SOLUÇÃO: ɢtf = 650psi (1psi = 0,0069 MN/m2) MN=MegaNEWTON = 106 N K sub-leito = 300pci (1pci = 0,272 MN/m2) Nd = 6.000 (n° de decolagens) Pt = 60.000lb (rodas SIMPLES) (1lb = 0,454 kg) 1 pol = 2,54 cm 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES 9,5” CURVA DE PROJETO – PAVIMENTOS RÍGIDOS: RODA SIMPLES ɢtf = 650psi ; K sub-leito= 300pci ; Nd = 6.000 ; Pt = 60.000lb (roda SIMPLES) 1 pol = 2,54 cm x 9,5” = 24 cm (aprox.) = T (Área CRITICA) DIFERENÇA 2 cm subLEITO = 22 cm = 0,9 T (Não CRITICA) 8,5” 650 E R R O A U T O R MOGI DAS CRUZES EXEMPLO DE APLICAÇÃO 2. Dimensionar o pavimento rígido para um aeroporto, sabendo-se que a aeronave tipo tem trem de rodas DUPLAS, seu peso de decolagem é de 180.000lb, e a previsão é de 15.000 decolagens ANUAIS. O subleito tem um coeficiente de recalque K = 100 pci e a placa será colocada sobre uma sub-base estabilizada com 8” (20 cm) de espessura. O concreto será dosado para atingir a tração na flexão (tf) igual a 700 psi. SOLUÇÃO : ɢtf = 700psi (1psi = 0,0069 MN/m2) K sub-leito = 100pci Nd = 15.000 (n° de decolagens) C sub-base = 8” (20 cm) Pt = 180.000lb (rodas DUPLAS) 1 pol = 2,54 cm 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES SOLUÇÃO: a) Calcular o valor de melhoria introduzida com a colocação da sub-base com acréscimo de K (K’). Observe o GRÁFICO DO EFEITO DA SUB-BASE NO MÓDULO DE REAÇÃO DO SUBLEITO: C sub-base = 8” (20 cm) e K sub-leito = 100 pci obtemos para K, K’ = 250 pci. BASE DO GRÁFICO: UMA CAMADA ESTABILIZADA É DUAS VEZES MAIS EFICIENTE DO QUE UM AGREGADO BRITADO BEM GRADUADO. MOGI DAS CRUZES CURVA DE PROJETO – PAVIMENTOS RÍGIDOS: RODA DUPLA ɢtf = 700psi ; K sub-leito= 250pci ; Nd = 15.000 ; Pt = 180.000lb (roda DUPLA) 1 pol = 2,54 cm x 16” = 40 cm (aprox.) = T (Área CRITICA) DIFERENÇA 2 cm subBASE = 36 cm = 0,9 T (Não CRITICA) 16” ERRO AUTOR 15,8” 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES CRITICA (T) = 40 cm NÃO CRITICA (0,9 T) = 36 cm MOGI DAS CRUZES Projeto Pavimento RÍGIDO: Tamanho das placas pela definição do espaçamento das juntas LONGITUDINAIS e TRANSVERSAIS ( TIPO: CONSTRUÇÃO, CONTRAÇÃO E ISOLAMENTO). (1) TRANSVERSAL E LONGITUDINAL. (2) Geometrias típicas de Pistas P/D e Táxi a junta LONGITUDINAL = 18.75 pés (5.7m). 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES MOGI DAS CRUZES 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES MOGI DAS CRUZES EXEMPLO DE APLICAÇÃO 1. Dimensionar o pavimento FLEXIVEL para um aeroporto, sabendo-se que a resistência à tração na flexão (tf) do concreto a ser utilizado é de 650 psi, o subleito tem um coeficiente de recalque K = 300 pci, e que a aeronave tipo tem peso total de 150.000 lb, com previsão para 30.000 decolagens ANUAIS, sendo o seu trem de pouso de roda DUPLO TANDEM. SOLUÇÃO: ɢtf = 650psi (1psi = 0,0069 MN/m2) MN=MegaNEWTON = 106 N K sub-leito = 300pci (1pci = 0,272 MN/m2) Nd = 30.000/2 = 15.000 (n° de decolagens) Pt = 60.000lb (rodas SIMPLES) (1lb = 0,454 kg) 1 pol = 2,54 cm ISC ou CBR subleito: 5% ISC ou CBR sub-base: 20% Ábaco figura 3-4 pág. 37 E TABELA 3-4 PAG 19/04/2018 MOGI DAS CRUZES MOGI DAS CRUZES CAPA CBUR BASE BRITA GRADUADA SUB-BASE SOLO CBR=20% OU MACADAME CBR=5% SUB-LEITO CONCRETO BETUMINOSO USINADO A QUENTE 19/04/2018 FIM da AULA O Mundo está em nossas mãos!!! MOGI DAS CRUZES
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