FL 1 de 88
SUMÁRIO
1.0 APRESENTAÇÃO ... 4
2.0 CARACTERIZAÇÃO ATUAL DO AEROPORTO ... 6
3.0 ASPECTOS GEOLÓGICOS - GEOTÉCNICOS ... 10
3.1 Capacidade de Suporte do Subleito ... 11
3.2 Materiais de Substituição ... 14
3.2.1 Saibro ... 14
3.2.2 Areia ... 15
4.0 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO AEROPORTUÁRIO ... 16
4.1 Estudo de Tráfego de Aeronaves e Solicitações de Carga ... 17
4.1.1 Tráfego De Aeronaves... 18
4.1.2 Determinação Da Aeronave De Projeto ... 19
4.1.3 Determinação Da Equivalência De Decolagens Anuais Para A Aeronave De Projeto ... 23
4.2 Dimensionamento das Estruturas de Pavimento ... 25
4.2.1 Dimensionamento Da Estrutura Do Pavimento Do Pátio De Aeronaves “TPS1” ... 26
4.2.2 Dimensionamento Da Estrutura De Pavimento Do Acostamento Da Taxiway De Acesso ... 30
5.0 DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS PCN E ACN ... 34
5.1 Determinação do PCN pelo Método do Avião (U) ... 34
5.2 Determinação do PCN pela Avaliação Técnica (T) ... 35
6.0 ESPECIFICAÇÕES DE MATERIAIS E SERVIÇOS DE PAVIMENTAÇÃO ... 37
6.1 Concreto Betuminoso Usinado A Quente ... 38
6.1.1 – Objetivo ... 38 6.1.2 – Materiais ... 38 6.1.3 – Equipamentos ... 45 6.1.4 – Execução ... 47 6.1.5 – Controle ... 52 6.1.6 – Medição ... 58
FL 2 de 88
6.1.7 – Pagamento ... 58
6.2 Brita Graduada Tratada Com Cimento ... 59
6.2.1 - Objetivo ... 59 6.2.2 - Materiais ... 59 6.2.3 - Equipamentos ... 61 6.2.4 – Execução ... 61 6.2.5 - Controle ... 64 6.2.6 - Medição ... 67 6.2.7 - Pagamento ... 67
6.3 Brita Graduada Simples ... 67
6.3.1 - Objetivo ... 67 6.3.2 - Materiais ... 68 6.3.3 - Equipamentos ... 69 6.3.4 - Execução ... 70 7.3.5 - Controle ... 71 6.3.6 - Medição ... 73 6.3.7 - Pagamento ... 74 6.4 Imprimação ... 74 6.4.1 - Objetivo ... 74 6.4.2 - Materiais ... 74 6.4.3 - Equipamentos ... 75 6.4.4 - Execução ... 75 6.5.5 - Controle ... 76 6.6.6 - Medição ... 77 6.4.7 - Pagamento ... 77 6.5 Pintura De Ligação ... 77 6.5.1 - Objetivo ... 77 6.5.2 - Materiais ... 77 6.5.3 - Equipamento ... 78 6.5.4 - Execução ... 79 6.5.5 - Controle ... 79 6.5.6 - Medição ... 81 6.5.7 - Pagamento ... 81
FL 3 de 88 6.6 Fresagem De Pavimento ... 81 6.6.1 - Objetivo ... 81 6.6.2 - Equipamento ... 82 6.6.3 - Execução ... 82 6.6.4 - Controle Geométrico ... 82 6.6.5 - Medição ... 83 6.6.6 - Pagamento ... 83 6.7 Passeios ... 83
FL 4 de 88
1.0 APRESENTAÇÃO
O presente documento tem por objetivo apresentar a EMPRESA BRASILEIRA DE INFRA-ESTRUTURA AEROPORTUÁRIA – INFRAERO – no que respeita aos estudos, procedimentos, metodologias, análises e resultados utilizados na atualização e complementação do Projeto Executivo de Pavimentação referente à Ampliação do Pátio de Aeronaves “TPS” no Aeroporto Internacional Afonso Pena – PR, Termo de Contrato n° TC 075-ST/2009/0007 e Ordem de Serviço datada de 07 de julho de 2009.
O projeto visa aumentar a capacidade operacional do sistema dotando o aeroporto de novas posições remotas para embarque e desembarque de passageiros, bem como estacionamento de aeronaves por períodos mais longos.
Adoção de estrutura em pavimento de concreto protendido de cimento Portland e pavimento flexível com revestimento asfáltico na via de acesso de equipamentos e taxiway de acesso de aeronaves.
A área destinada ao estacionamento das aeronaves, que terá estrutura de pavimento em concreto protendido, não faz parte do escopo desse estudo, sendo apresentado em relatório específico.
Os dimensionamentos dos pavimentos para as áreas de tráfego de aeronaves foram realizados seguindo as recomendações descritas na metodologia preconizada pela “Federal Aviation Administration – FAA”, objeto da “Advisory Circular nº150/5320-6D”.
Na Figura 1.1 é apresentada uma planta de localização do Pátio de Aeronaves “TPS1” no Aeroporto, assim como são ilustradas as áreas de intervenção de pavimentação nesse local.
FL 5 de 88
FL 6 de 88
2.0 CARACTERIZAÇÃO ATUAL DO AEROPORTO
As informações apresentadas neste item foram obtidas através do Plano de Desenvolvimento Aeroportuário – PDA – do Aeroporto Internacional Afonso Pena, de dezembro de 2002, elaborado pela MOROZOWSKI & PERRY ARQUITETOS SC LTDA, para a INFRAERO e por informações e projetos disponibilizados pela INFRAERO.
O Aeroporto Internacional Afonso Pena está localizado no município de São José dos Pinhais – PR, a aproximadamente 18 km a sudeste do centro de Curitiba, capital do Estado.
Planejado como instrumento de desenvolvimento e integração do Mercosul, o aeroporto permite perfeita interligação com outros meios de transportes, constituindo-se num terminal intermodal de cargas e passageiros, face a sua localização próxima aos portos de Paranaguá (75 km) e Antonina (78 km).
Instalado em um sítio de aproximadamente 64,5 km² de área, na elevação 911 m, tem como ponto de referência do aeroporto as seguintes coordenadas geográficas: latitude 25º 31’ 52” S e longitude 49º 10’ 32” W.
Esta região está situada em área de clima subtropical, com temperaturas médias mensais oscilando de 20ºC nos meses de verão até 13ºC nos meses de inverno. A temperatura média anual é de 17ºC e a pluviosidade média anual é de aproximadamente 1.410 mm, sendo os meses de abril a agosto os mais secos, e os meses de outubro a fevereiro os mais úmidos, com precipitações médias mensais de até 160 mm.
Na Figura 2.1 a seguir é apresentado o histograma das médias mensais de precipitação e temperatura obtidos no INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, referindo-se a Curitiba, que possui condições climáticas semelhantes a de São José dos Pinhais.
FL 7 de 88
Figura 2.1 – Histograma de precipitação
O aeroporto possui tráfego aéreo internacional, doméstico nacional, doméstico regional e geral, operando durante 24h por dia. A classificação com relação a utilização do aeródromo é público, com tipo de operação: VFR/IFR – Precisão; Código da Pista (ICAO): 4D; Código de zona de proteção: 4; Classe Com. Aeronáutica: B e Categoria tarifária: 1ª Categoria.
O sistema de pistas é composto de uma pista principal de pouso e decolagem na orientação 15/33, com 2.215 m de extensão e 45 m de largura e uma pista de pouso e decolagem na orientação 11/29, com 1.800 m de extensão por 45 m de largura. Estas pistas se cruzam próximo a cabeceira 11, anguladas em 43º.
A pista principal de pouso e decolagem 15/33 possui pavimento em concreto asfáltico com PCN 42 F/A/X/T, com áreas de parada com 60 m x 45 m em ambas as cabeceiras e sem zonas livres de obstáculos (clearway). A pista possui área de giro com 30 m de raio na cabeceira 15.
FL 8 de 88
A pista de pouso e decolagem secundária 11/29 possui pavimento em concreto asfáltico com PCN 33 F/A/X/T, não apresentando área de paradas, área livre de obstáculos (clearway) nem área de giro.
