PORTOS, AEROPORTOS E VIAS NAVEGÁVEIS

PORTOS, AEROPORTOS

E VIAS NAVEGÁVEIS

2

Estabelecer altura das camadas do

pavimento de pistas de aeródromos

Flexível

3

Cimento Asfáltico de

Petróleo (CAP)

VANTAGENS

Ausência de planos frágeis (juntas)

Menor custo

DESVANTAGENS

Ciclos de manutenção mais frenquentes

Querosene dissolve asfalto

Rígido

4

VANTAGENS

Melhor resistência a cargas estáticas

Ciclos de manutenção mais espaçado

DESVANTAGENS

Custo inicial elevado

Suscetibilidade à fratura de juntas

Cimento

Portland (CP)

5

Pavimentos de CP não são melhores ou piores que os CAP

• ESFORÇOS SOLICITANTES

Cargas horizontais ou verticais, estáticas ou dinâmicas

• FUNDAÇÃO

Capacidade de suporte da fundação, materiais disponíveis

• ESTRUTURA

Classe de estrutura, número de camadas, material das

camadas

• MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO

Procedimento que compila informações

6

• ESFORÇOS SOLICITANTES – Cargas horizontais

Existe mas não são consideradas

Esforços cisalhantes devido à frenagem

Operação de decolagem abortada

Problema típico quando não há resistência horizontal

suficiente é o escorregamento da capa

7

• ESFORÇOS SOLICITANTES – Cargas verticais

Existe e são consideradas

Esforços verticais resultantes do peso de decolagem

Carregamento dinâmico

Operação de decolagem bem sucedida ou abortada

8

Dificuldades de Engenharia e não de Cálculo

Importante entender as implicações

• Hipóteses simplificadoras

Operações críticas

• Método para previsão de tráfego

Dimensionamento, construção e operação

• Seleção de materiais

Propriedades e desempenho

9

Decolagem

Taxiamento

Carregamento

Pouso

10

Velocidades baixas ou aeronave parada

Efeito do carregamento é crítico

Seções críticas: Pátio e Pista

(Plano típico e variação da seção transversal)

Método 2

- 1995

- Software FAA

- Aviões com trem de pouso “Triplo-duplo tandem”

- Boeing 777

- Airbus A380

11

PREMISSAS

Método 1

- 1978

- Aeronaves de menor porte

O método desconsidera o efeito das operações de

pouso, por não envolver cargas tão altas devido ao

consumo de combustível do vôo

12

Para balancear a premissa anterior o método do FAA

considera o efeito das operações de decolagem, e com

peso máximo de decolagem (PMD), mesmo que isso não

ocorra sempre

13

Bandeirante Embraer (EMB-110) 14

Dimensões

Comprimento 15,08 m

Envergadura 15,32 m

Altura 4,73 m

Área (asas) 29 m²

Peso bruto

máximo 5.670 kg

Rodas duplas

Peso bruto acima 40 e até 70 toneladas

Ex.: Boeing 737 15

Duplo-tandem

Peso bruto acima 80 e até 100 toneladas

Ex.: Boeing 707, DC9

16

Duplo-duplo-tandem Peso bruto acima de 80 a 300 toneladas

Ex.: Boeing 747-400 17

Tandem-triplo ou triplo-tandem

Peso bruto de 80 a 300 toneladas

Ex.: Boeing 747 Wide body

18

Comprimento 68,96 metros

Envergadura 73,3 metros

Altura 20,78 metros

Velocidade

máxima 865 km/h

Peso máx.

decolagem 600.000 kg

Antonov AH 124-100

19

AERONAVE DE PROJETO

A aeronave de projeto é aquela que exige a maior espessura de

pavimento considerando o tráfego previsto

20

ESCOLHA

- Valor de CBR (Índice de Suporte Califórnia)

- Peso de decolagem

- número de decolagens

Gráfico de espessura de pavimentos para

diferentes aviões

21

14 gráficos de dimensionamento de pavimentos flexíveis

Cada gráfico é específico para um conjunto de rodas (tandem) e

tem como saída a espessura total do pavimento com os dados:

- Índice CBR (arbitrário e idêntico para todos os aviões)

- Peso Bruto do Avião (PMD)

- Número de decolagens do avião (por ano)

- Avião que exigir maior espessura é a “Aeronave de Projeto”

