Aeroportos - Aula 4 - Pavimentação

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Profª Sabrina
PISTAS
AERÓDROMOS
PAVIMENTAÇÃO
Pavimento é a estrutura constituída por camadas de vários materiais preparados ou beneficiados.
 
Distribuir as cargas do tráfego
Fornecer condições de conforto e segurança operacionais
 Resistir aos esforços horizontais (desgaste)
PAVIMENTAÇÃO
TIPOS DE PAVIMENTOS
Flexível
Rígido
Outros
TIPOS DE PAVIMENTOS
Flexível
As camadas dos materiais dispostos, permitem que a estrutura comporte-se globalmente como um sólido multifásico elástico, com deformações elásticas significativas. Devido à maior incidência e utilização neste grupo, são também chamados asfálticos.
Ocorrência: Amplamente utilizado em pistas de pouso e decolagem, taxiways e vias de serviço, encontrado em menor quantidade nos pátios de estacionamento de aeronaves. 
Misturas usuais/tendências: CPA e SMA
TIPOS DE PAVIMENTOS
Rígido
As camadas dos materiais e em especial a placa de concreto, permitem que a estrutura absorva boa parte das deformações e comporte-se globalmente como um sólido multifásico elástico com rigidez elevada. Também pela maior incidência e utilização, são chamados de concreto.
Ocorrência: Utilizado principalmente em pátios de estacionamento de aeronaves, mas também encontrado em menor quantidade em pistas de pouso e decolagem, taxiways e vias de serviço. 
TIPOS DE PAVIMENTOS
Outros
Semi-rígido
(Mist. Asf. + B Cimentada)
Composto
(Mist. Asf. + PC ou uso de geotêxtil para reforço estrutural)
Intertravado
Utilizado apenas nas áreas de pouco tráfego como estacionamentos. 
Pistas em revestimento primário
COMPARATIVO QUANTO À CARGA
Flexível
Rígido
 
APLICAÇÕES
	Área	Pavimentos em Concreto	Pavimentos Asfálticos	Pavimentos em Blocos
	Pistas de Pouso/Decolagem	SIM	SIM	NÃO
	Pistas de Taxiamento	SIM	SIM	SIM
	Pátios de Estacionamento	SIM	SIM	SIM
 
VANTAGENS x DESVANTAGENS
	Tipo de Pavimento	Vantagens	Desvantagens
	Asfáltico	Custos Iniciais
Facilidade de manutenção	Fresagem e reforços estruturais mais prematuros
	Concreto	Durabilidade	Custo Inicial
Dificuldades de manutenção (cura e prazo para ganho de resistência)
	Blocos
intertravados	Facilidade de manutenção	Custo Inicial
Trepidação (apenas pátios e taxi lanes)
AEROVIÁRIO
RODOVIÁRIO
Cargas: ≈100tf ou + por eixo
Pressão Pneumáticos: 1 a 3 Mpa
Impacto veículos: grande
Geometria de Eixos:
Cargas: ≈10 tf por eixo
Pressão Pneumáticos: 0,15 a 0,60MPa
Impacto veículos: pequeno
Geometria de Eixos:
ALGUMAS DIFERENÇAS
Dimensionar um pavimento significa determinar a sua espessura total, bem como as espessuras de cada uma de suas camadas e especificar de quais materiais devem as mesmas ser constituídas.
SOLICITAÇÕES E METODOLOGIA
peso máximo estrutural de decolagem: o uso deste peso representa um fator conservativo, uma vez que os aviões nem sempre decolam com o peso máximo estrutural de decolagem; considera-se que 95% deste peso esteja concentrado nos trens de pouso principais (apenas 5% na bequilha, ou trem de pouso de nariz/secundário) 
geometria de trem de pouso de todos os aviões que deverão operar naquela pista (e.g., simples, duplo, duplo tandem, duplo-duplo tandem); considera-se que a pressão dos pneus varia entre 75 e 200 psi 
previsão de volume de tráfego anual, por tipo de avião 
O método ACN/PCN que informa da capacidade de um pavimento aeroportuário para receber um determinado tipo de aeronave, e o método da FAA que descreve como calcular as espessuras das camadas do pavimento.
METODOLOGIA FAA
aeronave de projeto, uso de ábacos, teoria de camadas elásticas.