As pistas de táxi do sistema possuem extensão de aproximadamente 2.060 m em pavimento de concreto asfáltico, com PCN 42 F/A/X/T para as taxiways “A” e “B”.
O Pátio de Aeronaves é dividido em pátio principal de manobras, em frente ao TPS e pátio secundário, antigo pátio principal, utilizado para aeronaves de cargas.
O pátio principal possui 350 m x 120 m, com uma taxilane de 23 m de largura utilizado pelas aeronaves do transporte doméstico e internacional. Seu suporte é de PCN 42 R/A/X/T no pátio em pavimento rígido protendido com capacidade para 6 posições de estacionamento sem posições remotas. A taxiway apresenta suporte PCN 42 F/A/X/T.
O pátio secundário possui 400 m x 120 m, sendo utilizado pelas aeronaves cargueiras, pelas aeronaves a jato em permanência prolongada ou pernoite, pelas aeronaves turbo-hélice e para aeronaves da Aviação Geral em trânsito, pernoite e permanência prolongada. O PCN do pátio em pavimento rígido é PCN 42 R/A/X/T e na área em pavimento flexível de suporte de PCN 42 F/A/X/T.
O pátio de equipamentos de rampa existente está localizado entre o pátio principal e o TECA, ocupando uma área total de 4.945 m² e atendendo as aeronaves dos dois pátios.
A seguir apresenta-se um resumo com as principais áreas pavimentadas de interesse neste estudo e as estruturas existentes, de acordo com os projetos disponibilizados pela INFRAERO.
• Pavimento rígido de concreto protendido no Pátio de Aeronaves: O projeto do pavimento do Terminal de Passageiros indica que a estrutura tipo é constituído de placas de 20 cm de espessura, assentadas camada de lona plástica, 2 cm de areia e sub-base de 20 cm de brita graduada, apoiada sobre camada de 10 cm de bica corrida apoiada sobre um sub-leito de CBR 8%.
FL 9 de 88
• Pavimento Rígido de Concreto Simples no Pátio do Teca: O projeto existente cita que o pavimento construído em 1976 é de placas de concreto simples de cimento Portland de 33 cm de espessura, sobre camada de 20 cm de brita graduada e 10 cm de bica corrida apoiada sobre camada final de terraplenagem. Ainda segundo informações da INFRAERO a estrutura utilizada atualmente na ampliação do Pátio é de 37 cm de placa de concreto, assentada sobre camada de 17 cm de concreto compactado a rolo e camada de 20 cm de saibro assentada sobre subleito de CBR igual a 6%. Ainda as placas de concreto possuem barras de transferência (aço CA-25) de carga de diâmetro de 32 mm a cada 30 cm e comprimento de 50 cm, barras de ligação (aço CA-25) de diâmetro de 12 mm a cada 40 cm.
• Pavimento Flexível Asfáltico nas Áreas de Circulação do Pátio e Taxiway, composto de 5 cm de concreto asfáltico, 8 cm de binder, 45 cm de brita graduada, 25 cm de sub-base granular (CBR ≥ 20%), apoiada sobre camada de reforço do subleito (CBR ≥ 10%) de espessura variável entre 70 a 120 cm e colchão de areia de 30 cm.
Ainda há estruturas de pavimento flexível para o acostamento, tendo dois tipos de estruturas de acordo com a sua localização:
• Tipo I (Vias de Serviço): 4 cm de concreto asfáltico, 5 cm de binder, 15 cm de brita graduada sobre 45 cm de reforço do subleito de CBR igual a 10%;
• Tipo II (Taxiway): 4 cm de concreto asfáltico, 20 cm de brita graduada, 20 cm de solo-brita, apoiada na camada de subleito / reforço do subleito de CBR igual a 10%;
Também é importante citar que as estruturas de pavimento são dotadas de drenos para a remoção rápida da água que se infiltra na estrutura.
FL 10 de 88
3.0 ASPECTOS GEOLÓGICOS - GEOTÉCNICOS
Na área de ampliação do Pátio de Aeronaves “TPS1”, foram executadas 9 (nove) sondagens a percussão tipo SPT (Standard Penetration Test), para o simples reconhecimento do solo, e 216 (duzentos e dezesseis) poços de inspeção e seus respectivos ensaios laboratoriais.
As sondagens e os ensaios laboratoriais são descritos no Memorial Descritivo de Estudos Geotécnicos. Nesse Memorial são apresentados, de forma individualizada, os resultados dos ensaios realizados.
No Quadro 3.1 a seguir é apresentado um resumo dos valores característicos obtidos nos ensaios do Estudo Geotécnico para o material de subleito.
Quadro 3.1 – Resumo dos Ensaios de Materiais de Subleito
ENSAIO SUBLEITO
Classificação HRB A-7-5
Classificação SUCS CL e MH
Porcentagem média de material passante na # 200 - % 77,3
Porcentagem média de Silte - % 29,1
Porcentagem média de Argila - % 48,0
Limite de Liquidez (LL) - % 50,6
Limite de Plasticidade (LP) - % 37,1
Limite de Contração (LC) - % 29,8
Índice de Grupo (IP) (%) 13,5
Índice de Grupo (IG) 11
Densidade Real dos Grãos - g/cm³ 2,369
Densidade Seca Máxima (Proctor Modificado) - g/cm³ 1,463
Umidade Ótima - % 29,3
FL 11 de 88
IScaracterístico (Proctor Modificado) - % 7,7
Expansão - % 1,6
Densidade Seca “in situ” - g/cm³ 1,124
Umidade Natural - % 47,4
3.1 Capacidade de Suporte do Subleito
O Estudo Geotécnico da fundação dos pavimentos, balizados pelos resultados de Ensaios “in situ” e de laboratório optou pela remoção de 2,00 m do solo natural e substituição por areia (0,50 m) e saibro (1,50 m).
Tal opção é devida à baixa capacidade de suporte dos solos e ao elevado teor de umidade natural. Os solos finos (A-7-5) serão substituídos por areia média e por saibro com IScarac entre 26,1% e 10,7%.
Os solos que remanescerão após a remoção têm características semelhantes ou piores do que os solos a serem removidos. No Quadro 3.2 a seguir são sumarizadas as características do subleito no local de implantação do Pátio de Aeronaves “TPS1”.
Quadro 3.2 – Resumo dos Ensaios de Materiais de Subleito
ENSAIO Nº AMOSTRAS MÍNIMO MÁXIMO
L.C. % 208 18,51 41,14
L. L. % 203 0,00 98,14
I. P. % 203 4,14 63,75
Densidade real dos grãos (g/cm³) 208 2,038 2,687
Densidade máxima seca (g/cm³) 208 1,329 1,605
Densidade seca "in situ" (g/cm³) 204 0,930 1,376
Umidade ótima (%) 208 22,00 39,40
Umidade natural (%) 204 28,40 62,70
ISC (%) 208 5,60 31,00
FL 12 de 88
Expansão (%) 208 0,45 5,69
A partir da análise dos dados apresentados no Quadro 3.2, podemos observar o seguinte:
a) Os solos são muito finos e plásticos, com valores elevados de material passante na peneira # nº 200 (superior a 63%), LL e IP;
b) Os valores de densidade seca “in situ” (condição de umidade natural) são entre 14 a 30% inferiores à densidade seca máxima no PM;
c) Os valores de umidade natural são entre 29 a 59% superiores à umidade ótima no Proctor Modificado;
d) Os valores de IScarac, considerando o Índice de Grupo e CBRcarac no Proctor Modificado, varia entre 0,0 e 18,5%.
Os ensaios de Compactação e CBR realizados no presente estudo permitiram caracterizar a capacidade de suporte dos solos para teores de umidade que variam desde 28,40 a 62,70%, ou seja, até 59% de acréscimo do teor de umidade em relação à umidade ótima, que varia desde 22,00 até 39,40%.
Além disso, os ensaios foram realizados na energia modificada, que resultou valores de densidade seca máxima muito superior às densidades secas “in situ”.