Pavimento tem via útil de 20 anos

Gráfico de

espessura de

pavimentos

22

AERONAVE 1

AERONAVE 2

TRÁFEGO DE PROJETO

Número de decolagens equivalentes para a aeronave de projeto

=

Decolagens Aeronave de Projeto

+

Número equivalente de decolagens das demais aeronaves

23

Número de decolagens

PREVISÃO DE DEMANDA

TRÁFEGO DE PROJETO

Equivalência com base no tipo de trem de pouso (geometria e

número de rodas)

Capacidade de varredura (cobertura do conjunto de rodas

sobre o pavimento)

24

Tabela de Fatores de Conversão devido à

geometria do trem de pouso

25

Para converter de para Multiplique número

de decolagens por

Roda Simples Rodas Duplas 0,8

Roda Simples Duplo Tandem 0,5

Rodas Duplas Roda Simples 1,3

Rodas Duplas Duplo Tandem 0,6

Duplo Tandem Roda Simples 2,0

Duplo Tandem Rodas Duplas 1,7

Duplo Duplo Tandem Duplo Tandem 1,0

Duplo Duplo Tandem Rodas Duplas 1,7

Tabela de Fatores de Conversão devido à

geometria do trem de pouso

Equivalência de Decolagens/ano por tipo de trem de pouso

Decolagens Equivalentes em relação ao trem de pouso da Aeronave de Projeto

=

Fator de Conversão

x

Decolagens/ano Aeronave Analisada

26

Apoio em 3 pontos

Distribuição de carga

Trem de Pouso Principal = 95% do Peso Total (PMD)

Trem de Pouso Proa = 5% do Peso Total (PMD)

27

Sentido do

movimento

Para dimensionamento

usa carregamento em

um apoio

Carga por Roda

Carga por Roda

30

(PMD x 0,95) / 2 Simples

Dupla

Tandem

Wide Body

(PMD x 0,95) / 4

(PMD x 0,95) / 8

Duplo Tandem

300.000 lb = 136.100 kgf

Carga por roda = 16.162 kgf (fixa)

Decolagens/ano equivalentes em relação à

carga por roda

31

Número de decolagens equivalentes da aeronave de projeto por

ano para a aeronave analisada

Número decolagens por ano da aeronave analisada

Carga por roda aeronave de projeto

Carga por roda aeronave analisada

Decolagens/ano total para aeronave de projeto

32

total decolagens/ano aeronave de projeto

decolagens equivalentes/ano aeronave i

Peso Máximo de Decolagem

CBR

Ábaco de espessura

Aeronave de projeto

Espessura do

pavimento

33

Avião

Trem de

Pouso

Decol.

/ano

PMD

(kgf)

Fator

de

Equival.

Decol.

Equival.

Número

Rodas

Carga

por Roda

Decol.

Equival./

ano

Avião A Simples 5.000 5.200

Avião B Duplas 4.900 82.000

Avião C Duplo

Tandem 2.600 180.000

Avião D (Wide body)

Duplo

Tandem 500 317.520

TOTAL

1 2 3 4

34

Avião

Trem de

Pouso

Decol.

/ano

PMD

(kgf)

Fator

de

Equival.

Decol.

Equival.

Número

Rodas

Carga

por Roda

Decol.

Equival./

ano

Avião A Simples 5.000 5.200

Avião B Duplas 4.900 82.000

Avião C Duplo

Tandem 2.600 180.000

Avião D (Wide body)

Duplo

Tandem 500 317.520

TOTAL

1 2 3 4 5

5 = tabela de fatores de conversão

5 proj. =1,0

35

Avião

Trem de

Pouso

Decol.

/ano

PMD

(kgf)

Fator

de

Equival.

Decol.

Equival.

Número

Rodas

Carga

por Roda

Decol.

Equival./

ano

Avião A Simples 5.000 5.200

Avião B Duplas 4.900 82.000

Avião C Duplo

Tandem 2.600 180.000

Avião D (Wide body)

Duplo

Tandem 500 317.520

TOTAL

1 2 3 4 5 6

5 = tabela de fatores de conversão 6 = 3 5 x

5 proj. =1,0

36

Avião

Trem de

Pouso

Decol.

/ano

PMD

(kgf)

Fator

de

Equival.

Decol.

Equival.

Número

Rodas

Carga

por Roda

Decol.