Antiga AC 150/5320 de 1995: 
Considera solicitações de fadiga (efeito de dano cumulativo), tráfego completo estimado, Elementos Finitos,
software para pavimentos rígidos ou flexíveis
análise 3D, incorpora resultados de veículo e pista de teste
Atual AC
150/5320 de 2017: 
METODOLOGIA ANTIGA
 
Volume de tráfego anual (decolagens)
Peso Máximo de decolagem
Configuração do trem de pouso das aeronaves
Determinar a aeronave de projeto (maior espessura de pavimento)
Capacidade de suporte do subleito
Índice de Suporte Califórnia – CBR
Módulo de Reação do Subleito – K
Resistência à Flexão do Concreto
Módulo de Ruptura do Concreto – MR
Determinar o número equivalente anual de decolagens para aeronave de projeto
METODOLOGIA ANTIGA SIMPLIFICADA
 
identificados, para cada um, seu peso máximo estrutural de decolagem e seu tipo de trem de pouso -, relacionam-se as decolagens anuais previstas;
TIPO DE AVIÃO 
METODOLOGIA ANTIGA - SOLICITAÇÕES
resultado da divisão de 95% do peso máximo estrutural de decolagem pelo número de rodas no trens de pouso principais 
CARGA POR RODA
que possui maior peso por roda 
AVIÃO CRÍTICO
converte-se o número de decolagens dos trens de pouso de todos os aviões em decolagens do trem de pouso do avião crítico através de uma tabela empírica com fatores de conversão (e.g., para converter decolagens de aviões com trem de pouso simples para decolagens de avião com trem de pouso duplo, usa-se um fator multiplicador de 0,8) 
Nº DECOLAGENS
CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES
 
com base no número de decolagens de cada tipo de avião, já convertido para um único tipo de trem de pouso, obtém-se, através de uma fórmula empírica que leva em consideração a carga no solo, o número equivalente de decolagens de cada avião em termos do avião crítico (agora, já levando em consideração tanto o tipo de trem de pouso como a carga no solo);
a somatória das decolagens equivalentes de cada avião em termos do avião crítico nos dá um número total equivalente de decolagens do avião crítico
Nº DECOLAGENS
METODOLOGIA ANTIGA - SOLICITAÇÕES
um ábaco - ou seja, um gráfico obtido de forma empírica – que relaciona, para cada tipo de trem de pouso e de pavimento (rígido ou flexível): 
o peso (máximo estrutural de decolagem) do avião, 
a resistência do solo (através do índice CBR - California Bearing Ratio 
o número total de decolagens, permite obter a espessura geral do pavimento.
ÁBACO
Cargas de Veículos Aeroportuários - Aeronaves
kgf
Cargas de Veículos Aeroportuários - Aeronaves
	Aeronave	Comprimento (m)	Peso Bruto de Decolagem (kN)	Rodas no trem de pouso principal	Peso/roda (kN)
	A-320	38	740	8	87.9
	A-380	73	5600	20	266.0
	B-767-400R	61	2040	8	242.3
	B-737-800	31	660	4	156.8
	B-747-400 ER	70	4130	16	245.2
	B-787	57	2450	8	290.9
	Veículo Rodoviário	Comprimento (m)	Peso Bruto Combinado (kN)	Rodas	Peso/roda (kN)
	ESRS+ETD+ETT
Caminhão
semirreboque	17	485	22	22.0
TRENS DE POUSO
Desenvolvidos para suportar condições extremas:
Cargas elevadas
Impacto
Temperaturas elevadas
Tecnologia de ponta em pneus, amortecedores, freios, sist. arrefecimento, discos, eixos, etc.
TRENS DE POUSO
CONCEITO PASSAGEM-COBERTURA
As aeronaves não passam com frequencia sobre a mesma posição em relação ao eixo da pista (pouso/decolagem ou taxiamento) deslocamento ou variação lateral 
Uma passagem (P) não cobre toda a sessão útil (largura útil)
Portanto são necessárias várias passagens de uma mesma aeronave para que um ponto específico da seção transversal seja solicitado uma vez ao menos.