Na medida em que os solos remanescentes não serão compactados na energia modificada, pois tal fato é inviável devido às condições desfavoráveis de umidade e capacidade de suporte, deve-se considerar o seguinte:
a) Embora não haja ensaios específicos para avaliar a capacidade de suporte na condição natural de umidade e densidade, o valor de IS “in situ” é muito inferior ao IScarac do Proctor Modificado;
b) A partir das tendências observadas nos resultados dos ensaios, do número de golpes do Ensaio SPT (média de 8 golpes) e da experiência do projetista em situações semelhantes, estima-se que o valor de CBR “in situ” deve variar entre 2 e 5%.
FL 13 de 88
Outros fatores devem ser considerados com referência à substituição dos solos, a saber:
a) A camada de areia (0,50m) tem finalidade drenante e adensada adequadamente devido ao excesso de umidade do solo natural e a falta de suporte;
b) Além disso, a camada de areia será parcialmente contaminada pelo bombeamento de finos plásticos do solo natural;
c) As primeiras camadas de saibro (0,50 a 1,00 m) poderão ser compactadas na energia normal ou intermediária devido às características de suporte da camada de areia;
d) Os valores de IScarac da camada de saibro na energia modificada não são muito elevados, variando até 10,7 e 26,1%.
A partir das constatações apresentadas anteriormente, no que se refere à capacidade de suporte da fundação do pavimento após a remoção e substituição, consideramos o seguinte:
a) Que o solo natural remanescente após a escavação não será tratado e, portanto, tem capacidade de suporte estimada entre 2 e 5%;
b) Que a contribuição estrutural dos materiais de substituição dos solos naturais (areia e saibro) não pode ser considerada plenamente pelos motivos citados anteriormente, a saber:
- Finalidade mais drenante da areia; - Provável contaminação da areia;
- Limitações de eficiência na compactação da areia e saibro; - Relativamente baixa capacidade de suporte do saibro.
Desta forma, consideramos inicialmente de maneira conservadora, a adoção dos valores de IScarac do solo natural para caracterizar a capacidade de suporte da
fundação do pavimento, que para o local do Pátio de Aeronaves “TPS1” é 8 %. Considerar plenamente a capacidade de suporte da camada de saibro nos parece temerário em função dos aspectos abordados anteriormente.
FL 14 de 88
3.2 Materiais de Substituição
De acordo com o descrito no Memorial de Estudos Geotécnicos o subleito local apresenta baixa capacidade de suporte e o mesmo indica a remoção de uma camada de 2,00 m de espessura.
A substituição desse material será feita com areia e saibro, com espessuras de 0,50 m e 1,50 m, respectivamente, conforme indicado no Estudo Geotécnico. Os materiais de substituição devem provir das jazidas externas indicadas no Relatório das Fontes dos Materiais.
3.2.1 Saibro
No Quadro 3.3 a seguir é apresentado um resumo dos valores característicos obtidos nos ensaios do Estudo Geotécnico para os materiais de jazidas.
Quadro 3.3 – Resumo dos Ensaios de Materiais de Jazidas
ENSAIO INECOL SAIBRO FINO MARC SAIBRO MÉDIO MARC SAIBRO GRAÚDO
Classificação HRB A-3 A-2-6 e A-2-7 A-3
Classificação SUCS SP GM SP
Porcentagem média de material passante na # 200 - % 13,8 13,9 6,8
Porcentagem média de Silte - % 11,1 11,1 7,1
Porcentagem média de Argila - % 3,0 2,8 1,9
Limite de Liquidez (LL) - % NP 44,9 NP
Limite de Plasticidade (LP) - % NP 33,4 NP
Limite de Contração (LC) - % 21,6 21,4 19,1
Índice de Grupo (IP) (%) NP 11,5 NP
Índice de Grupo (IG) 0 0 0
FL 15 de 88
Densidade Seca Máxima (Proctor Normal) - g/cm³ 1,721 1,900 1,908 Densidade Seca Máxima (Proctor Modificado) - g/cm³ 1,917 1,926 2,093
Umidade Ótima (Proctor Normal) - % 14,7 14,2 9,5
Umidade Ótima (Proctor Modificado) - % 12,3 13,7 9,2 CBRcaracterístico (Proctor Normal) - % 16,0 14,6 32,1
CBRcaracterístico (Proctor Modificado) - % 35,4 18,2 59,9
IScaracterístico (Proctor Normal) - % 16,0 10,7 26,1
IScaracterístico (Proctor Modificado) - % 27,7 12,1 40,0
Expansão (Proctor Normal) - % 0,30 0,28 0,0
Expansão (Proctor Modificado) - % 0,22 0,26 0,0
Após análise dos dados apresentados no Quadro 3.3 recomenda-se a adoção da jazida de saibro médio para a execução da camada de substituição do solo removido.
3.2.2 Areia
A primeira camada de substituição de material inservível do subleito será feita com 0,50 m de areia, com o objetivo de melhorar as características drenantes do solo devido à alta umidade natural.
A Areia utilizada deve ter granulometria média e ser isenta de matéria orgânica ou outras impurezas que possam vir a prejudicar suas condições drenantes. Deve apresentar Equivalente de Areia (método DNER-ME 054/94) igual ou superior a 35%.
Não é prevista a implantação de geotêxtil sob a camada de areia para evitar que ocorra a contaminação por bombeamento de finos em função da elevada espessura da camada, que permite a função de drenabilidade mesmo com algum comprometimento da porção inferior dessa camada.
FL 16 de 88
4.0 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO AEROPORTUÁRIO
O funcionamento integral de um complexo aeroportuário depende necessariamente da adequada condição operacional da infraestrutura relacionada à movimentação das aeronaves em solo, ou seja, dos pavimentos das pistas de pousos e de decolagens, das pistas de taxiamento e dos pátios de manobras. A precariedade, a ineficiência ou a inexistência dessas facilidades, sobretudo das pistas de pousos e de decolagens, tornam impraticáveis as operações das aeronaves e de seus equipamentos de apoio em um aeroporto.
O projeto estrutural de pavimentos para aeroportos consiste na determinação tanto da espessura global do pavimento, quanto da espessura de suas partes componentes. Vários fatores influenciam na determinação da espessura total e na das camadas componentes para que o pavimento forneça um serviço satisfatório. Esses fatores incluem a intensidade das cargas a serem transportadas, a quantidade de movimentos e a concentração de rolagem das aeronaves em determinadas áreas da pista como os pontos de giro e o usual de toque no pouso, além da qualidade do solo do subleito e dos materiais que compõem a estrutura do pavimento.
O método de projeto considerado foi o da FAA, descrito na Advisory Circular nº150/5320-6D, que se baseia no peso bruto da aeronave. A vida útil do pavimento, ou seja, seu horizonte de projeto considerado para este trabalho foi de 20 anos. Em termos de cálculo, o pavimento deve ser projetado para o peso máximo de decolagem (PMD) ou o peso de rampa, definido como aquele acrescido do peso do combustível a ser consumido no deslocamento de táxi até a cabeceira da pista. Para a confecção do projeto, considera-se a repartição usual de esforço em que 95% do peso bruto é transmitido pelo conjunto do trem de pouso principal e a parcela de 5% deste peso é transmitida pelo trem localizado na bequilha, ou seja, o conjunto de rodas dianteiras da aeronave. A divisão dos esforços aplicados pelos trens de pouso do avião é apresentada esquematicamente na Figura 4.1 a seguir.
FL 17 de 88
Figura 4.1 – Distribuição Usual das Cargas por Trem de Pouso
O tipo e a configuração geométrica do conjunto do trem de pouso e além de suas rodas e pneumáticos determinam a função da distribuição do peso da aeronave no pavimento e as espessuras tanto de pavimento flexível como rígido.
As exigências para a elaboração de projeto de pavimento constituem um complexo problema de engenharia. Pavimentos estão sujeitos à grande variedade de cargas e de efeitos climáticos e seu projeto envolve grande número de variáveis em interação que, às vezes, são de complexa quantificação.
A influência desse fator é bem perceptível quando se observa aeronaves com trens de pouso bem configurados, têm muito melhores condições de carregamento sobre o pavimento que outras aeronaves com menor peso máximo de decolagem, muito mais exigentes por transmitirem esforços mais acentuados de cada roda ao pavimento.
