Diseno Pavimentos Flexibles Aeropuertos - Presentacion PDF

7/21/2019 Diseno Pavimentos Flexibles Aeropuertos - Presentacion PDF

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DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE PARA AEROPUERTOSDISEÑO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE PARA AEROPUERTOS

Ing.Ing. EspEsp. JULIÁN RODRIGO QUINTERO GONZÁLEZ. JULIÁN RODRIGO QUINTERO GONZÁLEZ

UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS DE AQUINOUNIVERSIDAD SANTO TOMÁS DE AQUINO -- UNIDAD DE POSTGRADOSUNIDAD DE POSTGRADOS

SANTIAGO DE TUNJASANTIAGO DE TUNJA20092009



JULIÁN RODRIGO QUINTERO GONZÁLEZJULIÁN RODRIGO QUINTERO GONZÁLEZ

Ingeniero en Transporte y Vías - Universidad Pedagógica y Tecnológica de ColombiaEspecialista en Geotecnia Vial y Pavimentos - Universidad Santo Tomás de Aquino (Colombia)

2Diseño de Estructuras de Pavimento Flexible para Aeropuertos - Ing. Julián Rodrigo Quintero González



1. ASPECTOS GENERALES SOBRE AEROPUERTOS Y CONFIGURACIÓN DE1. ASPECTOS GENERALES SOBRE AEROPUERTOS Y CONFIGURACIÓN DE

PISTASPISTAS

22.. GENERALIDADESGENERALIDADES SOBRESOBRE LASLAS AERONAVESAERONAVES

33.. GENERALIDADESGENERALIDADES SOBRESOBRE PAVIMENTOSPAVIMENTOS FLEXIBLESFLEXIBLES PARAPARA AEROPUERTOSAEROPUERTOS44.. VARIABLESVARIABLES CONSIDERADASCONSIDERADAS ENEN ELEL DISEÑODISEÑO DEDE PAVIMENTOSPAVIMENTOS FLEXIBLESFLEXIBLESPARAPARA AEROPUERTOSAEROPUERTOS

55.. CARACTERIZACIÓNCARACTERIZACIÓN DELDEL SUELOSUELO DEDE SUBRASANTESUBRASANTE YY DEDE MATERIALESMATERIALES PARAPARALALA ESTRUCTURAESTRUCTURA DEDE PAVIMENTOPAVIMENTO

..

Diseño de Estructuras de Pavimento Flexible para Aeropuertos - Ing. Julián Rodrigo Quintero González 3



1. ASPECTOS GENERALES SOBRE AEROPUERTOS Y1. ASPECTOS GENERALES SOBRE AEROPUERTOS Y

Naturaleza de la infraestructura de un aeropuerto, las pistas de aterrizaje, lascalles de rodaje, apartaderos y hangares, en los cuales se puede disponer cualquier tipo de estructura de pavimento.

AeropuertosPistasCalles de rodajePlataformas

Apartaderos de estacionamientoHangares




1.1. AEROPUERTOS1.1. AEROPUERTOS

Los aeropuertos son estaciones para los pasajeros de las aerolíneas y para eltransporte de mercancías. Allí los aviones reciben combustible, mantenimiento

.pavimentadas de uno o varios kilómetros de extensión, calles de rodaje,terminales de pasajeros y carga, plataformas de estacionamiento y hangarese man en m en o.




1.2. PISTAS1.2. PISTAS

Una parte indispensable en un aeropuerto son las pistas de aterrizaje ydespegue, que necesitan ser lo suficientemente largas y anchas para que

usen en el aeropuerto. Además de eso, necesitan ser planas, sin o con lamínima inclinación posible.




1.2. PISTAS1.2. PISTAS

Pista única

Pistas de doble calzadaPistas cruzadas

s a en a er a




1.3. CALLES DE RODAJE1.3. CALLES DE RODAJE

En muchos aeropuertos, las calles de rodaje forman ángulos rectos con lasistas con el resultado de ue el avión debe desacelerar ara lle ar con ba a

velocidad antes de que pueda girar.

Una calle de rodaje proyectada para permitir altas velocidades de giro reduceel tiem o de ocu ación de ista ara una aeronave ue aterriza, lo cualpermite que los aviones que van llegando lo hagan menos espaciadamente,en cuanto a tiempo se refiere, o que se pueda intercalar un despegue entre

.