Equival./

ano

Avião A Simples 5.000 5.200

Avião B Duplas 4.900 82.000

Avião C Duplo

Tandem 2.600 180.000

Avião D (Wide body)

Duplo

Tandem 500 317.520

TOTAL

1 2 3 4 5 6 7

5 = tabela de fatores de conversão 6 = 3 5 x

7 = (PMD x 0,95 ) /Nrodas

5 proj. =1,0 7 proj.

37

Avião

Trem de

Pouso

Decol.

/ano

PMD

(kgf)

Fator

de

Equival.

Decol.

Equival.

Número

Rodas

Carga

por Roda

Decol.

Equival./

ano

Avião A Simples 5.000 5.200

Avião B Duplas 4.900 82.000

Avião C Duplo

Tanden 2.600 180.000

Avião D (Wide body)

Duplo

Tandem 500 317.520

TOTAL RTOTAL

1 2 3 4 5 6 7 8

5 = tabela de fatores de conversão 6 = 3 5 x

7 = (PMD x 0,95 ) /Nrodas

8 = 10

6 ) X ( / )1/2 ] [(log 7 7 proj.

7 proj. 5 proj. =1,0

38

Avião

Trem de

Pouso

Decol.

/ano

PMD

(kgf)

Fator

de

Equival.

Decol.

Equival.

Número

Rodas

Carga por

Roda

(kgf)

Decol.

Equival./

ano

Avião A Simples 5.000 5.200 0,5 2.500 2.470 15

Avião B Duplas 4.900 82.000 0,6 2.940 19.475 2.051

Avião C Duplo

Tanden 2.600 180.000 2.600 2.600

Avião D (Wide body)

Duplo

Tandem 500 317.520 1,0 500 16.162 223

TOTAL 4.549

1 2 3 4 5 6 7 8

5 = tabela de fatores de conversão 6 = 3 5 x

7 = (PMD x 0,95 ) /Nrodas

8 = 10

6 ) X ( / )1/2 ] [(log 7 7 proj.

7 proj. 5 proj. =1,0

Gráfico de espessura de pavimentos

PARA AERONAVE DE PROJETO

CBR PMD

DECOLAGENS EQUIV./ANO

4500

39

Capa (CAP)

CBR Subleito = 10%

40

Para CBR Sub-base igual a 25%

(maior que do subleito) e RTOTAL

calculado, o método fornece

espessura de 17” (43 cm)

CBR Sub-base = 25%

(solo escolhido)

89

43

Para CBR Subleito igual a 10% e

RTOTAL calculado pela tabela

anterior o método fornece

espessura de 35” (89 cm) Base genérica

(k=1,0)

Capa (CAP) de 4” (10 cm)

em áreas críticas

(pátio e pista)

41

Capa (CAP)

CBR Subleito = 10%

CBR Sub-base = 25%

(solo escolhido)

89

43

10

Base genérica

(k=1,0)

42

Capa (CAP)

CBR Subleito = 10%

Base genérica

(k=1,0)

CBR Sub-base = 25%

(solo escolhido)

89

43

10

3

3

46

Espessura da sub-base e

base são obtidas por

exclusão

Coeficiente Estrutural para Base

43

COMPONENTE DO PAVIMENTO COEFICIENTE

ESTRUTURAL (k)

CONCRETO BETUMINOSO (CBUQ) 2,00

PRÉ-MISTURADO A QUENTE, DENSO (PMQ) 1,70

PRÉ-MISTURADO A FRIO, DENSO (PMF) 1,40

BASE OU CAPA DE PENETRAÇÃO 1,20

BASE GRANULAR 1,00

BASE DE SOLO-CIMENTO (21 < RCS < 28 kgf/cm2) 1,20

BASE DE SOLO-CIMENTO (28 < RCS < 45 kgf/cm2) 1,40

BASE DE SOLO-CIMENTO (RCS > 45 kgf/cm2) 1,70

44

Capa (CAP)

CBR Subleito = 10%

Base genérica

(k=1,7)

CBR Sub-base = 25%

(solo escolhido)

76

30

10

2

0

46

Melhoria do material (k=1,7)

permite reduzir a espessura da

base que é mais cara. Realizar

análise econômica

Base

(Base de Solo RCS > 45 kgf/cm2 : k=1,7)

= 33 / 1,7 ≈ 20 cm

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