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Engenharia

Projeto de Pavimentos Aeroportuários

By 1 de fevereiro de 2019 No Comments

1. Estrutura do pavimento

Um pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas construída sobre a terraplenagem e destinada, técnica e economicamente, a resistir aos esforços oriundos do tráfego e a melhorar as condições de rolamento.

Suas camadas constituintes são:

  • Regularização do subleito: camada irregular sobre o subleito que corrige falhas da camada final de terraplenagem ou de um leito antigo de estrada de terra.
  • Reforço do subleito: quando existente, trata-se de uma camada de espessura constante sobre o subleito regularizado. Tipicamente um solo argiloso de qualidade superior à do subleito.
  • Sub-base: presente entre o subleito (ou camada de reforço deste) e a camada de base. Material de boa capacidade de suporte. Previne o bombeamento do solo de subleito para a camada de base.
  • Base: abaixo do revestimento, fornecendo suporte estrutural. Sua rigidez alivia as tensões no revestimento e distribui as tensões nas camadas inferiores.
  • Revestimento: camada do pavimento destinada a receber diretamente a ação do tráfego, devendo ser, tanto quanto possível, impermeável, resistente ao desgaste e suave ao rolamento.

Os pavimentos podem ser classificados em dois tipos principais: rígido ou flexível.

a) Pavimento rígido

Em pavimentos rígidos, estão presentes em geral camadas de concreto de cimento Portland (revestimento e base), de sub-base e, se necessário, de reforço do subleito (nessa ordem, de cima para baixo).

b) Pavimento flexível

Em pavimentos flexíveis, estão presentes em geral camadas de revestimento, de base, de sub-base e de reforço do subleito (nessa ordem, de cima para baixo).

2. Etapas de dimensionamento

O dimensionamento de pavimentos aeroportuários no Brasil é baseado nos métodos desenvolvidos pela FAA (Federal Aviation Administration), seja no projeto de novos pavimentos, assim como na restauração de pavimentos deteriorados. Criada em 1958, a FAA é uma agência governamental ligada ao Departamento de Transporte dos Estados Unidos, que é responsável pelos regulamentos e por todos os aspectos relacionados à aviação civil daquele país. Através das suas publicações, entre várias outras funções, essa entidade orienta projetistas e administradores quanto ao dimensionamento de pavimentos aeroportuários.

Nas últimas décadas, os pavimentos aeroportuários brasileiros têm sido dimensionados de acordo com as metodologias desenvolvidas pela FAA que se encontram apresentadas nos documentos AC 150/5320-6C (FAA, 1978), AC 150/5320-6D (FAA, 1995), AC 150/5320-6E (FAA, 2009) e, recentemente, AC 150/5320-6F (FAA, 2016). Tem-se que a AC 150/5320-6E (FAA, 2009), com abrangência sobre pavimentos rígidos e flexíveis, veio substituir aquela divulgada na AC 150/5320-6D (FAA, 1995), que preconizava a determinação das espessuras dos pavimentos rígidos e flexíveis através do modelo analítico de Westergaard e pelo Método do CBR, respectivamente.

Com relação às aeronaves, trabalha-se com uma divisão das mesmas em seis grupos, sendo que o projetista seleciona e ajusta as frequências de pouso e decolagem e os pesos das aeronaves consideradas no tráfego aéreo do aeroporto. Caso haja a necessidade de se considerar um grupo de aeronaves que não esteja inserido no programa, pode-se fazer esta consideração através de um grupo chamado Generic, que possibilita a inserção da aeronave através do tipo de trem de pouso que ela possui.

Finalmente, é importante acrescentar que se recomenda a um projeto de construção de uma pista aeroportuária atender a projeções de demanda num horizonte de 20 anos.

Tabela 1: Etapas de dimensionamento de pavimentos segundo a circular AC 150/5320-6D (FAA, 1995).

Etapa Procedimento
1 Identificar a aeronave de projeto como aquela que leve à maior espessura de pavimento.
2 Obter o peso máximo de decolagem e o tipo de trem de pouso da aeronave de projeto e de todas as outras aeronaves que vão utilizar o aeroporto em questão.
3 Obter o número de decolagens anuais previstas para cada aeronave.
4 Obter, para cada tipo de aeronave, a sua carga por roda como o resultado da divisão de 95% do seu peso máximo de decolagem pelo número de rodas do trem de pouso principal (ou dos trens de pouso principais, se aplicável).
5 Converter o número de decolagens de cada aeronave em termos da aeronave de projeto, considerando-se os fatores de conversão de cada trem de pouso para o trem de pouso da aeronave de projeto.
6 Determinar o número equivalente anual de decolagens da aeronave de projeto com base no número de decolagens de cada tipo de aeronave convertido para a aeronave de projeto e na relação entre as cargas por roda de cada aeronave e da aeronave de projeto.
7 Empregar ábaco específico de projeto que relaciona o trem de pouso da aeronave de projeto, o tipo de pavimento (rígido ou flexível), o peso máximo de decolagem da aeronave de projeto, a resistência mecânica do solo [através do valor de CBR do subleito (pavimento flexível) ou do coeficiente de reação do subleito ou do sistema subleito/sub-base (pavimento rígido)] e o número equivalente anual de decolagens da aeronave de projeto, para fins de determinação da espessura do pavimento (espessura total de camadas de pavimento flexível ou da placa de concreto de pavimento rígido).