11..44.. PLATAFORMASPLATAFORMAS

Es el área destinada a dar cabida a las aeronaves mientras se llevan a cabocomo otras operaciones de atención a la aeronave. Es la parte de unaeropuerto o aeródromo donde las aeronaves estacionan. Pertenece al lado

a re e aeropuerto, pero a tua mente no se a nc uye en e rea emaniobras.

En la plataforma se realizan las labores de embarque, carga, descarga,repos a e, e c. n m os cn cos rec e am n e nom re e rea eestacionamiento de aeronaves. Existe regulación específica para el diseño delataformas, así como sobre la o eración de aeronaves en la misma.




11..55.. APARTADEROSAPARTADEROS DEDE ESPERAESPERA

Estas zonas, también conocidas con los nombres de “zonas de comprobación”“ ”finales de pistas para los aviones de émbolo con objeto de realizar las últimascomprobaciones antes del despegue y para todos los tipos de aviones que han

de esperar su turno para dicho despegue.

as zonas son o su c en emen e amp as para que s un av n no pue adespegar, debido a algún fallo, otro avión que esté preparado para despegar

ueda asar a la ista.




11..66.. APARTADEROSAPARTADEROS DEDE ESTACIONAMIENTOESTACIONAMIENTO

Estas zonas son áreas relativamente pequeñas situadas convenientemente en.aeropuertos el número de posiciones de estacionamiento puede ser insuficiente para manejar la demanda durante un periodo punta del día.

Estos estacionamientos no son necesarios si la capacidad es igual a lademanda; las fluctuaciones de una demanda futura son difíciles de predecir,por lo tanto será necesario disponer de un medio de estacionamiento

.




11..77.. HANGARESHANGARES

El hangar es un lugar utilizado para guardar aeronaves, generalmente de

grandes dimensiones y situado en los aeródromos. También se denominahangar, en los portaaviones, al lugar en el que, con similar fin, pernoctan y searman los aviones.




2. GENERALIDADES SOBRE LAS AERONAVES2. GENERALIDADES SOBRE LAS AERONAVES

Conjunto de las consideraciones más importantes relacionadas con las, ,primer paso para el análisis de la variable transito.

Definición

Tren de aterrizaje

Peso de la aeronave

Clases de aeronaves13Diseño de Estructuras de Pavimento Flexible para Aeropuertos - Ing. Julián Rodrigo Quintero González



2.1. DEFINICIÓN2.1. DEFINICIÓN

La aeronave es un vehículo con capacidad de carga que puede moverse arav s e a re, sus en a o por su prop a uerza ascens ona , o en por aacción dinámica del aire contra sus superficies.

22..22.. CONSIDERACIONESCONSIDERACIONES RELATIVASRELATIVAS AA LALA AERONAVEAERONAVE

Las cargas de los aviones se transmiten al pavimento a través del tren de

aterrizaje, que normalmente consta de dos patas principales y una auxiliar,ésta última estando cerca de la proa (disposición más frecuente el día de hoy)o cerca de la cola (sistema antiguo).




La parte de la carga impuesta por cada pata depende de la posición del centrode gravedad respecto a los tres puntos de apoyo. La distribución estática dela carga entre las diferentes patas se ilustrarse en la siguiente figura.

21 + PW = PDonde: W = Peso bruto del aviónP1 = Carga transmitida por el tren de nariz

=




2.3. TREN DE ATERRIZAJE2.3. TREN DE ATERRIZAJE

La distribución de las llantas en cada pata del tren principal de un avióncomercial se hace de acuerdo a tres disposiciones típicas:

mp e

Doble

citados. Entre los aviones comerciales comunes, poseen sistema simple elDC3, doble el DC4, DC6, DC9, B727 y B737 y tándem doble el DC8, B707,

y .




2.3. TREN DE ATERRIZAJE2.3. TREN DE ATERRIZAJE

SimpleDoble

Tándem doble




2.4. PESO DE LA AERONAVE2.4. PESO DE LA AERONAVE

El peso bruto máximo de las aeronaves es una de las variables más

(flexible y rígido) para aeropuertos, esta, junto con la geometría del tren deaterrizaje y el número de operaciones o salidas anuales, constituyen el

conjunto de parámetros fundamentales de todos los métodos de diseño hastahoy desarrollados.

