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AEROPORTOS E FERROVIAS Prof Guilherme Neves AEROPORTOS Aula 04 PAVIMENTOS PARA AEROPORTOS Definimos pavimento ou estrutura de pavimento como sendo uma estrutura de uma ou mais camadas de materiais processados, de maneira a fornecer uma superfície de rolamento suave e segura em quaisquer condições de tempo e, devendo ser a espessura de cada uma destas camadas adequada a fim de assegurar que as cargas aplicadas não comprometam o próprio pavimento e as camadas adjacentes. Podem ser, basicamente, de dois tipos, a saber: • Flexível = Consiste de uma mistura de materiais betuminosos e agregados, colocados sobre materiais granulares de alta qualidade. • Rígidos = Consiste de uma placa de concreto de cimento Portland apoiada sobre um subleito melhorado. PAVIMENTOS PARA AEROPORTOS DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS: 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. Pavimento: Estrutura constituída de uma ou mais camadas de materiais preparados ou beneficiados. Funções do Pavimento: • Distribuir as cargas do tráfego • Fornecer condições de conforto e segurança operacionais • Resistir aos esforços horizontais (desgaste) TIPOS DE PAVIMENTOS: • PAVIMENTO FLEXIVEL: PAVIMENTOS PARA AEROPORTOS • PAVIMENTO RÍGIDO: PAVIMENTOS PARA AEROPORTOS MECÂNICA DOS PAVIMENTOS: PAVIMENTOS PARA AEROPORTOS MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Objetivo: dimensionar pavimentos para uma vida útil de 20 anos, com manutenção normal (ou seja, não considerada manutenção pesada) FAA (Federal Aviation Agency) Dados necessários: 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. MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Metodologia • Por tipo de avião - identificados, para cada um, seu peso máximo estrutural de decolagem e seu tipo de trem de pouso -, relacionam-se as decolagens anuais previstas • Obtém-se, para cada tipo de avião, a carga por roda, resultado da divisão de 95% do peso máximo estrutural de decolagem pelo número de rodas no trens de pouso principais • Identifica-se o avião crítico - o que possui maior peso por roda • 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 (ex., 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) MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Metodologia • 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 • Um ábaco - ou seja, um gráfico obtido de forma empírica - relacionando, 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) e o número total de decolagens, permite obter a espessura geral do pavimento. MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Volume de Tráfego Anual: Para o dimensionamento é necessário o conhecimento do volume de tráfego anual das aeronaves que irão operar no aeroporto: VTA = VTD x 365 dias Onde: VTA: Volume de Tráfego Anual. VTD: Volume de Tráfego Diário. Peso Máximo Estrutural de Decolagem (MTOW) No dimensionamento considera-se que 95% do peso máximo da aeronave esteja concentrada no trem de pouso principal e o restante fica na bequilha ou trem de pouso de nariz. MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Configuração do Trem de Pouso Principal. MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Configuração do Trem de Pouso Principal. MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Configuração do Trem de Pouso Principal. MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Aeronave Crítica de Projeto: A aeronave crítica de projeto é a aeronave em que haverá a necessidade de obter a maior espessura dentre todas as aeronaves que irão operar no aeroporto, isso não quer dizer que a aeronave mais pesada será a aeronave crítica Capacidade de Suporte do Subleito: É o valor do CBR empregado no momento do projeto, esse valor é vinculado pelo tipo de aeronave que irá operar no aeroporto de projeto MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Número Equivalente de Decolagens Anuais (R1): MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Número Equivalente de Decolagens Anuais (R1): Para o dimensionamento há a necessidade do cálculo do levantamento do número de decolagens anuais para cada aeronave que irá operar no aeroporto em função da aeronave de projeto. Conversão do trem de pouso para aeronave de projeto Determinação da Espessura do Pavimento. Exemplo desenhado já no ábaco: CBR do Subleito é 6%, o peso máximo de decolagem de 200.000 lbs (libras), o numero de partidas anuais é 1200 e finalmente obtêm- se o valor da espessura total do pavimento de aproximadamente 34 in (polegadas) MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Tendo como aeronave de projeto o Boeing 727-200, apresenta um modelo de como obter o número equivalente de partidas anuais seguindo o passo a passo descrito nos itens anteriores, abaixo segue uma tabela que serve como modelo: Determinação da Espessura do Pavimento Exercício Exemplo: CBR do Subleito é 6%, o peso máximo de decolagem de 45.240 lbs (libras), o numero de partidas anuais é 16241 e finalmente obtêm-se o valor da espessura total do pavimento de aproximadamente 19 in (polegadas) Uma coisa é certa: um aeroporto é um ponto de transferência entre modos distintos de transporte, um deles sendo o aéreo. Assim sendo, encarado desta forma que representa sua essência, seu planejamento e projeto daí decorrem. Um aeroporto pode ser, também, um cartão de visitas, na medida em que normalmente é o primeiro ponto de contato de um turista com o país que visita. Um aeroporto pode ser, também, um show room da tecnologia que um país detém. Mas, em primeiro lugar, um aeroporto é um ponto de transferência entre modos distintos de transporte. AEROPORTOS