Quando todos os pontos foram solicitados – ao menos uma vez - ocorre uma cobertura (C)
CONCEITO PASSAGEM-COBERTURA
A relação entre o NÚMERO DE PASSAGENS de uma aeronave para que ela possa impor uma aplicação plena sobre a sessão útil ou unitária, para que ocorra então UMA COBERTURA dessa sessão é a relação
Passagens/Cobertura (P/C)
CONCEITO PASSAGEM-COBERTURA
Flexíveis: o número de repetições da deformação máxima ocorrendo no topo do subleito
Rígidos: o número de repetições da tensão de tração na flexão máxima ocorrendo no na fibra inferior da placa de concreto
O número de coberturas C de uma dada aeronave depende de:
Número de Passagens P da aeronave
Número de rodas frontais do trem de pouso principal
Espaçamento entre centros de rodas nesse trem de pousoLargura frontal de contato com a superfície uma roda
CONCEITO PASSAGEM-COBERTURA
CONCEITO PASSAGEM-COBERTURA
O Critério da FAA considera para projetos de pavimentos:
Para a adequação das três condições de taxiamento acima descritas, a relação P/C é substituída pela relação TC/C, como se segue:
TC = ciclos de tráfego 
C = coberturas
P = passagens
1 Decolagem = 1 Aterrisagem + 1 Taxiamento + 1 Decolagem
TC/C = (P/C) / (P/TC)
METODOLOGIA ACN PCN
O Método tem como função encontrar o Número de Classificação do Pavimento (ACN-PCN) que engloba fatores como o Número de Classificação do Pavimento (PCN), o tipo de pavimento para que haja a determinação ACN-PCN, a 21 categoria de resistência do subleito, a categoria de pressão máxima admitida aos pneus e o método de avaliação adotado
PCN
É o número que expressa o efeito relativo de uma aeronave com uma determinada carga sobre um pavimento, para uma categoria padrão de subleito especificada.
Um pavimento com um determinado valor de PCN seja capaz de suportar, sem restrições, uma aeronave que tenha um valor de ACN inferior ou igual ao valor do PCN do pavimento, obedecidas as limitações relativas à pressão dos pneus.
METODOLOGIA ACN PCN
O método ACN-PCN se aplica somente aos pavimentos destinados a aeronaves de carga superior ou igual a 5.700kg.
A resistência dos pavimentos destinados a aeronaves de carga inferior a 5.700kg deve ser notificada através da carga máxima admissível das aeronaves e da pressão máxima de pneus admitida pelo pavimento.
O único objetivo do método ACN-PCN é a difusão de dados sobre resistência relativa de pavimentos de forma que a Administração Aeroportuária Local possa avaliar a possibilidade de utilização de um pavimento por um determinado tipo de aeronave. O método não pode ser utilizado como um procedimento para projeto ou avaliação de pavimentos.
METODOLOGIA ACN PCN
O método ACN-PCN utiliza o conceito de roda simples, que implica tensão idêntica na estrutura do pavimento e elimina a necessidade de especificar a espessura do pavimento. Isto é feito igualando a espessura obtida para o trem-de-pouso de uma aeronave à espessura obtida para uma só roda com pressão padronizada de 1,25 MPa.
O ACN é definido numericamente como o dobro da carga de roda simples com pressão normalizada de 1,25 MPa (expressa em milhares de quilogramas).
PROCEDIMENTOS PARA NOTIFICAÇÃO DO PCN
O	método	considera	dois	tipos	de	pavimentos:	pavimentos flexíveis e pavimentos rígidos.
camadas
a)	Pavimento	Flexível:	Pavimento	constituído	por	diversas
responsáveis por distribuir gradualmente as cargas no pavimento.
Pavimento	constituído	por	uma	única	camada
b)	Pavimento	Rígido:
estrutural
capaz de suportar as cargas no pavimento.
PROCEDIMENTOS PARA NOTIFICAÇÃO DO PCN
PROCEDIMENTOS PARA NOTIFICAÇÃO DO PCN
Exemplo 1: Se a resistência à compressão de um pavimento rígido, sobre um subleito de resistência média, tiver sido avaliada pelo método teórico como sendo PCN 80, e não houver limite de pressão, então a informação a ser prestada deverá ser:
PROCEDIMENTOS PARA NOTIFICAÇÃO DO PCN
PCN 80 / R / B / W / T
80/R/B/W/T
DETERMINAÇÃO DO ACN ATRAVÉS DO PROGRAMA COMFAA
Para facilitar o uso do método ACN-PCN, a Federal Aviation Administration (FAA) desenvolveu um programa chamado COMFAA que calcula os valores de ACN usando os procedimentos e condições especificadas pela OACI.
Apesar de ser útil para determinar os valores de ACN sob várias condições, cabe ressaltar que os valores oficiais de ACN são fornecidos pelos fabricantes das aeronaves.
https://www.faa.gov/airports/engineering/design_software/
PAVIMENTOS PARA AERONAVES LEVES
Os pavimentos para aeronaves leves podem ser definidos como instalações de pouso que visam acomodar aeronaves particulares ou outras menores que estejam engajadas em atividade não programadas como, por exemplo, na agricultura ou em voos de instrução. 