El peso de las aeronaves depende de sus características físicas, técnicas y de

diseño reestablecidas or los constructores de la clase de actividades uoperaciones en las que se desempañen, las cuales, son definidas por lospropietarios y/o administradores de las aeronaves y las aerolíneas deranspor e a reo e pasa eros, e mercanc as y m ar.




2.4. PESO DE LA AERONAVE2.4. PESO DE LA AERONAVE

Aeronave

Aviación

de aterrizaje

Lbs. Kg. Ton.

Centurion 210 General Simple 4100 1860 1.860

Citaxion X General Doble 36000 16329 16.329- enera mp e .

DC-8 Comercial Tándem doble 358000 162386 162.386

DC-9-32 Comercial Doble 109000 49442 49.442

DC-10-10 Comercial Tándem doble 458000 207745 207.745

DC-10-30 Comercial Tándem doble 583000 264444 264.444

Airbus 380-800 General Tándem doble 1’239000 562001 562.001

Boeing 737- 100 Comercial Doble 100000 45359 45.359

Boeing 747- 200 Comercial Tándem doble 833000 377842 377.842

Boeing 767- 200 Comercial Tándem doble 335000 151953 151.953

MD-11 Comercial Tándem doble 621000 281681 281.681

Concorde Comercial Tándem doble 410000 185973 185.973

- .

L-1011 Comercial Tándem doble 498000 225889 225.889

KC 10 Militar Tándem doble 583000 264444 264.444

C130 Hércules Militar Doble 155000 70307 70.307

19

F-15C Militar Simple 68000 30844 30.844

F-16C Militar Simple 42300 19187 19.187

Diseño de Estructuras de Pavimento Flexible para Aeropuertos - Ing. Julián Rodrigo Quintero González



2.5. CLASES DE AERONAVES2.5. CLASES DE AERONAVES

Existen diferentes tipos de aeronaves, las cuales se pueden clasificar de

particular, de forma análoga a la clasificación de aeropuertos ya estudiada.

Aviación General

Aviación Comercial

Aviación Militar




Aviación GeneralAviación General

Centurión 210 Citation X

DC-3 Airbus 380




Aviación ComercialAviación Comercial

Boeing 747 MD-11

Concorde Fokker F-100




Aviación Mili tar Aviación Mili tar

Hércules FAC KC 10 USA AF

Mirage 2000N F-15




33.. GENERALIDADESGENERALIDADES SOBRESOBRE PAVIMENTOSPAVIMENTOS FLEXIBLESFLEXIBLES PARAPARAAEROPUERTOSAEROPUERTOS

,estructurales que lo componen y las características de los materiales en cadacaso.

Capa subbase

Capa de baseCapa de rodaduraBases y subbases estabilizadas




33..11.. SUBRASANTESUBRASANTE

Los suelos de subrasante están sujetos a menores esfuerzos que las capas de

base subbase la car eta. Los esfuerzos en la subrasante se atenúan con laprofundidad y el control de esfuerzos sobre la subrasante es usualmente sobreesta misma.

33..22.. CAPACAPA DEDE SUBBASESUBBASE

La subbase es una parte integral de la estructura en todos los pavimento

mayor (usualmente en tipos de suelo GW o GP). La función de la subbase essimilar a la de la capa de base es decir distribuir las cargas de las ruedassobre el suelo de fundación y la subrasante.




33..33.. CAPACAPA DEDE BASEBASE

La capa de base es el componente principal de la estructura del pavimento.el suelo de fundación del pavimento, la subbase y la subrasante.

33..44.. CAPACAPA DEDE RODADURARODADURA

Es una capa que protege las demás capas granulares de la penetración del

a ua rovee una su erficie fina bien adherida ue evita ue el material sueltopueda poner en peligro la aeronave o las personas, resiste esfuerzos detracción inducidos por la carga de las aeronaves y provee una texturaan es zan e que no causa esgas e en as rue as.




33..55.. BASESBASES YY SUBBASESSUBBASES ESTABILIZADASESTABILIZADAS

Las bases y subbases estabilizadas son necesarias para pavimentos nuevos. .