4.1 Estudo de Tráfego de Aeronaves e Solicitações de Carga
O volume do tráfego, ou seja, a freqüência dos movimentos é um dado indispensável para se projetar determinado pavimento. É necessário obtenção das
FL 18 de 88
previsões do número de decolagens ou pousos anuais por tipo de aeronaves que resultará em listar diferentes tipos e modelos.
A aeronave a ser considerada como referência ou de projeto deve ser selecionada com base naquela que requer maior resistência de pavimento.
4.1.1 Tráfego De Aeronaves
A previsão de tráfego anual para os próximos anos foi fornecida pela Comissão de Fiscalização da INFRAERO por meio do documento CF Nº 14572/Comissão de Fiscalização/2009. Esse documento apresenta uma tabela com o Mix de Aeronaves a ser considerado nessa atualização de projeto, denominada Projeção de Movimentos por Equipamentos Representativos (P+D), que é reproduzida no Quadro 4.1, a seguir.
FL 19 de 88
Quadro 4.1 – Projeção de Movimentos por Equipamentos Representativos (P+D)
Aeronave Ano Movimento Médio Anual Decolagem Média Anual 2015 2020 2025 2030 C208 – Cessna Caravan 3.034 2.685 1.784 2.324 2.457 1.228 E110 4.046 6.713 10.706 13.943 8.852 4.426 E120 8.091 10.741 14.275 18.590 12.924 6.462 ATR42 6.069 8.056 10.706 13.943 9.694 4.847 F100 – Fokker 100 3.034 4.028 0 0 1.766 883 B733 – Boeing 737-300 15.171 20.140 26.766 30.209 23.072 11.536 B737 – Boeing 737-700 6.069 8.056 16.020 20.914 12.765 6.382 A319 – Airbus – 319 5.057 6.713 8.922 11.619 8.078 4.039 E190 5.057 6.713 8.922 11.619 8.078 4.039 A320 – Airbus – 320 25.286 33.567 41.041 53.446 38.335 19.168 B738 – Boeing 737-800 20.228 26.853 35.688 46.475 32.311 16.156 B767-300 0 0 1.784 6.971 2.189 1.094 MD-11 0 0 1.784 2.324 1.027 514 Sub-Total 101.142 134.267 178.440 232.375 161.556 80.778 B747-400 (0,5%) 506 671 892 1.162 808 404 Total 101.648 134.938 179.332 233.537 162.364 81.182
Os movimentos das aeronaves militares foram desconsiderados devido à alta variabilidade e falta de informação dos tipos de aeronaves utilizadas, e representam um percentual que pode ser desprezado em relação ao total de movimentos previstos.
4.1.2 Determinação Da Aeronave De Projeto
Para a definição da aeronave de projeto se deve verificar entre as aeronaves previstas a utilizar o aeroporto indicadas no item anterior, aquela que irá requerer a maior espessura equivalente de pavimento, utilizando-se os ábacos apropriados de
FL 20 de 88
dimensionamento de cada tipo de aeronave, presentes no manual da FAA e apresentados adiante.
A partir das investigações geológicas efetuadas, obteve-se para o subleito um CBR característico de 8% na energia Proctor Modificada, como especificado pela DIRENGE. O CBR foi baseado no IS que leva em consideração o Índice de Grupo do material de subleito, por se tratar de um obra de alta relevância e para aumentar o grau de segurança do dimensionamento.
Com base nos parâmetros de dimensionamento, CBR do subleito e número de decolagens média de cada aeronave, com seu respectivo peso bruto total, determina-se a espessura requerida do pavimento.
Os pesos máximos de taxiamento para as aeronaves foram obtidos da Advisory Circular AC15/5320-6D, de 30/09/2009, da FAA. A exceção foram os modelos E110, E120 e E190 obtidos junto à empresa Embraer - Empresa Brasileira de Aeronáutica S.A. e o ATR42, cujo peso foi obtido com a empresa EADS - European Aeronautic Defense and Space Company N.V.
O Quadro 4.2 indica os pesos máximos de taxiamento, a configuração do trem de pouco traseiro e a carga por roda das aeronaves previstas a utilizar o aeroporto no período de projeto.
FL 21 de 88
Quadro 4.2 – Pesos Máximos de Taxiamento
AERONAVE PESO MÁXIMO DE TAXIAMENTO Nº DE DECOL. ANUAIS CONFIGURAÇÃO DO TREM DE POUSO TRASEIRO CARGA POR RODA kgf lb kgf lb
C208 – Cessna Caravan 3.969 8.750 1.228 Rodas Duplas 943 2.078
E110 5.670 12.500 4.426 Rodas Duplas 1.347 2.969
E120 12.070 26.609 6.462 Rodas Duplas 2.867 6.320
ATR42 18.770 41.380 4.847 Rodas Duplas 4.458 9.828
F100 – Fokker 100 45.813 101.000 883 Rodas Duplas 10.569 23.251 B733 – Boeing 737-300 63.503 140.000 11.536 Rodas Duplas 15.081 33.250 B737 – Boeing 737-700 70.307 155.000 6.382 Rodas Duplas 16.698 36.813 A319 – Airbus – 319 75.900 150.796 4.039 Rodas Duplas 18.026 39.734 E190 50.300 110.892 4.039 Rodas Duplas 11.946 26.337 A320 – Airbus – 320 77.400 172.842 19.168 Rodas Duplas 18.383 40.518 B738 – Boeing 737-800 79.243 174.700 16.156 Rodas Duplas 18.820 41.491 B767-300* 163.747 413.000 1.094 Duplo Tandem 16.162 35.625 MD-11* 287.124 633.000 514 Duplo Tandem 16.162 35.625 B747-400* 414.137 913.000 404 Duplo D. Tandem 16.162 35.625 (*) Aeronaves consideradas como sendo duplo tadem com 300.000 lb (136.100 kgf) de peso.
As aeronaves de grande porte possuem trens de pouso radicalmente diferentes das outras aeronaves, são necessárias considerações especiais para manter os efeitos relativos considerados no método de dimensionamento. Portanto, toda aeronave de grande porte deve ser considerada como uma aeronave de duplo tandem de 300.000 lb (136.100 kgf) quando do cálculo do número equivalente de decolagens anuais.
Para obtenção das espessuras equivalentes foi considerado que a base será executada em Brita Graduada Tratada com cimento e a sub-base com Brita Graduada Simples (CBR > 80%).
FL 22 de 88
Analisaram-se todos os modelos de aeronaves, adotando-se, de acordo com o método de dimensionamento de pavimentos flexíveis da FAA, para cada tipo de aeronave o modelo que indicou a maior espessura equivalente de pavimento, conforme mostrado no Quadro 4.3 a seguir.
Quadro 4.3 – Espessuras Equivalentes de Pavimento
AERONAVE ESPESSURA DO PAVIMENTO
pol cm C208 – Cessna Caravan 0,98 2,5 E110 2,05 5,2 E120 4,97 12,6 ATR42 8,27 21,0 F100 – Fokker 100 14,00 35,6 B733 – Boeing 737-300 21,21 53,9 B737 – Boeing 737-700 19,85 50,4 A319 – Airbus – 319 18,77 47,7 E190 16,67 42,3 A320 – Airbus – 320 23,06 58,6 B738 – Boeing 737-800 22,98 58,4 B767-300 24,01 61,0 MD-11 18,03 45,8 B747-400 31,06 78,9
Com base nas espessuras obtidas tem-se a conclusão de que a aeronave de projeto será o Boeing B-747/400, que requer 78,9 cm (31,06 pol) de espessura de pavimento.
FL 23 de 88
4.1.3 Determinação Da Equivalência De Decolagens Anuais Para A Aeronave De Projeto
Como a projeção do tráfego envolve uma série de aeronaves com diferentes tipos de trem de pouso, os efeitos do tráfego total devem ser considerados para a configuração da aeronave de projeto.
Para se obter o número de decolagens anuais equivalentes é necessário primeiro converter os trens de pouso dos diversos tipos de aeronaves para o da aeronave crítica. Essa conversão é feita por meio da Equação 4.1, a seguir.