O aeroporto como sistema: Um aeroporto pode ser visto como um sistema, composto por subsistemas distintos. De fato, um aeroporto – este ponto de transferência – tem uma função geral única: permitir que passageiros e cargas passem de um modo de transporte para outro. Para que esta mudança ocorra, estas entidades – passageiros e cargas – passam por etapas (ou processos) com características bastante diferenciadas entre si: por exemplo, dentro do terminal aeroportuário circulam passageiros, mas fora dele circulam aviões de um lado e, de uma forma geral, carros de outro. AEROPORTOS A configuração do aeroporto depende da forma, do tamanho edo sítio disponível bem como de algumas considerações operacionais. • Configuração de Pistas de Pouso e Decolagem – Orientação – Quantidade • Pistas de Táxi – Pistas de táxi-saída – Pátios de espera • Evolução do sistema de pistas de táxi • Localização do Pátio de Aeronaves / Área Terminal • Terminal de passageiros • Modo de estacionamento de aeronaves • Terminal de Carga • Instalações de Apoio CONFIGURAÇÃO DO AEROPORTO Sub-sistema de acesso/egresso Por onde circulam os veículos terrestres que acessam o aeroporto, e que dele egressam. • Ele é caracterizado pela dimensão das vias que o compõe e número de vias • Dimensionado em função de fluxo de veículos na hora pico Sub-sistema de estacionamento de veículos (terrestres) • Caracterizado por área • Dimensionado em função do número de veículos estacionados simultaneamente (que é função do custo de estacionamento, de outros modos de transporte públicos disponíveis para os passageiros) CONFIGURAÇÃO DO AEROPORTO Sub-sistema terminal de passageiros • Caracterizado por área • Dimensionado em função do número de (pax + acomp + func) na hora pico e do nível de conforto medido em pessoas/m2 Sub-sistema de pátio (estacionamento de aeronaves) • Caracterizado por área • Dimensionado em função do número de aeronaves paradas e tipos de aeronaves Sub-sistema de caminhos de circulação (“taxiways”) • Caracterizado por comprimento dos caminhos + entradas/saídas de pista • Dimensionado em função do número de movimentos (aterragens + decolagens) na hora pico CONFIGURAÇÃO DO AEROPORTO Sub-sistema de pistas • Quantidade – Caracterizado pelo número de pistas – Dimensionado em função do número de movimentos (aterragens + decolagens) na hora pico e do vento (velocidade e direção) • Comprimento – Caracterizado em metros – Dimensionado em função dos tipos de aeronaves, de seus pesos (carga paga + etapa a ser voada), fatores ambientais (meteorológicos) e de segurança • Orientação – Caracterizado pela orientação da(s) pista(s) – Dimensionado em função dos ventos (velocidade e direção) Pavimento (espessura) • Caracterizado em centímetros/polegadas • Dimensionado em função da carga no solo (peso dos aviões + tipo de trem de pouso), da freqüência de uso e da resistência do solo CONFIGURAÇÃO DO AEROPORTO TERMINAL DE PASSAGEIROS Elementos componentes de um terminal de passageiros e fatores que afetam seu dimensionamento Calçada (meio-fio) de embarque (curbside) • caracterizado por metros lineares de calçada • dimensionado por passageiros na hora-pico e veículos usados e pelo tempo de parada no meio fio - relevância de uso do estacionamento Saguão de público (usado por passageiros & acompanhantes) • caracterizado por área • dimensionado por passageiros + acompanhantes na hora-pico e pelo nível de conforto (pessoas/m2) Balcões de aceitação de passageiros (check-in) • caracterizado por unidade de controle • dimensionado por passageiros na hora-pico e pelo nível de conforto (tempo na fila) TERMINAL DE PASSAGEIROS Controles (segurança, passaporte) • caracterizado por unidade de controle • dimensionado por passageiros na hora-pico e pelo nível de conforto (tempo na fila) Saguão de passageiros (com ou sem salas de embarque, por vôo) • caracterizado por área • dimensionado por passageiros na hora-pico e pelo nível de conforto (pax/m2) Controles (passaportes, saúde dos portos) • caracterizado por unidade de controle • dimensionado por passageiros na hora-pico e por nível de conforto (tempo na fila) - grande concentração de pax Retirada de bagagens • caracterizado por área • dimensionado por passageiros na hora-pico, pelo tipo de sistema de retirada de bagagens e pelo nível de conforto (tempo de espera e pax/m2) TERMINAL DE PASSAGEIROS Alfândega • caracterizado por área • dimensionado por passageiros na hora-pico, pelo tipo de sistema de verificação e pelo nível de conforto (tempo de espera na fila) – pouco influenciável Saguão de espera • caracterizado por área • dimensionado por passageiros na hora-pico, pela relação de acompanhantes/pax e pelo nível de conforto (pessoas/m2) Calçada (meio-fio) de embarque (curbside) • caracterizado por metros lineares de calçada • dimensionado por passageiros na hora-pico e veículos usados, e pelo tempo de parada no meio fio – relevância de uso do estacionamento Exercício Dimensione a espessura do pavimento aeroportuário sabendo que o CBR da sub-base 20% e CBR do subleito 10% com a seguinte composição de tráfego Exercício Dimensione a espessura do pavimento aeroportuário sabendo que o CBR da sub-base 20% e CBR do subleito 10% com a seguinte composição de tráfego Exercício Dimensione a espessura do pavimento aeroportuário sabendo que o CBR da sub-base 20% e CBR do subleito 10% com a seguinte composição de tráfego Exercício Com o CBR do subleito CBR=10%), o PMD da Aeronave de Projeto, (PMD= 174.700lb) e o Número de Decolagens Ano (NDA=28mil), encontra-se a espessura total do pavimento 28,5’ = 72,39cm Exercício Exercício PROVA
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