DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO ?· Pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas de espessuras finitas,…

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA

    DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

    Daniel Wolter Martell

    DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO AEROPORTURIO: ANLISE MECANSTICA COM O SOFTWARE ALIZ

    Porto Alegre

    dezembro 2009

  • DANIEL WOLTER MARTELL

    DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO AEROPORTURIO: ANLISE MECANSTICA COM O SOFTWARE ALIZ

    Trabalho de Diplomao apresentado ao Departamento de Engenharia Civil da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, como parte dos requisitos para obteno do

    ttulo de Engenheiro Civil

    Orientador: Washington Peres Nez

    Porto Alegre

    dezembro 2009

  • DANIEL WOLTER MARTELL

    DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO AEROPORTURIO: ANLISE MECANSTICA COM O SOFTWARE ALIZ

    Este Trabalho de Diplomao foi julgado adequado como pr-requisito para a obteno do

    ttulo de ENGENHEIRO CIVIL e aprovado em sua forma final pelo Professor Orientador e

    pela Coordenadora da disciplina Trabalho de Diplomao Engenharia Civil II (ENG01040) da

    Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

    Porto Alegre, dezembro de 2009.

    Prof. Washington Peres Nez Dr. pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul

    Orientador

    Profa. Carin Maria Schmitt Coordenadora

    BANCA EXAMINADORA

    Prof. Washington Peres Nnez (UFRGS) Dr. pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul

    Rodrigo Malysz Dr. pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul

    Profa. Suyen Matsumura Nakahara Dra. pela Escola Politcnica da Universidade de So Paulo

  • Dedico este trabalho a meus pais, Francisco e Gislaine, e a meus irmos, Gabriel, Rafael e Raquel,

    por todo apoio recebido.

  • AGRADECIMENTOS

    Agradeo ao meu orientador Prof Washington Peres Nez pela dedicao e por tanto

    contribuir com meus conhecimentos geotcnicos, especialmente na rea da pavimentao.

    Obrigado Prof. Washington, pela amizade e pelo esforo dedicado minha formao.

    Agradeo ao Prof. Adriano Virglio Damiani Bica, meu orientador na iniciao cientfica.

    Obrigado Prof. Bica, pela confiana em mim depositada e por me fazer descobrir a vida

    acadmica.

    Agradeo Prof. Carin, pelo esforo destinado ao andamento deste trabalho. Sem sua

    dedicao, isso no teria sido possvel.

    Agradeo a todos os professores dos quais fui aluno durante minha Graduao, especialmente

    aos do grupo geotcnico dessa Universidade, rea na qual pretendo atuar profissionalmente.

    Se assim escolhi, foi porque no faltaram exemplos.

    Agradeo a minha famlia e a meus amigos de Bag que sempre torceram e continuam

    torcendo pelo meu sucesso. Sempre que precisei, eles estavam ali para me apoiar. Muito

    obrigado.

    Agradeo aos meus queridos pais, Francisco Carlos e Gislaine, e a minha av, Melina, pelo

    carinho, dedicao e esforo a mim dedicado.

    Agradeo a meus irmos, Gabriel, Rafael e Raquel. Espero que mesmo distantes, nossa

    amizade aumente cada vez mais.

    Agradeo ao CNPq, pelo auxlio financeiro.

  • A mente que se abre a uma nova idia jamais voltar ao seu tamanho original.

    Albert Einstein

  • RESUMO

    MARTELL, D. W. Dimensionamento de pavimento aeroporturio: anlise mecanstica com o software Aliz. 2009. 68 f. Trabalho de Diplomao (Graduao em Engenharia Civil) Departamento de Engenharia Civil. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.

