Aeroportos e Ferrovias aula 13 - Pistas(1)(1)

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Aeroportos e Ferrovias
Prof. Ms. Alexsander Amaro Parpinelli
Aula 13
AEROPORTOS
Pistas
Tipos de pavimento (aplicações)
Pista
Tipos de pavimento (aplicações)
Os pavimentos de pista aeroportuária são dimensionados
de acordo com as características de projeto e operacionais
das aeronaves, além da quantidade de decolagens anuais.
• Magnitude e tipo das cargas de aeronaves;
• Volume do tráfego;
• Concentração de tráfego em áreas específicas (terminais);
• Resistência do subleito;
• Qualidade dos materiais a serem empregados.
Pista
Tipos de pavimento (aplicações)
Pista
Os pavimentos de maior abrangência em pistas de
aeródromos são o flexível ( F ) e o rígido ( R ).
Pavimento Flexível: Pavimento constituído por diversas
camadas responsáveis por distribuir gradualmente as
cargas no pavimento.
Pavimento Rígido: Pavimento constituído por uma única
camada estrutural capaz de suportar as cargas no
pavimento.
Tipos de pavimento (aplicações)
Pista
Tipos de pavimento (aplicações)
Pista
Tipos de pavimento (aplicações)
Pista
Carga de veículos aeroportuários
Pista
Carga de veículos aeroportuários
Pista
Carga de veículos aeroportuários
Pista
Carga de veículos aeroportuários
Pista
Carga de veículos aeroportuários
Pista
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
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
Critérios de Projeto da Federal Aviation Administration
Método 2012 -AC No: 150/5320-6E
Parâmetros de projeto (FAARFIELD) – Software
Biblioteca com tipos de aeronaves
• Carga máxima da aeronave (completamente carregada) de decolagem
(algum conservadorismo)
- 95% da carga nos trens de pouso principais (main gear) e 5% na
bequilha (nose)
• Tipo de trens de pouso e suas geometrias
- Pressão das rodas (influenciam muito mais as respostas da mistura
asfáltica de revestimento que o subleito)
• Número de decolagens anuais de cada aeronave
Pista
Número de Classificação de Pavimentos - PCN
Possui a função de informar quais são os tipos de aeronave, cujos Números de
Classificação de Aeronave (ACN) forem iguais ou menores que o PCN do
pavimento, que podem nele operar com segurança e conforto, sujeitando-se
apenas, em alguns casos, aos limites de pressão dos pneus ou no peso total
da aeronave.
Sabe-se que o número PCN é uma indicação relativa da resistência de
determinado pavimento quanto à carga de roda simples padrão que esse
pavimento resiste. Haja vista que é permitido que se pode reportar diferentes
PCNs, por questões de variabilidade sazonal significativa. O que gera maior
operacionalidade das funções rotineiras, diminuindo-se assim, a geração de
maiores transtornos.
A metodologia para determinação do PCN pode ser pelo Método de Avaliação
Técnica ( T ) ou Método de Avaliação Experimental ( U ).
Pista
Categorias de Resistência do Subleito
São caracterizadas pelo módulo de reação do subleito K, para os pavimentos
rígidos, tendo como unidade de medida o MN/m³ (Mega Newton por metro
cúbico), e pelo CBR (California Bearing Ratio), também chamado de ISC
(Índice de Suporte Califórnia), um fator adimensional utilizado para os
pavimentos flexíveis.
As categorias de resistência apresentadas pelo Regulamento Brasileiro de
Aviação Civil número 154 são as seguintes:
1. Alta Resistência – descrito por K = 150 MN/m³, essa categoria representa os
valores de K que estão acima de 120 MN/m³, para os pavimentos rígidos.
Para os pavimentos flexíveis, um CBR igual a 15, porém, para os subleitos
com valores acima de 13. É importante ressaltar que, aos subleitos com tal
categoria é dado o Código A como classificação, também importante para
outras determinações, como descrito anteriormente.
Pista
Categorias de Resistência do Subleito (Cont.)
2. Resistência Média – a faixa de valores assim classificados é dada por K
entre 60 MN/m³ e 120 MN/m³, tendo como representante K = 80 MN/m³.
Para os pavimentos flexíveis, os valores de CBR que estão entre 8 e 13,
caracteriza-se por CBR = 10. O código dessa categoria é o Código B.
3. Resistência Baixa – possui como caracterização, K = 40 MN/m³, para os
subleitos com K variando entre 25 MN/m³ e 60 MN/m³.
Para pavimentos flexíveis, o CBR dessa categoria é igual a 6, com variações
de subleitos entre 4 a 8. O código dado nessa categoria é o Código C.
4. Resistência Muito Baixa – é uma categoria dada aos fatores K abaixo de
25MN/m³, sendo representado por K = 20 MN/m³, para os pavimentos
rígidos.
Quanto aos pavimentos flexíveis, o valor do CBR é igual a 3, para os
subleitos que estão abaixo de 4. O Código dessa categoria é o D.
Pista
Categorias de Resistência do Subleito (Cont.)