Kg.) o más. Estas capas estabilizadas pueden sustituir a las capas granularesal implementar otro tipo de factores (factores para reducción de espesores),los cuales están basados en estudios con los cuales se mejora el desempeñodel pavimento.

Subbase granular de alta calidad

Base granular de alta calidad

Base estabilizada




44.. VARIABLESVARIABLES CONSIDERADASCONSIDERADAS ENEN ELEL DISEÑODISEÑO DEDE PAVIMENTOSPAVIMENTOSFLEXIBLESFLEXIBLES PARAPARA AEROPUERTOSAEROPUERTOS

.. ..

de la subrasante, para lo cual es necesario realizar la evaluación de laspropiedades mecánicas de los suelos, el tipo de suelo, sus condiciones dehumedad, compactación y potencial de cambio volumétrico entre otros.

Tipo de pavimentos: de acuerdo con el tipo de estructura escogida el diseñoy comportamiento del mismo será particular para cada caso, los tipos de

.




44..22.. TRÁNSITOTRÁNSITO

Cuya finalidad es conocer el nivel de solicitación que produce la circulación de.

Magnitud de las cargas: la cual es función tanto del tipo de avión como de la

altura de la pista sobre el nivel del mar y la temperatura ambiente de la región.

Geometría del tren de aterrizaje: la forma y distribución de las llantas encada pata del tren principal de cada aeronave en particular.

Volumen de transito: además de la magnitud de las cargas, es necesariodeterminar también su frecuencia en términos del avión de diseño.




44..33.. CLIMACLIMA YY CONDICIONESCONDICIONES REGIONALESREGIONALES

Es el conjunto de las condiciones atmosféricas de la región geográfica en,

temperatura, humedad, presión, nevadas, régimen de lluvias, vientos ynubosidad.

Temperatura media mensual de los últimos diez años para calcular laempera ura e a nua on era a .

Precipitación media anual de los últimos diez años.Número de días eriodos de lluvia en el año.




44..44 COSTOSCOSTOS DEDE LALA ESTRUCTURAESTRUCTURA DEDE PAVIMENTOPAVIMENTO

Fase de diseño. Ensayos elaborados para determinar las características del

suelo de subrasante los materiales a utilizar en las ca as de la estructura.

Fase de construcción. Los costos propios de la ejecución de los trabajos de.

Fase de conservación y mantenimiento. Los cuales se deben considerar como parte de un programa de gestión de pavimentos.

44..55 FACTORESFACTORES INTRÍNSECOSINTRÍNSECOS

a res s enc a es ruc ura , a e orma a y a ura a .




55.. CARACTERIZACIÓNCARACTERIZACIÓN DELDEL SUELOSUELO DEDE SUBRASANTESUBRASANTE YY DEDE

,y la capa de rodadura mediante ensayos de laboratorio, los cuales tienen granimportancia desde el punto de vista de los resultados de las pruebas dea ora or o, a cua es perm en a us ar os se os a as carac er s cas e osmateriales disponibles como primer paso para realizar un diseño exitoso.

Ensayos y clasificación de suelos para la subrasante




55..11.. ENSAYOSENSAYOS YY CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓN DEDE SUELOSSUELOS PARAPARA LALASUBRASANTESUBRASANTE

Relación de valor soporte de California (CBR, California Bearing Ratio): INV- E 101 - 07 e INV E - 148 - 07

Valor de resistencia Hveem Valor R

Penetración dinámica con cono (PDC): INV E - 172 - 07

Módulo de resiliencia (Mr) para pavimentos flexibles: INV E -156 - 07

.




55..11.. ENSAYOSENSAYOS YY CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓN DEDE SUELOSSUELOS PARAPARA LALASUBRASANTESUBRASANTE

,tomar muestras en todo el desarrollo del mismo (sondeos o apiques).

- - - -

Limites de Atteberg: INV - E 101 – 07, INV E - 125 - 07 e INV E - 126 - 07

Valor soporte (CBR): INV - E 101 - 07 e INV E - 148 - 07

Densidad (Proctor): INV - E 101 - 07 e INV E -142 - 07

Humedad: INV E -122 - 07




55..22.. CARACTERIZACIÓNCARACTERIZACIÓN DEDE MATERIALESMATERIALES

Determinación de los módulos resilientes en laboratorio: el módulo

triaxial. Dependiendo del tipo de suelo existen diferencias en las condicionesde realización del ensayo debido a que el comportamiento resiliente de lossuelos está afectado por factores de carga y de servicio.