0,8 (Equação 4.1)
onde:
Fc = fator de conversão de trem de pouso;
M = número de rodas do trem de pouso principal da aeronave crítica;
N = número de rodas do trem de pouso principal da aeronave a ser convertida;
A Equação 4.1 anteriormente apresentada é descrita no item 1.2 – Equivalent Traffic Based on Gear Type, Appendix 1 – Equivalent Traffic, Advisory Circular Nº 150/5335-5A de 28/06/09 da FAA.
Inicialmente é preciso que todas as decolagens sejam convertidas para decolagens do mesmo tipo de pouso da aeronave de projeto como é apresentado no Quadro 4.4.
FL 24 de 88
Quadro 4.4 – Decolagens Anuais para Aeronave de Projeto
AERONAVE FATOR CONVERSÃO DECOLAGENS ANUAIS DECOLAGENS ANUAIS - R2 C208 – Cessna Caravan 0,64 1.228 786 E110 0,64 4.426 2.833 E120 0,64 6.462 4.136 ATR42 0,64 4.847 3.103 F100 – Fokker 100 0,64 883 566 B733 – Boeing 737-300 0,64 11.536 7.384 B737 – Boeing 737-700 0,64 6.382 4.085 A319 – Airbus – 319 0,64 4.039 2.585 E190 0,64 4.039 2.585 A320 – Airbus – 320 0,64 19.168 12.268 B738 – Boeing 737-800 0,64 16.156 10.340 B767-300 1,00 1.094 1.094 MD-11 1,00 514 514 B747-400 1,00 404 404
A conversão para um número equivalente de decolagens anuais da aeronave de projeto é efetuada por meio da Equação 4.2, a seguir.
(Equação 4.1) onde:
R1 = número equivalente de decolagens anuais da aeronave de projeto; R2 = decolagens anuais em termos do trem de pouso da aeronave de projeto; W1 = carregamento por roda da aeronave de projeto (B-747/400);
FL 25 de 88
Os números de decolagens anuais equivalentes são apresentados no Quadro 4.5, a seguir.
Quadro 4.5 – Decolagens Equivalentes
AERONAVE DECOLAGENS ANUAIS – R2
CARGA POR RODA – W2 kgf DECOLAGENS ANUAIS EQUIVALENTES - R1 C208 – Cessna Caravan 786 943 5 E110 2.833 1.347 10 E120 4.136 2.867 33 ATR42 3.103 4.458 68 F100 – Fokker 100 566 10.569 168 B733 – Boeing 737-300 7.384 15.081 5.454 B737 – Boeing 737-700 4.085 16.698 4.684 A319 – Airbus – 319 2.585 18.026 4.017 E190 2.585 11.946 859 A320 – Airbus – 320 12.268 18.383 22.944 B738 – Boeing 737-800 10.340 18.820 21.482 B767-300 1.094 16.162 1.094 MD-11 514 16.162 514 B747-400 404 16.162 404 TOTAL 61.736
4.2 Dimensionamento das Estruturas de Pavimento
O dimensionamento das estruturas de pavimentos foi dividido em dimensionamento de pavimento do Pátio, que engloba o Pátio de Aeronaves e a Área de Pushback e do Acostamento da Pista de Taxiway de Acesso.
FL 26 de 88
4.2.1 Dimensionamento Da Estrutura Do Pavimento Do Pátio De Aeronaves “TPS1”
O dimensionamento das estruturas de pavimentos levou em consideração o Método de Dimensionamento de Pavimentos Flexíveis preconizado pela FAA e também com o auxílio de planilhas eletrônicas desenvolvidas pela FAA (F806FAA.XLS) em acordo com a AC 150/5320-6D.
As características da estrutura do pavimento, assim como cálculos realizados pela planilha F806FAA são apresentadas nos 10 passos a seguir:
1) Airport Name
a. Aeroporto Internacional Afonso Pena
2) Subgrade CBR & Frost Code a. CBR: 8%
b. Subgrade soil frost condition: non frost condition 3) Subbase Information
FL 27 de 88
a. Number of subbases: 1 b. Subbase CBR value: 60%
c. Subbase frost code: non frost conditions 4) Default Aggregate Base
a. Non stabilized granular base: P-209, crushed aggregate base course 5) Frost Penetration Depth
a. Não aplicável
6) Aircraft Mix – Aircraft Data a. Aircraft: Boeing 747-400
b. Max takeoff weight: 913.000 lbs c. Annual departures: 61.736 7) Aircraft Mix – Required Thickness
a. Required thickness: 43,66 in (110,9 cm) 8) Aircraft Mix – Accept Critical Aircraft 9) Stabilized Layers
a. Base course: P-304, Cement treated base course 1.2 – 1.6 i. Equivalency factor: 1.4
b. Subbase course: Não aplicável
c. High quality granular subbase: P-208, aggregate base course 1.0 –
1.5
i. Equivalency factor: 1.2 10) Design Summary
FL 28 de 88
O pavimento do Pátio de Aeronaves “TPS1” será projetado para 61.736 decolagens anuais de uma aeronave Boeing B-747/400 com peso máximo de taxiamento de 414.137 kg (913.0000 lb) e CBR de subleito de 8%, resultando em
116,0 cm (45,65 pol) de espessura total equivalente de pavimento.
Admitindo o uso de coeficiente de equivalência estrutural em relação à base e a sub-base, conforme apresentado a seguir tem-se:
FLEXIBLE PAVEMENT DESIGN FOR
Enter Airport Name AC Method
Enter City, State
Engineer - Enter Engineering Firm and Engineer AIP No. Enter AIP Project Number Enter Comments
43,5" Total Thickness Required (inches)
45,65" Total Thickness adjusted for high volumes of traffic
Stabilized Base/Subbase Are Required
Initial Pavement Cross Section Stabilized or Modified Cross Section Factors 6" Pavement Surface Layer (P-401) 6" P-401 Plant Mix Bituminous Pavements
8,5" (2,21) Base Layer (P-209) 6" P-304, Cement Treated Base Course 1,4 31,148" Subbase #1 (P-154) CBR= 60 26" P-208, Aggregate Base Course 1,2
0" Subbase #2 CBR= 0 0" Material as defined by user 0" Subbase #3 CBR= 0 0" Material as defined by user ( ) = Submiminal base thickness calculation
Frost Considerations
124 lb/cf Dry Unit Weight of Soil 500 Degree Days ºF 36,81" Frost Penetration Depth
8 Original CBR value of subgrade Soil
8 CBR Value used for the Subgrade Soil Non-Frost Code for Subgrade Soil 60 CBR Value used for subbase #1 Non-Frost code for Subbase #1
0 CBR Value used for subbase #2 Non-Frost code for Subbase #2 0 CBR Value used for subbase #3 No frost selection made for Subbase #3
Design Aircraft Information
The Design Aircraft is a BOEING747 - 780,000 lbs -- ( )
913000 lbs Gross Weight 20 Design Life (years)
61.736 **Equivalent Annual Departures of a 300,000 lb Dual Tandem Gear - see Para. 305 AC 150/5320-6D
Subgrade Compaction Requirements for Design Aircraft
Non-Cohesive Soils Cohesive Soils
Compaction Depth Required Compaction Depth Required
100% 0 - 23 95% 0 - 9"
95% 23 - 41" 90% 9 - 18"
90% 41 - 59" 85% 18 - 27" 85% 59 - 76" 80% 27 - 36"
10/31/2005
FL 29 de 88
• Sub-base de Brita Graduada Simples: 1,0 a 1,5 Adotado 1,2; • Base de Brita Graduada Tratada com Cimento: 1,2 a 1,6 Adotado 1,4;
Seguindo-se o Método de Dimensionamento de Pavimento Flexível da FAA em acordo com o que é preconizado na AC150/5320-6D e levando-se em consideração os materiais e parâmetros adotados anteriormente, temos que a estrutura final do pavimento do Pátio de Aeronaves “TPS1” é definida como sendo:
• Revestimento em CBUQ: 15,0 cm;
• Base em Brita Graduada Tratada com Cimento (BGTC): 15,0 cm; • Sub-base em Brita Graduada Simples (BGS): 66,0 cm;
Dessa forma, a estrutura de pavimento do Pátio de Aeronaves “TPS1” obtida é apresentada esquematicamente na Figura 4.2 a seguir:
REVESTIMENTO – CBUQ 5,0 cm
BINDER – CBUQ 10,0 cm
BASE – BRITA GRADUADA TRATADA COM CIMENTO 15,0cm
SUB-BASE – BRITA GRADUADA SIMPLES 66,0 cm
SAIBRO – CBR = 12,1% 150,0 cm
AREIA MÉDIA 50,0 cm
SUBLEITO – CBR = 8%
FL 30 de 88
As seções-tipo de pavimento do Pátio de Aeronaves “TPS1” são apresentadas em desenho em prancha no formato A0.