Pista
Propriedades das fundações – Pavimento de concreto
Pista
Módulo de reação (k) x CBR (%)
Categorias de pressão máxima permitida proveniente de cada
pneu das aeronaves
1. Alta – não há limite de pressão. O código estabelecido para tal categoria é o W;
2. Média – possui como pressão limite o valor de 1,5 MPA e recebe como
caracterização o Código X;
3. Baixa – a pressão dessa categoria é limitada por 1,0 MPA e seu código é o de
letra Y;
4. Muito Baixa – possui limite de pressão igual a 0,5 MPA e possui o Código Z
como estabelecido.
Pista
Categorias de pressão máxima permitida proveniente de cada
pneu das aeronaves
Pista
Determinação da espessura do pavimento (Manual de Dimensionamento 
de Aeródromos da OACI, 2ª edição, 1983, parte 3)
Pavimento Rígido
Segundo o Manual, após a determinação do ACN, que pode ser obtido com os
fabricantes das aeronaves, encontrar-se-á as espessuras requeridas para cada
aeromodelo e, então, proceder-se-á com um ábaco de conversão apresentado
no manual e demonstrado a seguir. Sabe-se que é um gráfico para o caso em
que a Pressão de Pneus é de 1,25 Mpa, porém, o estresse padrão a ser
suportado pelo concreto é de 2,75 Mpa.
Observa-se que existem 4 curvas de dimensionamento, expressas de maneira
hiperbólica, sendo que cada uma delas se refere às Categorias de Resistência
do Subleito. Tomando-se como exemplo um ACN cujo valor é 60, com sua
respectiva conversão para a Carga de Roda Única Derivada (DWSL) igual à
metade do ACN, 30.000 quilogramas, tem-se que a espessura de referência
está próxima de 33 centímetros.
Pista
Valor do ACN é o dobro do DSWL
Pista
Gráfico de Conversão de Pavimento Rígido ACN
Fonte: OACI, Aerodrome Design Manual, part 3, 1983
Determinação da espessura do pavimento (Manual de Dimensionamento 
de Aeródromos da OACI, 2ª edição, 1983, parte 3)
Pavimento Flexível
Valendo-se do procedimento CBR dos Engenheiros do Exército dos Estados 
Unidos (USACE), a definição da espessura do pavimento flexível é dada pela 
fórmula demonstrada abaixo, que define o gráfico dado posteriormente:
𝑒 =
𝐷𝑆𝑊
𝐶1𝐶
−
𝐷𝑆𝑊
𝐶2𝑃
Sendo que:
- t = espessura de referência, com valor em centímetros;
- DSWL = para a carga de uma roda única, a pressão de 1,25 MPa;
- Ps = 1,25 Mpa;
- CBR = subleito padrão com 3, 6, 10 e 15 como valores padrão;
- C1 = 0,5695; e
- C2 = 32,035.
- C = Ponto de cobertura;
- P = ponto de passagem.
Pista
Pavimento Flexível (Cont.)
Com base no gráfico resultante da formulação acima descrita e dos Fatores de
Deflexão de Boussinesq, para que se estabeleça a equivalência do efeito dado
pela aterrissagem sobre todas as rodas de uma aeronave para uma única
carga derivada, o projetista deve seguir os passos que serão explicitados logo
adiante:
a) Determina-se a espessura de referência requerida para determinada
aeronave, dado pelo Gráfico de Requerimento do Pavimento, publicado
pelo fabricante e a Categoria do Subleito;
b) A partir do passo a), tendo-se como referência a espessura do pavimento e
o CBR correspondente (gráfico);
c) Obtém-se o DSWL e, consequentemente, o ACN, que é o dobro do valor do
primeiro.Nota: a correção da pressão dos pneus não é necessária.
Pista
Pista
Gráfico de Conversão de Pavimento Flexível ACN
Fonte: OACI, Aerodrome Design Manual, part 3, 1983
Pista
EXEMPLO:
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:
PCN 80 / R / B / W / T
Pista
TABELA DE VALORES DE ACN
Pista
EXERCÍCIO:
Se a resistência à compressão de um pavimento flexível,
sobre um subleito de resistência média, tiver sido
avaliada pelo método teórico como sendo PCN 60, e não
houver limite de pressão, então a informação a ser
prestada deverá ser:
Pista
EXERCÍCIO:
Se a resistência à compressão de um pavimento flexível,
sobre um subleito de resistência média, tiver sido
avaliada pelo método teórico como sendo PCN 60, e não
houver limite de pressão, então a informação a ser
prestada deverá ser:
Resposta: PCN 60 / F / B / W / T
Pista
EXERCÍCIO:
Se a pista de um aeródromo tiver as seguintes
características de PCN:
PCN 60 / F / B / W / T
Poderia receber operações de um A300-600 Airbus?
Pista
EXERCÍCIO:
Pista
EXERCÍCIO:
Pista
EXERCÍCIO:
Se a pista de um aeródromo tiver as seguintes
características de PCN:
PCN 60 / F / B / W / T
Poderia receber operações de um A300-600 Airbus?