Determinación del módulo dinámico o stiffness de las mezclas asfálticasen laboratorio: el stiffness o módulo dinámico de las muestras asfálticaspue e ser e erm na o me an e e ensayo e racc n n rec a por compresión diametral para diferentes condiciones de temperatura y tiempo dea licación de car a.




66.. MÉTODOSMÉTODOS DEDE DISEÑODISEÑO DEDE PAVIMENTOSPAVIMENTOS FLEXIBLESFLEXIBLES PARAPARAAEROPUERTOSAEROPUERTOS

Metodología de la Federal Aviation Administration FAA para el diseño deespesores de pavimento para aeropuertos

Implementación del programa LEDFAA para el diseño de espesores parapavimentos

Aplicación de la metodología racional en el cálculo de espesores depavimentos para aeropuertos




66..11.. METODOLOGÍAMETODOLOGÍA DEDE LALA FEDERALFEDERAL AVIATIONAVIATION ADMINISTRATIONADMINISTRATION

AEROPUERTOSAEROPUERTOS

La Administración Federal de Aviación (FAA) de los Estados Unidos, haadoptado un método para calcular la resistencia de los pavimentos deaeropuertos. El método consta de una serie de curvas que sirven paradeterminar los espesores de las llamadas áreas críticas, siendo estas por las

.

Propiedades de los suelos de la subrasanteagn u e as cargas

Geometría del tren de aterrizajeVolumen de transito




PROPIEDADESPROPIEDADES DEDE LOSLOS SUELOSSUELOS DEDE SUBRASANTESUBRASANTE

ara a eva uac n geo cn ca e a su rasan e, e m o o ene su prop aclasificación de suelos basada en la granulometría, el limite liquido y el índicelástico, or medio de la cual establece el valor relativo del suelo como

material de fundación y el requerimiento o no de subbase, considerandoademás las condiciones de drenaje existentes y la influencia de las heladas.

El método de cálculo CBR es básicamente empírico; con todo, el método ha

sido objeto de numerosas investigaciones y se han preparado correlacionesfiables.




MAGNITUDMAGNITUD DEDE LASLAS CARGASCARGAS

El procedimiento de cálculo supone que el 95% del peso bruto es soportado.

máximo de despegue debe utilizarse en el cálculo del espesor del pavimentorequerido. Esta variable se denomina como el peso bruto máximo para eldecolaje PBMD.




GEOMETRÍAGEOMETRÍA DELDEL TRENTREN DEDE ATERRIZAJEATERRIZAJE

El tipo de tren de aterrizaje y su configuración determinan de qué modo se

pavimento a las cargas producidas por la aeronave.

El examen de la configuración del tren, las zonas de contacto de losneumáticos la resión de los mismos en uso común indica ue se si ue unatendencia determinada relacionada con el peso bruto de la aeronave.




PRESIÓNPRESIÓN DEDE INFLADOINFLADO

La presión de los neumáticos varía entre 75 y 200 Lb./pulg2 (0.52 a 1.38

MPa.), en función de la configuración del tren y del peso bruto. Debe tomarsenota de que la presión de los neumáticos ejerce menor influencia sobre losesfuerzos de los pavimentos a medida que aumenta el peso bruto y que el

2. . . .




VOLÚMENVOLÚMEN DEDE TRÁNSITOTRÁNSITO

El espesor del pavimento es función de la magnitud de las cargas y de su

frecuencia. Es necesario convertir el número de operaciones de decolaje delos diversos tipos de aeronaves a número de decolajes de la aeronave dediseño, que es aquella que entre todas las que se esperará uso de la pista,

.




En rimer lu ar deben convertirse todas las aeronaves al mismo ti o de trende aterrizaje de la aeronave de cálculo. Se deben utilizar los factores deconversión que se muestran en el cuadro .