Esses pavimentos não serão utilizados por aeronaves que excedam o peso bruto de 30.000 libras (130.00Kg) e, em muitos casos, essas aeronaves não excederão sequer as 12.500 libras (5.700Kg).
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.
PAVIMENTOS PARA 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.
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.
Os pavimentos projetados para servir aeronaves de menos de 30000 libras (13000Kg) de peso bruto, podem ser do tipo flexível ou rígido.
DRENAGEM
Em certos aspectos, o sistema de drenagem de um aeroporto é similar ao de rodovias e vias urbanas. 
Os aeroportos, no entanto, requerem sistemas integrados, que permitam o rápido escoamento das águas superficiais e subsuperficiais, tais como dutos, valas, drenos e estruturas enterradas
Coletar e remover as águas de escoamento das pistas p/d, táxis, pátios e outras áreas; (permitir a operação das aeronaves)
Remover a água subterrânea abaixo do pavimento. (não causar danos à sua estrutura).
DRENAGEM
GENERALIDADES
Prever um sistema adequado de drenagem em aeroportos se torna ainda mais relevante, se comparado por exemplo, a rodovias, uma vez que se tem:
Grandes áreas planas 
Maiores solicitações 
Maiores requisitos em termos de segurança 
Maiores exigências em termos de tráfego 
EXIGÊNCIAS
Estimativa da Água de Escoamento das Chuvas 
O total de água que escoa e é captado pelo sistema de drenagem, depende de:
Extensão da área de contribuição;
 Características da chuva de projeto; (intensidade, duração e recorrência)
 Características da bacia de contribuição. (declividade e impermeabilidade da área).
Para gerar uma boa drenagem:
Concepção dos dispositivos
Dimensionamento
Execução
TIPOS DE DRENAGENS
Superficial
Profunda
TIPOS DE DRENAGEM
Superficial
Consiste em um sistema para a coleta das águas pluviais acumuladas na superfície do pavimento (que escoam superficialmente). Ajudam a prevenir problemas de segurança e tráfego. 
Pista
Inclinações transversais
Canais
Valas
Grelhas 
TIPOS DE DRENAGEM
Grooving / Ranhuras
A técnica do grooving consiste em fazer ranhuras com uma serra diamantada na superfície do pavimento, geralmente transversalmente à pista. 
A finalidade desta técnica é, primeiramente, evitar a hidroplanagem do avião, já que a água escoa através dos sulcos quando há a passagem do pneu da aeronave, diminuindo a lâmina d’água abaixo dele; mas também aumenta a profundidade da macrotextura do pavimento, o que ajuda na aderência entre o pneu e o pavimento.
Máximo 20mm
TIPOS DE DRENAGEM
Profunda / Subsuperficial 
consiste em um sistema específico para permitir o rápido escoamento das águas que infiltram através do pavimento, evitando ainda seu deterioro precoce de suas camadas devido à erosão e saturação dos materiais. 
Profundidade aproximada 1,50m a 2,00m
Lençol freático
Preservação subleito
A metodologia mais empregada é a racional, pela sua simplicidade e baseia-se nos cálculos hidrológicos de sistemas urbanos convencionais.
Adaptado pela FAA para drenagem de aeroportos;
Usado para calcular o escoamento da água de chuva;
Criado em 1905 por D. E. Lloyd-Davis – Inglaterra;
Simples e fácil programar em computador.
METODOLOGIA MAIS UTILIZADA
Calcula-se cada ponto de capitação isolado;
 Inicia-se pelo ponto mais afastado; (rede de dutos do sistema de drenagem)
 Pressupostos:
Chuva de projeto – intensidade uniforme (I);
Duração igual tempo de concentração (Tc);
Área de contribuição igual área acumulada.
CONCEITOMÉTODO RACIONAL
fórmulas
Capacidade:
Q = 1/360 x C I A
Onde: 
Q – vazão (m³/s);
C – coeficiente de escoamento (runoff); 
I – intensidade da chuva (mm/hora)
A – área de contribuição (hectares).