4.2.2 Dimensionamento Da Estrutura De Pavimento Do Acostamento Da Taxiway De Acesso
O dimensionamento das estruturas de pavimentos do acostamento levou em consideração o Método de Dimensionamento de Pavimentos Flexíveis preconizado pela FAA e também com o auxílio de planilhas eletrônicas desenvolvidas pela FAA (F806FAA.XLS) em acordo com a AC 150/5320-6D.
As características da estrutura do pavimento, assim como cálculos realizados pela planilha F806FAA são apresentadas nos 10 passos a seguir:
FL 31 de 88
1) Airport Name
a. Aeroporto Internacional Afonso Pena
2) Subgrade CBR & Frost Code a. CBR: 8%
b. Subgrade soil frost condition: non frost condition 3) Subbase Information
a. Number of subbases: 1 b. Subbase CBR value: 60%
c. Subbase frost code: non frost conditions 4) Default Aggregate Base
a. Non stabilized granular base: P-209, crushed aggregate base course 5) Frost Penetration Depth
a. Não aplicável
6) Aircraft Mix – Aircraft Data a. Aircraft: Boeing 747-400
b. Max takeoff weight: 913.000 lbs c. Annual departures: 1
7) Aircraft Mix – Required Thickness
a. Required thickness: 15,00 in (38,1 cm) 8) Aircraft Mix – Accept Critical Aircraft 9) Stabilized Layers
a. Base course: P-304, Cement treated base course 1.2 – 1.6 i. Equivalency factor: 1.4
b. Subbase course: P-304, Cement treated base course 1.6 – 2.3 i. Equivalency factor: 1.6
c. High quality granular subbase: não aplicável 10) Design Summary
FL 32 de 88
O pavimento do Acostamento da Pista de Taxiway de Acesso será projetado para 1 (uma) passagem de uma aeronave Boeing B-747/400 com peso máximo de taxiamento de 414.137 kg (913.000 lb) e CBR de subleito de 8%, resultando em
38,1 cm (15,0 pol) de espessura total.
Admitindo o uso de coeficiente de equivalência estrutural em relação à base e a sub-base, conforme apresentado a seguir tem-se:
FLEXIBLE PAVEMENT DESIGN FOR
Enter Airport Name AC Method
Enter City, State
Engineer - Enter Engineering Firm and Engineer AIP No. Enter AIP Project Number Enter Comments
15" Total Thickness Required (inches)
No thick ness adjustments required
Stabilized Base/Subbase Are Required
Initial Pavement Cross Section Stabilized or Modified Cross Section Factors 5" Pavement Surface Layer (P-401) 5" P-401 Plant Mix Bituminous Pavements
8" (-1,32) Base Layer (P-209) 5,5" P-304, Cement Treated Base Course 1,4 2" Subbase #1 (P-154) CBR= 60 1,5" P-304, Cement Treated Base Course 1,6 0" Subbase #2 CBR= 0 0" Material as defined by user
0" Subbase #3 CBR= 0 0" Material as defined by user ( ) = Submiminal base thick ness calculation
Frost Considerations
124 lb/cf Dry Unit Weight of Soil 500 Degree Days ºF 36,81" Frost Penetration Depth
8 Original CBR value of subgrade Soil
8 CBR Value used for the Subgrade Soil Non-Frost Code for Subgrade Soil 60 CBR Value used for subbase #1 Non-Frost code for Subbase #1
0 CBR Value used for subbase #2 Non-Frost code for Subbase #2 0 CBR Value used for subbase #3 No frost selection made for Subbase #3
Design Aircraft Information
The Design Aircraft is a BOEING747 - 780,000 lbs -- ( )
913000 lbs Gross Weight 20 Design Life (years)
1 **Equivalent Annual Departures of a 300,000 lb Dual Tandem Gear - see Para. 305 AC 150/5320-6D
Subgrade Compaction Requirements for Design Aircraft
Non-Cohesive Soils Cohesive Soils
Compaction Depth Required Compaction Depth Required
100% 0 - 23 95% 0 - 9"
95% 23 - 41" 90% 9 - 18"
90% 41 - 59" 85% 18 - 27" 85% 59 - 76" 80% 27 - 36"
10/31/2005
FL 33 de 88
• Base de BGTC: 1,2 a 1,6 Adotado 1,4;
• Sub-base de BGTC: 1,6 a 2,3 Adotado 1,6;
Seguindo-se o Método de Dimensionamento de Pavimento Flexível da FAA em acordo com o que é preconizado na AC150/5320-6D e levando-se em consideração os materiais e parâmetros adotados anteriormente, temos que a estrutura final do pavimento para o acostamento da Pista de Taxiway de Acesso é definida como sendo:
• Revestimento em CBUQ: 10,0 cm;
• Base em Brita Graduada Tratada com Cimento (BGTC): 20,0 cm;
A estrutura do pavimento foi alterada de modo a compatibilizá-la com a solução do pavimento a ser implantado na pista de rolamento. Entretanto, não haverá perda estrutural, pois a substituição de 2,5 cm de CBUQ por 2,0 cm de BGTC não implica na redução da capacidade de suporte do pavimento.
Dessa forma, a estrutura de pavimento do acostamento da Taxiway de Acesso do Pátio de Aeronaves TPS1 obtida é apresentada esquematicamente na Figura 4.3 a seguir:
REVESTIMENTO – CBUQ 5,0 cm
BINDER – CBUQ 5,0 cm
BASE – BRITA GRADUADA TRATADA COM CIMENTO 20,0 cm
SAIBRO – CBR = 12,1% 216,0 cm
AREIA MÉDIA 50,0 cm
SUBLEITO – CBR = 8%
FL 34 de 88
As seções-tipo de pavimento do Acostamento da Pista de Taxiway de Acesso ao Pátio de Aeronaves “TPS1” são apresentadas em desenho específico.
As estruturas de acostamento existentes nos locais de implantação do pavimento flexível do Pátio TPS1 deverão ser removidas na mesma espessura da estrutura do pavimento a ser executado, considerando-se as camadas de revestimento, base, sub-base, saibro e areia, perfazendo um total de 2,96 m.
5.0 DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS PCN E ACN
O PCN (Pavement Classification Number) é o número que expressa a capacidade de resistência de um pavimento para operações sem restrição.
O ACN (Airplane Classification Number) é o número que expressa o efeito relativo de uma aeronave com uma determinada carga sobre um pavimento, para uma categoria padrão de subleito especificada. Cabe ressaltar que os valores oficiais de ACN são fornecidos pelos fabricantes das aeronaves.
De acordo com a AC 150/5335-5A da FAA há dois modos de se obter o valor numérico do PCN. O primeiro é utilizando o Método do Avião, que consiste em adotar para a pista o valor de ACN da aeronave de projeto como sendo o número do PCN. O segundo é a Avaliação Técnica, que consiste em avaliar as condições de tráfego e a estrutura de pavimento proposta.
5.1 Determinação do PCN pelo Método do Avião (U)
O Método do Avião não é aplicável para o Aeroporto Afonso Pena, pois nesse caso conhecemos o tráfego circulante (mix de aeronaves) e também a estrutura de pavimento das pistas.
FL 35 de 88
5.2 Determinação do PCN pela Avaliação Técnica (T)
No método da Avaliação Técnica, são usados os mesmos princípios usados para projeto de pavimentos, sendo determinado o 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.
Neste 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 simples de obtenção do ACN da aeronave que representa a carga admissível, tomando-se este valor como o PCN do pavimento.