Para convertir de A Multiplicar por

Rueda Simple Ruedas Gemelas 0.80Rueda Simple Boggie 0.50

.Boggie Doble Boggie 1.0

Boggie Rueda Simple 2.0

ogg e ue as eme as .Ruedas Gemelas Rueda Simple 1.3

Boggie Doble Ruedas Gemelas 1.7




Una vez que se han agrupado las aeronaves en la misma configuración detren de aterrizaje, la conversión a salidas anuales equivalentes de la aeronavede cálculo, debe determinarse según la siguiente expresión:

0.51221 )/W(W*R Log=R Log

principaltrendelruedasde Número

0.95* decolaje paramáximo brutoPeso=W2oW1

Donde: R1 = Número de decolajes del avión de diseño que equivalen a un

W1 = Carga por rueda del tren principal del avión de diseño.W2 = Carga por rueda del tren principal del avión al que corresponde

2 ecoaes.




La determinación del número de decolajes equivalentes de cabina ancha sehace de manera diferente debido a las particulares características del tren deaterrizaje de dichas aeronaves.

proce m en o recomen a o por a cons s e en suponer n camen epara efectos del cálculo de decolajes equivalentes que cada avión de cabinaancha es i ual a uno convencional de 136100 K . o 300000 lb. de eso brutomáximo para decolaje con tren de aterrizaje de tipo Tándem doble.




Para salidas ma ores a 25.000 o eraciones anuales el es esor total delpavimento deberá incrementarse de acuerdo con el siguiente cuadro. Delespesor total obtenido por el correspondiente incremento se debe aumentar la

.la base y la subbase.

SALIDAS ANUALES PORCENTAJE DEL ESPESOR

.

50000 1.04100000 1.08150000 1.10200000 1.12




Para la determinación de los diferentes es esores de avimento flexible araaeropuertos se encuentran las cartas de diseño elaboradas por la FAA.

más la capa de rodadura se determina en cada carta de acuerdo a la aeronavede diseño predeterminada, el espesor de la capa de subbase resulta de ladiferencia entre el espesor total y la suma de los espesores de la base y lacapa de rodadura obtenidos de las cartas de diseño.

Los espesores de base granular para pavimentos deben cumplir con ciertosespesores mínimos, después de que se hayan hecho todas las sustituciones yequivalencias.

verificado con el mínimo espesor de pavimento requerido47Diseño de Estructuras de Pavimento Flexible para Aeropuertos - Ing. Julián Rodrigo Quintero González



Carta 4. de diseño de

Capacidad de Sopor te CBR (%)

3Espesor de capa de rodadura:Áreas críticas: 12.50cm (5.0pulg.)

Áreas No críticas: 10.0cm (4.0pulg.)

Área de contacto = 1580 cm²

4 5 6 7 8 9 10 15 20 25 30 40 50

P e s o B r u t o

385.550362.850

317.500

pav men os ex espara áreas críticas:

B-747-100 Serie 200

Nota: Curvas basadas en un periodo dediseño del pavimento de 20 años.

s A e r

o n a v

e

e l a A e r o n a v e ( K g . )

272.150

226.750

181.400

148cm

B, C, F D e

c o l a j e

s A n

u a l

1.2003.0006.000

15.00025.000

136.050


7.5 10 12.5 15 20 2517.5 50 7537.5 62.5 100 125

Espesor (cm)



66..22.. IMPLEMENTACIÓNIMPLEMENTACIÓN DELDEL PROGRAMAPROGRAMA LEDFAALEDFAA PARAPARA ELEL

LEDFAA V1.3

El programa LEDFAA fue diseñado por la F.A.A. (Federal Aviation

m n s ra on es o a men e gra u o y e uso a er o a p co. programapuede diseñar la estructura y obtener los espesores del pavimento a partir dearámetros definidos or el usuario.




Entre los arámetros están la com osición vehicular, el crecimiento de tránsitoy el periodo de diseño y los tipos de materiales; de tal manera que laestructura cumpla con el criterio de tener factor de daño acumulado igual a 1 al

.

El valor del módulo de la subrasante para el diseño de pavimentos flexibles sepuede determinar de varias maneras, la más común es mediante la siguienteexpresión:

*CBR.E = 5001

Donde: CBR = Valor de la capacidad de soporte CBR de la subrasante en %= 2




FUNDAMENTOFUNDAMENTO DELDEL PROGRAMAPROGRAMA

El programa LEDFAA se fundamenta en el cálculo de factor de daño

,a las obras de rehabilitación. Para un aeropuerto está expresado por lasecuaciones.