Resposta: Sim, porque o ACN da aeronave é 56, portanto 
inferior ao PCN 
Ajuste da Pressão dos Pneus para o ACN (Pavimentos rígidos)
Geralmente, as aeronaves possuem a inflação de seus pneus correspondente
à sua massa bruta, mantendo-a de maneira independente das variações das
massas na decolagem. Entretanto, existem situações em que a redução tanto
das massas quanto da Pressão dos Pneus mostra-se mais produtivas,
requerendo-se, assim, o cálculo da redução do ACN. Diferentemente do
aplicado ao pavimento flexível, faz-se uso do gráfico a seguir, para que se
estabeleça o ajuste da Pressão dos Pneus para ACN. É importante citar que o
gráfico foi constituído pelo software PDILB.
Pista
Pista
Gráfico de Ajuste da pressão dos pneus (Pavimentos Rígidos)
Fonte: OACI, Aerodrome Design Manual, part 3, 1983
Segundo o Regulamento Brasileiro de Aviação
Civil nº 154, disponibilizado pela ANAC - Agência
Nacional de Aviação Civil.
Declividades dos pavimentos de aeródromos:
• Longitudinais: inclinação do eixo da pista;
• Transversais: adequação do pavimento para 
que se evite o acúmulo de água em sua 
superfície.
Pista
Fonte: BRASIL. Regulamento Brasileiro de Aviação Civil nº 154, de 12 de junho de 2012. Emenda nº 1.
Agência Nacional de Aviação Civil. SIA, 2012. p. 218.
Declividades dos pavimentos de aeródromos
Especificações do Regulamento 154
Declividades longitudinais:
• 1,5% para os casos em que o número de código for 4;
• 1,75% quando o número de código for 3; e
• 2% nos casos que se adequam aos números de código 1 ou 2.
Declividades transversais:
• 2,5% para pistas cujo número de código for 3 ou 4;
• 3% onde o número de código for 1 ou 2.
Nota: partindo-se da borda da pista, nos seus 3 primeiros 
metros, adota-se declividade negativa de até 5% com o objetivo 
de facilitar sua drenagem.
Pista
Irregularidades do pavimento
Teste de tolerância inicialmente feito por uma régua de 3
metros de comprimento que é colocada sobre qualquer
ponto da pista, em qualquer direção, exceto pelo seu eixo
central, que apresenta maior abaulamento no pavimento.
Conforme orientação fornecida pelo Regulamento 154 da
ANAC, checar se entre a superfície da pista e a borda
inferior da régua, nas suas extremidades, existe um desvio
de até 3 milímetros
Pista
Espessuras
Fatores considerados para o cálculo:
• valor do módulo de reação do subleito (k);
• peso máximo de decolagem;
• resistência do concreto (dividida por um fator de
segurança de 1,3, para levar em conta outros efeitos
não considerados diretamente);
• número de decolagens anuais de cada aeronave;
• pressão de pneus.
Nota: são determinadas as espessuras requeridas por
cada tipo de aeronave.
Pista
Variação da espessura de pavimento
Pista
Adaptado de: Packard, R. (1973) Design of Airport Concrete Pavements. Portland Cement Association, Skokie.
Superfície de pavimento
Pista
Superfície de pavimento
Pista
Grooving – Drenagem superficial
Sistema EMAS de pavimento destrutivo
Pista
EMAS – Pavimento destrutivo para prendimento de sistemas
Um sistema de “agarrar“ a aeronave emprega materiais de engenharia
prendendo o sistema (EMAS - Engineered materials arrestor system) também
chamado por cama prendedora.
É um pavimento construído no final de uma pista para reduzir a gravidade das
consequências de uma excursão de pista.
Materiais de engenharia são definidas no FAA Advisory Circular nº 150/5220-22B
como "alta energia absorvendo materiais resistentes selecionados, que
será esmagado de modo confiável e previsível sob o peso de uma
aeronave"
Sistema EMAS de pavimento destrutivo
Pista
EMAS – Pavimento destrutivo para prendimento de sistemas
Exercício
Sabendo-se que uma pista possui cabeceira deslocada
medindo 150m e uma clearway com 580m, qual a medida
de LDA (comprimento efetivo da pista) se a TODA medir
2930m?
EXEMPLO
Exercício
Sabendo-se que uma pista possui cabeceira deslocada
medindo 150m e uma clearway com 580m, qual a medida
de LDA (comprimento efetivo da pista) se a TODA medir
2930m?
EXEMPLO
Exercício
Sabendo-se que uma pista possui cabeceira deslocada
medindo 150m e uma clearway com 580m, qual a medida
de LDA (comprimento efetivo da pista) se a TODA medir
2930m?
EXEMPLO
TODA = LDA + CD + CWY
2930 = LDA + 150 + 580
LDA = 2200m
Obrigado! 
Prof. Ms. Alexsander Amaro Parpinelli
e-mail: alexsander.parpinelli@anhembi.br