Equação de Manning:
Q = 1/n x A R ^ 2/3 S ^ 1/2 e 
R = A/P
Onde:
Q – vazão (m³/s)
A – área molhada (m²) 
R – raio hidráulico (m)
S – declividade do leito (%)
P – perímetro da área molhada (m) 
η - coeficiente de rugosidade
Equação da continuidade:
Q = A V
Onde: 
Q – vazão (m³/s)
A – área molhada (m²)
V – velocidade de escoamento (m/s)
DIRETRIZES
Pista: declividade transversal de 2,0% para aeródromos categorias A ou B; 
Pista: declividade transversal de 1,5% para aeródromos categorias C, D, E ou F; 
Pista: declividade mín. 1%, sendo aceitável seção plana nas interseções; 
Não poderá haver acúmulo de água acima de 3 mm na pista; 
Os dispositivos não podem exceder a altura da pista (seriam considerados obstáculos); 
Grades para evitar atrair pássaros; 
Faixas: declividade transversal de 3,0% para código 1 ou 2; 
Faixas: declividade transversal de 2,5% para código 3 ou 4
https://www.youtube.com/watch?v=lm8PKGRdlJA
SINALIZAÇÃO
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MARS
VENUS
SATURN
Despite being red, Mars is a cold place
Venus is the second planet from the Sun
Saturn is the ringed one and a gas giant
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Gross revenues in the sector
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USA
India
UK
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10-100
100-1,000
1,000-5,000
$2M
Average earnings per semester
TARGET
OUR PROCESS
NEPTUNE
JUPITER
Saturn is the ringed one and a gas giant
MARS
Despite being red, Mars is a cold place
Neptune is the farthest planet from the Sun
It’s the biggest planet in our Solar System
SATURN
DAY 02 
DAY 03
DAY 01
DAY 04
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Mercury is the closest planet to the Sun
Venus has a beautiful name, but it’s terribly hot
JUPITER
It’s the biggest planet in our Solar System
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Woman holding toy plane
Toy plane in hands
BIBLIOGRAFIA - CONTEÚDO
Anotações de Aula – Profª. Daniane F. Vicentini – UFPR
Apostila de Aeroportos - Profª Lenise Grando Goldner – UFSC
http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/14878/material/Aula%2012%20-%20RESIST%C3%8ANCIA%20DE%20PAVIMENTOS.pdf
Anotações de Aula – Prof. José Tadeu Balbo – USP
FABRÍCIO DOS REIS SILVA – Monografia: DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO AEROPORTUÁRIO, ESTUDOS DE CASO: AEROPORTO DE BRASÍLIA E DE ATLANTA
http://dynatest.com.br/entenda-mais-sobre-tipos-de-pavimentos-de-aeroportos-e-suas-caracteristicas/
Aplicação de métodos de dimensionamento de pavimentos aeroportuários da FAA ao Aeroporto Internacional Presidente Juscelino Kubitschek - Revista Transportes
https://www.anac.gov.br/assuntos/setor-regulado/aerodromos/publicacoes/manual-de-calculo-de-pcn-de-pavimentos-aeroportuarios-usando-o-comfaa-3.0/view
https://www.anac.gov.br/assuntos/legislacao/legislacao-1/rbha-e-rbac/rbac/rbac-154/@@display-file/arquivo_norma/RBAC154EMD06.pdf
Trabalho: Medida de aderência em pistas de aeroportos: métodos e equipamentos – USP Carolina de Medeiros Miranda, Gustavo Moriggi Frohlich e Pedro Henrique Sabino Ferreira
http://www.hidromundo.com.br/metodo-racional/#:~:text=O%20m%C3%A9todo%20racional%20%C3%A9%20um,o%20escoamento%20superficial%20(defl%C3%BAvio).
BIBLIOGRAFIA - IMAGENS
https://br.freepik.com/vetores-premium/aviao-pousando-no-fundo-do-ceu-pista-do-aeroporto_2436592.htm
http://www.ipt.br/noticias_interna.php?id_noticia=794
https://www.geosynthetica.net.br/restauro-de-pavimento-do-aeroporto-de-congonhas-com-geogrelha/
https://tecparpavimentos.wordpress.com/2013/06/11/uso-de-paralelepipedos-e-piso-intertravado-para-patios-de-empresas/
https://aeromagazine.uol.com.br/artigo/avioes-road-permitem-operar-em-pistas-de-terra-e-transportar-ate-um-boi-bordo_4281.html
https://super.abril.com.br/comportamento/como-se-troca-o-pneu-de-um-aviao/
http://bonfimnoticias.com/site/2020/03/14/empresa-construira-pista-do-aeroporto-de-senhor-do-bonfim-por-quase-r-162-milhoes/
http://www.acodrenagem.com.br/aeroportos/
http://www.acodrenagem.com.br/dt_gallery/aeroportos/
https://www.jmterra.com.br/portifolio/pista-de-pouso-e-decolagem-0220-aeroporto-internacional-de-belem-pa.html
http://www.tigre-ads.com/brasil/pt/aplicacoes/aeroportos
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