APLICADAS CARGA DE ES REPETICION DE NUMEROCDF =

( )FALLA LA HASTAS OPERACIONE COBERTURA DE RELACIÓN

TRANSITO

AÑOS EN VIDA DE PERIODO ANUALES SALIDAS CDF

*

*

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ =




Cuando el CDF es i ual a 1 el avimento ha utilizado toda su vida de fati aes necesario rehabilitarlo.

utilizar.

Cuando el CDF >1 el pavimento a utilizado toda su vida de fatiga y elpavimento ha tenido fallas.




COMANDOSCOMANDOS BÁSICOSBÁSICOS YY PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO DEDE UTILIZACIÓNUTILIZACIÓN

Para instalar todas las aplicaciones del programa se requiere cumplir algunas

,permitan su correcto funcionamiento y precisión en los resultados obtenidos.Entre estos requisitos básicos se tienen:

Procesador como mínimo 486 Mb o Pentium

Sistema operativo requerido Windows 3.1 en adelante.




Ventana principal para entrada de datos en LEDFAA v1.3




Ventana para ingreso de las características de diseño del pavimento




Ventana que muestra características de la aeronave seleccionada – Airbus A380-800




Inicio el proceso e cálculo de la estructura de pavimento




Estructura diseñada por el programa Ledfaa v1.3 con parámetros de diseño definidos




66..33.. APLICACIÓNAPLICACIÓN DEDE LALA METODOLOGÍAMETODOLOGÍA RACIONALRACIONAL ENEN ELEL

AEROPUERTOSAEROPUERTOS

Este método consiste en la determinación de esfuerzos y deformaciones enuna estructura de pavimento, para luego ser comparados con parámetros deesfuerzos y deformaciones admisibles por la misma estructura. Se hace

indispensable el conocimiento de distintos parámetros tales como:

Los esfuerzos y deformaciones admisibles para las diferentes capas delpavimento.

Los esfuerzos y deformaciones presentes en la estructura por la aplicaciónde car as de tránsito




ESFUERZOSESFUERZOS YY DEFORMACIONESDEFORMACIONES ADMISIBLESADMISIBLES PARAPARA CADACADA UNAUNA DEDE

Los esfuerzos deformaciones admisibles ara cada una de las diferentescapas del pavimento son aquellos que garanticen los parámetros deserviciabilidad y durabilidad del pavimento dentro del periodo de diseño antes

.

Del tránsito acumulado sobre el período de cálculo considerado.Del riesgo de daño admitido para este período.De las características de resistencia por fatiga de los materiales.

.De los datos de observación del comportamiento de calzadas del mismotipo.




Deformación por tracción en la base inferior de la capa de rodadura: ladeterminación de la deformación por tracción en la base de la capa derodadura antes de la falla se calcula a partir del conocimiento de las pasadas

,el uso de la expresión:

( ) ( ) ( ) A AA E Log LogC Log 101010 *665.2*568.2 −−= ε

Donde: C = Número de pasadas a la fallaEA = Módulo del concreto asfáltico en psi

AA = e ormac n or zon a por racc n en a ase e a capaasfáltica admisible)




Deformación por compresión en la capa de subrasante: la determinaciónde la deformación por compresión en la parte superior de la subrasante antesde la falla se calcula a partir del conocimiento de las pasadas admisibles o de

,

1.8

004.0 ⎞⎛ uan o es ≤ a .

Cuando C es > a 12.100

⎟ ⎠

⎜⎝

=

v

ε

21.14

002428.0 ⎞⎛

⎠⎝ =

vε

on e: = mero e pasa as a a a aεv = Deformación vertical por compresión en la parte superior de la

subrasante admisible antes de la falla




CÁLCULOCÁLCULO DEDE ESFUERZOSESFUERZOS YY DEFORMACIONESDEFORMACIONES PRESENTESPRESENTES ENENLALA ESTRUCTURAESTRUCTURA DELDEL PAVIMENTOPAVIMENTO

pueden utilizar procedimientos convencionales ya sea por expresiones outilizando programas computacionales.