    Este trabalho aborda aspectos relativos ao dimensionamento de uma estrutura de pavimento

    aeroporturio. Para que um pavimento esteja em boas condies de operao, deve propiciar

    aos seus usurios conforto e segurana. Precisa, do mesmo modo, estar bem dimensionado do

    ponto de vista estrutural. Na avaliao de um pavimento, dois aspectos devem ser levados em

    conta, sendo eles: estrutural e funcional. O aspecto funcional est relacionado camada de

    revestimento e com possveis defeitos que essa possa apresentar. O enfoque deste trabalho

    na abordagem estrutural. Foram analisados quatro tipos de aeronaves: Airbus A340, Airbus

    A380, Boeing B777 e Boeing B747. Foram estudadas suas cargas, presso de inflao dos

    pneus e geometrias dos trens-de-pouso, dados necessrios para emprego do software. Foi

    definida uma estrutura para ser avaliada pelo programa Aliz. Definidos os carregamentos e a

    estrutura a ser analisada, foram determinadas as solicitaes atuantes no pavimento bem como

    os valores admissveis que a estrutura pode suportar. Com base nos resultados computados,

    foram feitas anlises dos mesmos. Os valores atuantes na estrutura foram comparados com os

    valores admissveis suportados pelos materiais constituintes das camadas. Por fim, foram

    feitas algumas concluses com relao deformao de extenso atuante na fibra inferior da

    camada de revestimento asfltico bem como das deformaes verticais atuantes nas camadas

    de base, sub-base e subleito. Foi possvel fazer consideraes relacionadas fadiga do

    revestimento asfltico bem como possveis rupturas das camadas granulares.

    Palavras-chave: dimensionamento, pavimento aeroporturio; aspecto estrutural, anlises.

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 1: ilustrao do sistema de camadas de um pavimento flexvel ........................... 14

    Figura 2: ilustrao do sistema de camadas de um pavimento rgido .............................. 15

    Figura 3: diagrama com o delineamento da pesquisa ...................................................... 20

    Figura 4: ilustrao da deformao de um revestimento asfltico submetido a um carregamento ......................................................................................................

    21

    Figura 5: equipamento do laboratrio de pavimentao da UFRGS para determinao do mdulo de resilincia em solo-agregado ....................................................... 24

    Figura 6: equipamento para ensaio de compresso diametral de carga repetida em misturas asflticas .............................................................................................. 25

    Figura 7: exemplo de uma estrutura de pavimento para clculo com Aliz-mcanique .. 35

    Figura 8: ilustrao da estrutura dimensionada ................................................................ 36

    Figura 9: definio da carga de referncia ....................................................................... 37

    Figura 10: definio da carga especial ............................................................................. 39

    Figura 11: visualizao de uma carga especial com 16 rodas .......................................... 39

    Figura 12: lanamento do clculo mecnico .................................................................... 40

    Figura 13: exemplo dos resultados de clculo com Aliz-mcanique ............................. 42

    Figura 14: exemplo de clculo dos valores admissveis .................................................. 43

    Figura 15: exemplo de consulta a biblioteca de materiais................................................. 45

    Figura 16: trem-de-pouso Boeing B747 ........................................................................... 48

    Figura 17: vista geral do Boeing B747 ............................................................................. 48

    Figura 18: trem-de-pouso Boeing B777 ........................................................................... 49

    Figura 19: ilustrao de um Boeing B777 ........................................................................ 50

    Figura 20: trem-de-pouso de um Airbus A380 ................................................................ 51

    Figura 21: ilustrao de um Airbus A380 ........................................................................ 52

    Figura 22: trem-de-pouso de um Airbus A340 ................................................................ 53

    Figura 23: ilustrao de um Airbus A340 ........................................................................ 53

    Figura 24: aspecto bidimensional das deformaes horizontais geradas pela aeronave Airbus A340 .......................................................................................................

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    Figura 25: aspecto tridimensional das deformaes horizontais geradas pela aeronave Airbus A340 .......................................................................................................

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    Figura 26: aspecto bidimensional das deformaes horizontais geradas pela aeronave Airbus A380 .......................................................................................................

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    Figura 27: aspecto tridimensional das deformaes horizontais geradas pela aeronave Airbus A380 .......................................................................................................

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  • Figura 28: aspecto bidimensional das deformaes horizontais geradas pela aeronave Boeing B747 .......................................................................................................

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    Figura 29: aspecto tridimensional das deformaes horizontais geradas pela aeronave Boeing B747 .......................................................................................................

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    Figura 30: aspecto bidimensional das deformaes horizontais geradas pela aeronave Boeing B777 .......................................................................................................

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    Figura 31: aspecto tridimensional das deformaes horizontais geradas pela aeronave Boeing B777 ...........................................................................