A lista a seguir resume as etapas para usar o método de avaliação técnica para os pavimentos flexíveis:
a) Determinar o volume de tráfego em termos de tipo de avião e de número de operações de cada avião que o pavimento vai experimentar durante a sua vida;
b) Converter esse tráfego em um único avião equivalente crítico;
c) Determinar as características do pavimento, incluindo o CBR do subleito e a espessura do pavimento;
d) Calcular o ACN da aeronave crítica no seu peso bruto máximo admissível; e) Atribuir o PCN como sendo o ACN da aeronave crítica.
Os itens a) e b) foram determinados anteriormente no Estudo de Tráfego. O valor de CBR do subleito foi estabelecido no item 3. ASPECTOS
GEOLÓGICOS-GEOTÉCNICOS.
O ACN da aeronave crítica pode agora ser determinado a partir do programa COMFAA usando o modo de ACN. Para isso é necessário entrar com o peso bruto admissível do avião crítico, e calcular o ACN com base no código padrão do subleito.
FL 36 de 88
O valor do CBR do subleito a ser inserido deve ser determinado de acordo com a Tabela 5.3.
O cálculo do ACN do Boeing 747-400 á apresentado na Figura 5.1 a seguir, que representa uma tela do programa COMFAA 3.0.
Figura 5.1 – Cálculo do ACN pelo programa COMFAA.
De acordo com os cálculos do programa COMFAA o ACN obtido é de 79,6, arredondando para o inteiro mais próximo temos que o valor do ACN é 80.
Portanto, o número do PCN do Pátio de Aeronaves “TPS1”, calculado pela Avaliação Técnica, é:
FL 37 de 88
6.0
ESPECIFICAÇÕES
DE
MATERIAIS
E
SERVIÇOS
DE
PAVIMENTAÇÃO
Os serviços deverão ser realizados obedecendo estritamente e integralmente os projetos fornecidos pela CONTRATANTE, a fim de que sejam respeitados os objetivos e conceitos de engenharia considerados, sejam eles aspectos funcionais, técnicos ou econômicos.
Entende-se, como projeto: os desenhos, especificações técnicas, planilhas de serviços, memoriais descritivos, memórias de cálculo e outros documentos afins, que indiquem como os serviços e obras devam ser executados.
As Especificações Técnicas relacionadas no presente relatório referem-se exclusivamente às atividades de pavimentação.
Os serviços serão executados de acordo com o preconizado nas especificações de pavimentação do antigo Departamento Nacional de Estradas de Rodagem - DNER, atual Departamento Nacional de Infraestrutura Transportes, as quais se adaptam aos serviços previstos neste empreendimento, complementada com as recomendações do FAA.
Sob o título de pavimentação serão executados os seguintes serviços: 1. Sub-base ou base de brita graduada simples;
2. Sub-base ou base de brita graduada tratada com cimento; 3. Imprimadura impermeabilizante;
4. Imprimadura ligante;
5. Concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ); 6. Fresagem.
As Especificações Técnicas acima mencionadas estão descritas em detalhes a seguir.
FL 38 de 88
6.1 Concreto Betuminoso Usinado A Quente
6.1.1 – Objetivo
Esta Especificação fixa as condições de execução de camadas de revestimento, de base ou de nivelamento em concreto betuminoso usinado a quente, sobre camadas de pavimento preparadas.
A camada de concreto betuminoso é o produto resultante da mistura a quente, em usina apropriada, de agregado mineral graduado, material de enchimento e cimento asfáltico, espalhada e comprimida a quente, de forma que, após a conclusão do serviço, as declividades, espessuras e propriedades da mistura definidas em projeto sejam atendidas.
6.1.2 – Materiais
MATERIAL ASFÁLTICO
O cimento asfáltico deverá ser selecionado tendo em vista as condições geográficas e climáticas do local da obra e as exigências requeridas em projeto.
Poderão ser utilizados os seguintes cimentos asfálticos:
- Cimentos asfálticos classificados por penetração: CAP-30/45, CAP-50/60 e CAP-85/100.
- Cimentos asfálticos classificados por viscosidade: CAP-7, CAP 20 e CAP 40. - Cimentos asfálticos modificados por polímeros podem ser utilizados desde que indicados no projeto e/ou previamente aprovados pela Fiscalização.
AGREGADOS
Os agregados que compõem a mistura do concreto asfáltico consistem de pedra britada, areia e material mineral fino e inerte. A porção de material retida na peneira número 4 é denominada agregado graúdo, o que passa na peneira 4 e fica retido na peneira 200, denomina-se agregado miúdo e a porção que passa na peneira 200 chama-se material de enchimento (filler).
FL 39 de 88
• Agregado graúdo
O agregado graúdo pode ser pedra britada ou outro material indicado nas Especificações Técnicas Complementares e previamente aprovado pela Fiscalização. Deverá apresentar boa adesividade, fragmentos sãos, duráveis, e estar isento de torrões de argila e de substâncias nocivas.
O agregado graúdo deverá ser submetido a ensaios de laboratório e ter suas características enquadradas dentro dos limites estabelecidos abaixo:
a) o percentual de desgaste, determinado pelo ensaio de abrasão Los Angeles (NBR NM51), não poderá ser superior a:
- 40%, quando a mistura for destinada a camadas de superfície ou rolamento (capa); e
- 50%, para camadas de regularização ou binder;
b) o índice de forma, determinado pelo método DNER ME 086, deverá ser superior a 0,6; e
c) nas regiões de clima frio, onde há ocorrência de geada ou congelamento, os agregados graúdos deverão ser ensaiados quanto à durabilidade a sulfatos (DNER ME 089), sendo toleradas perdas de até 10% em relação ao sulfato de sódio e de até 13% em relação ao sulfato de magnésio.
• Agregado miúdo
O agregado miúdo deverá ser constituído de materiais provenientes da britagem de rocha, tais como pó-de-pedra, e que sejam resistentes e possuam moderada angulosidade. Deverão ser isentos de torrões de argila ou silte e de materiais pulverulentos.
Areia natural poderá ser utilizada como parte do agregado miúdo para ajustar a granulometria ou para melhorar a trabalhabilidade do concreto asfáltico. No entanto, o total em peso de areia em relação ao total em peso do agregado não poderá exceder em 20%.
O agregado miúdo deverá apresentar um índice de plasticidade inferior a 6%, um limite de liquidez inferior a 25% e um equivalente de areia, determinado pelo
FL 40 de 88
• Material de enchimento (Filler)
Quando a presença de finos nos agregados for insuficiente para enquadrar a granulometria do concreto asfáltico, poderão ser utilizados materiais específicos de enchimento, chamados de filler.
O filler deverá ser constituído de materiais minerais finamente divididos, inertes em relação aos demais componentes da mistura e não plásticos (IP<6), tais como o cimento Portland, cal extinta, pós calcários, cinza volante e similares, desde que atendam a seguinte granulometria:
No momento da aplicação, o filler deverá estar seco e isento de grumos.
• Melhorador de adesividade
Quando necessário deverá ser utilizado melhorador de adesividade. A verificação da adesividade entre o ligante betuminoso e os agregados graúdo e miúdo deverá ser realizada, antes do estudo do traço, conforme as normas NBR 12583 – verificação da adesividade ao ligante betuminoso ao agregado graúdo e NBR 12584 – verificação da adesividade ao ligante betuminoso ao agregado miúdo.
A quantidade de melhorador de adesividade a ser misturado no cimento asfáltico deverá ser determinada em laboratório e aprovada pela Fiscalização.
DEFINIÇÃO DA COMPOSIÇÃO DA MISTURA BETUMINOSA
A mistura betuminosa deverá ser composta de uma mistura de agregados bem graduados, cimento asfáltico e, se necessário, material de enchimento. Os diversos agregados deverão ser divididos por tamanho e combinados em proporções em que a mistura resultante atenda aos requisitos da mistura de projeto.
FL 41 de 88
• Granulometria da mistura de projeto
Deverá corresponder, conforme a espessura da camada a executar, a uma das faixas indicadas no quadro a seguir. A faixa adotada não deverá conter partículas com diâmetro máximo superior a 2/3 da espessura da camada de revestimento.