BISAR 3.0




Ventana para la entrada de cargas en Bisar 3.0




VERIFICACIÓNVERIFICACIÓN DEDE LOSLOS ESFUERZOSESFUERZOS YY DEFORMACIONESDEFORMACIONES

ADMISIBLESADMISIBLES

Las calzadas con estructura mixta se verif ican en los siguientes puntos:

En la deformación del soporte

Los criterios que hay que verificar son:

inferior al valor admisibleQue la deformación vertical εz en la superficie de la subrasante sea inferior al




ANÁLISISANÁLISIS DEDE RESULTADOSRESULTADOS

Con base en los resultados obtenidos se establecen algunasrecomendaciones para la estructura de pavimento. Se debe determinar elcump m en o e os par me ros para garan zar a v a e serv c o e

pavimento.

De no poderse cumplir con el chequeo de los diversos parámetros se debenplantear soluciones a fin de cumplir con los requerimientos de esfuerzos y

e ormac ones.




Las metodologías desarrolladas para el diseño de estructuras de pavimento

flexible se fundamentan principalmente en el estudio de parámetros talescomo la composición del tránsito de la flota de aeronaves, la geometría deltren de aterrizaje de cada aeronave, el número de decolajes equivalentes de la

, ,

condiciones climáticas y el periodo de diseño de la estructura de pavimento.

La distribución de las cargas producidas por cada aeronave dependedirectamente de las características geométricas del tren de aterrizaje para

,hora de utilizar los factores de equivalencia para obtener un buen diseño.




El método de diseño desarrollado por la Administración Federal de Aviación

(FAA) de los Estados Unidos se fundamenta en la utilización de una serie decurvas que sirven para determinar los espesores de las áreas críticas, lasáreas no críticas y los bordes de las pistas de aterrizaje y calles de rodaje

,

suelos de la subrasante, la magnitud de las cargas, la geometría del tren deaterrizaje y el volumen de transito

El método fundamentado en el uso del programa Ledfaa v1.3 elaborado por

en el diseño de estructuras de pavimento para aeropuertos, sin embargo, ellector debe ser cuidadoso en la interpretación de los resultados obtenidos.




A pesar de que el uso del programa Ledfaa presenta algunas restricciones

en cuanto a la posibilidad de realizar ajustes a variables como la relación dePoisson y los módulos dinámicos para ciertos materiales, este se puedeemplear como un método complementario alternativo a la metodología manual

.

La Metodología Racional empleada en el diseño de pavimentos paraaeropuertos representa un método práctico y con buenas aplicaciones, quefacilita el análisis de los esfuerzos y deformaciones que pueden presentarse

, .Este método puede aplicarse en forma complementaria a la Metodología de laFAA y el programa LEDFAA.




En la actualidad, en Colombia no existe una literatura que permita a los

ingenieros civiles, de carreteras, ingenieros en transporte y vías yprofesionales especializados en pavimentos, realizar de manera eficiente losprocedimientos necesarios para la evaluación de las variables derivadas de

,

discrepancias en el estudio de dichas variables.

A excepción de algunos documentos de origen extranjero y muy pocos anivel nacional, el diseño de estructuras de pavimento para aeropuertos esta

infraestructura aeroportuaria y empresas privadas que ejecutan trabajos en elárea, las cuales guardan toda la información relacionada con el tema.




Es importante que todo diseño de una estructura de pavimento este

soportado por los cálculos y procedimientos matemáticos correspondientes, enespecial cuando se piensa en el uso de programas de computador. Losresultados proporcionados por los programas deben ser comparados con los

, ,

y la Metodología Racional.Es imprescindible tener en cuenta que las características de los materiales

contemplados por los métodos hasta ahora desarrollados a nivel mundial, son

,lo cual se recomienda tener un especial cuidado en la realización de ensayospara la caracterización de los materiales en cada proyecto.




De forma similar, las variables relacionadas con el tránsito, las

características de las aeronaves y las condiciones climáticas deben ser estudiadas en detalle a la hora de formular cualquier tipo de alternativa parauna estructura de pavimento en cual región del territorio nacional.

Finalmente, es de gran importancia impulsar los proyectos de investigaciónque deben estar orientados a la elaboración de normas nacionales paraestandarizar los procedimientos de ensayo para materiales utilizados en

,y el desarrollo de programas y bases de datos que se ajusten a lascondiciones de la infraestructura Colombiana.




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