3. Método ACN-PCN

Segundo a Instrução Suplementar – IS Nº 153.103-001, da ANAC (Agência Nacional de Aviação Civil), “o método ACN-PCN tem por finalidade a aferição da resistência do pavimento [da pista de pouso e decolagem] em função das características da aeronave (expressa pelo ACN) e do pavimento (expressa pelo PCN), sendo estruturado de maneira que um pavimento com um determinado valor de PCN seja capaz de suportar, sem restrições, uma aeronave que tenha um valor de ACN inferior ou igual ao valor do PCN do pavimento, obedecidas as limitações relativas à pressão dos pneus”.

Esse método é aplicável em pavimentos destinados a pouso e decolagem de aeronaves de mais de 5.700 kg. A resistência dos pavimentos destinados a aeronaves de carga inferior a 5.700 kg deve ser definida por meio da carga máxima admissível das aeronaves e da pressão máxima de pneus admitida pelo pavimento.

Considera-se Número de Classificação da Aeronave – ACN o número que expressa o efeito relativo de uma aeronave com uma determinada carga sobre um pavimento, para uma categoria padrão de subleito especificada. O ACN varia de acordo com o peso e a configuração da aeronave (tipo de trem-de-pouso, pressão de pneu, entre outros), o tipo de pavimento e a resistência do subleito.

Já o Número de Classificação do Pavimento – PCN é aquele que expressa a capacidade de carga de um pavimento, sem especificar uma aeronave em particular ou informações detalhadas do pavimento.

Para pavimentos rígidos, o ACN deve ser obtido por meio da solução de Westergaard, que se baseia em uma placa elástica carregada sobre uma sub-base de Winkler (caso de carga interior), assumindo uma tensão de trabalho para o concreto de 2,75 MPa. Já para pavimentos flexíveis ou mistos, o ACN deve ser obtido por meio do método California Bearing Ratio – CBR.

a) Determinação do PCN

A determinação do PCN deve ser realizada a partir de um dos seguintes métodos:

  • Método de avaliação técnica: consiste na determinação do valor numérico do PCN a partir da obtenção da carga bruta admissível que o pavimento suporta. São considerados fatores como frequência de operações e níveis de tensão admissíveis, obtendo-se a carga bruta da aeronave pelo processo inverso do dimensionamento. Nesse método, é necessária a avaliação do tráfego equivalente no aeródromo, considerando o efeito do tráfego de todas as aeronaves. Uma vez obtida a carga admissível, a determinação do valor do PCN torna-se um processo de obtenção do ACN da aeronave que representa a carga admissível, tomando-se esse valor como o PCN do pavimento; ou
  • Método experimental: consiste na determinação dos valores de ACN de todas as aeronaves usualmente autorizadas a utilizar o pavimento. Considera-se como o PCN do pavimento o maior dentre esses valores.

b) Código de classificação do pavimento

O PCN de um pavimento é apresentado por meio de um código que utiliza, nesta ordem, os seguintes elementos:

  1. valor numérico de PCN (máximo valor admissível de ACN);
  2. tipo de pavimento:
    • pavimento rígido (R); ou
    • pavimento flexível ou misto (F).
  3. resistência do subleito:
    • alta (A);
    • média (B);
    • baixa (C);
    • ultrabaixa (D).
  4. pressão dos pneus da aeronave:
    • ilimitada (W);
    • alta (X);
    • média (Y);
    • baixa (Z).

Obs.: Pavimentos rígidos sempre receberão código W.

  1. método de determinação:
    • avaliação técnica (T);
    • experimental (U).

4. Sistema de drenagem

Os dispositivos de drenagem visam evitar que o acúmulo de água na superfície do sistema de pistas e pátio de estacionamento de aeronaves prejudique a segurança das operações aéreas e aeroportuárias, além de não propiciar condições para atração de fauna.

Segundo a RBAC nº 153, da Agência Nacional de Aviação Civil – ANAC, o operador de aeródromo deve atender aos seguintes requisitos relativos ao sistema de drenagem:

  • manter as declividades transversais e longitudinais da área de movimento e de todo sistema de drenagem da área operacional;
  • manter as ranhuras transversais (grooving), quando houver, livres de obstruções que possam comprometer as condições de drenabilidade da pista;
  • manter as tubulações e valas livres de obstruções que possam comprometer as condições de drenabilidade;
  • manter a integridade das estruturas, tubulações e valas revestidas;
  • manter os equipamentos de recalque, quando houver, em boas condições de funcionamento.

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