O diâmetro máximo corresponde à abertura da malha quadrada da peneira, em milímetros, a qual corresponde uma porcentagem retida acumulada igual ou inferior a 5% em massa.
Para todos os tipos, a fração retida entre duas peneiras consecutivas não deverá ser inferior a 4% do total.
Granulometria das misturas de projeto (NSMA 85-2)
Peneiras Percentual Passando (%)
Faixa 1 Faixa 2 Faixa 3 Faixa 4
1 1/2" 100 - - - 1" 79 - 98 100 - - 3/4" - 80 -98 100 - 1/2" 61 - 84 68 - 93 80 -98 100 3/8" - - - 79 - 96 Nº 4 42 - 66 45 - 75 55 - 80 59 - 85 Nº 10 31 - 55 32 - 62 40 - 66 43 - 70 Nº 40 16 - 34 16 - 37 22 - 40 23 - 42 Nº 80 10 - 22 10 - 24 12 - 26 13 - 26 Nº 200 3 - 7 3 - 8 3 - 8 4 - 8 Espessura Mínima (cm) 6 4 3 2
É indicada a adoção da faixa granulométrica 03 para as camadas de rolamento (capa) e faixa 02 para as camadas de ligação (binder).
FL 42 de 88
• Requisitos da mistura de projeto
A estabilidade e características correlatas da mistura asfáltica de projeto deverão ser determinadas pelo Método Marshall (NBR 12891) e satisfazer aos requisitos indicados no quadro “Requisitos a serem satisfeitos pela mistura asfáltica”
Deverão satisfazer aos requisitos do “Tipo A” os seguintes pavimentos:
- aqueles que se destinam a operações de aeronaves de massa bruta superior a 27.300 kgf ou dotadas de pneus de pressões superiores a 0,70 MPa;
- aqueles que se destinam ao tráfego de viaturas com carga de eixo superior a 10.000 kgf ou com tráfego superior a 10.000 repetições anuais;
Deverão satisfazer aos requisitos do “Tipo B” os seguintes pavimentos:
- aqueles que se destinam a operações de aeronaves de massa bruta inferior a 27.300 kgf, ou dotadas de pneus de pressões iguais ou inferiores a 0,70 MPa; - aqueles que se destinam ao tráfego de viaturas com carga de eixo inferior a 10.000 kgf ou com tráfego inferior a 10.000 repetições anuais;
Requisitos a serem satisfeitos pela mistura asfáltica
Discriminação Camada de Rolamento
(Capa)
Camada de Ligação (Binder)
Porcentagem de vazios (Vv , %) 3 a 5 5 a 7
Relação betume/vazios (RBV, %) 70 a 80 50 a 70
Estabilidade, mínima 816 kgf (75 golpes) 816 kgf (75golfes)
Fluência, mm. (máxima) 4.0 4,0
Os agregados minerais utilizados na mistura de projeto deverão atender aos valores mínimos de vazios no agregado mineral (VAM) indicados no quadro a seguir.
FL 43 de 88
Os valores de estabilidade obtidos no ensaio Marshall deverão ser corrigidos em função da espessura dos corpos de prova (h) ensaiados para a espessura padrão de 6,35cm. A correção é realizada multiplicando o valor encontrado pelo fator de correção (fcorreção) obtido a partir da equação:
Onde h é a espessura dos corpos de prova em cm.
O traço da mistura deverá ser submetido, com a necessária antecedência, à apreciação da Fiscalização. Para tanto, deverá conter todos os elementos necessários, tais como granulometria, densidades reais, cálculo das características dos corpos de prova, curva destes valores, etc..
• Trecho experimental
Dependendo do projeto, a Fiscalização poderá exigir a execução de um trecho experimental, com a finalidade de:
a) avaliar o fator de empolamento da mistura a ser lançada na pista; b) calibrar os controles eletrônicos de greide da acabadora;
c) avaliar a necessidade ou não de calibragens da usina e dos demais equipamentos; e
FL 44 de 88
O trecho experimental deverá ser executado após a aprovação do traço da mistura, nas dimensões mínimas de 90m de comprimento e de 6m a 9m de largura, a ser realizado em duas faixas com junta longitudinal fria.
O trecho deverá ser executado com a mesma espessura da camada prevista e os equipamentos deverão ser os mesmos destinados à construção da referida camada. Deverão ser moldados pelo menos três corpos de prova com o material coletado na usina para a determinação, em laboratório, de todas as características da massa usinada (volume de vazios, estabilidade, fluência, R.B.V. etc.) e pelo menos dois para análise de teor de betume e granulometria.
Após a compactação do trecho experimental, três corpos de prova deverão ser extraídos no centro de cada uma das faixas e outros três corpos de prova ao longo da junta longitudinal para a determinação da densidade de campo.
O trecho experimental será considerado aceito quando:
a) os resultados da estabilidade, fluência, densidade da camada, densidade da junta e volume de vazios estiverem 90% dentro dos limites de aceitação exigidos no item 5.5 desta especificação para o tipo de mistura definido em projeto;
b) os resultados da granulometria e teor de asfalto estiverem de acordo com os valores exigidos no item 5.6 desta especificação para o tipo de mistura definido em projeto; e
c) o resultado do volume de vazios no agregado mineral estiver de acordo com o exigido no quadro dos requisitos da mistura asfáltica
A liberação para a construção ocorrerá somente quando o trecho experimental for considerado aceito pela Fiscalização.
Caso o trecho experimental não seja aceito, correções no projeto de mistura asfáltica ou alteração nos equipamentos deverão ser realizadas e um novo trecho experimental deverá ser construído.
Será medido e pago apenas o trecho experimental que for considerado aceito pela Fiscalização.
FL 45 de 88
6.1.3 – Equipamentos
Todo equipamento, antes do início da execução da obra, deverá ser examinado pela Fiscalização e estar de acordo com esta Especificação, sem o que não poderá ser iniciado o serviço.
DEPÓSITOS DE MATERIAL ASFÁLTICO
Os depósitos para o ligante asfáltico deverão ser capazes de aquecer o material às temperaturas fixadas nesta Especificação. O aquecimento deverá ser feito por meio de serpentinas a vapor, eletricidade, ou outros meios, de modo a não haver contato direto de chamas com o ligante asfáltico. Deverá ser instalado um sistema de circulação, desembaraçada e contínua, do depósito ao misturador, durante todo o período de operação. Todas as tubulações e acessórios deverão ser dotadas de isolamento, a fim de evitar perdas de calor. A capacidade dos depósitos deverá ser dimensionada para atender, no mínimo, três dias de serviço.
USINAS
As usinas deverão estar preparadas para produzir, uniformemente, as misturas asfálticas dentro das exigências requeridas por esta especificação e para o tipo de mistura definida em projeto.
Além dos dispositivos de segurança e de controle de emissão de partículas, as usinas deverão possuir os seguintes dispositivos:
a) Silos de estocagem dispostos de modo a separar e armazenar, adequadamente, as frações apropriadas dos agregados. Cada silo deverá possuir dispositivos adequados de descarga para o alimentador do tambor secador;
b) Silo adequado para estocagem do material de enchimento (filler) e dispositivos alimentadores para dosagem da mistura de projeto, na quantidade requerida; c) Tambor secador destinado a secagem e aquecimento dos agregados nas temperaturas exigidas nesta especificação;
FL 46 de 88
Poderão ser utilizadas usinas dos tipos gravimétrica ou volumétrica.
• Requisitos para usinas gravimétricas
Deverão estar equipadas com uma unidade classificadora de agregados, após o secador, e dispor de misturador capaz de produzir uma mistura uniforme. Um termômetro com proteção metálica e escala de 90ºC a 210ºC (±1ºC) deverá ser fixado no dosador de ligante ou na linha de alimentação do asfalto, em local adequado, próximo à descarga do misturador. A usina deverá ser equipada, além disso, com um termômetro de mercúrio, com escala em dial, pirômetro elétrico, ou outros instrumentos termelétricos aprovados, colocados na descarga do secador para registrar a temperatura dos agregados, com precisão de ±5ºC.
• Requisitos para usinas volumétricas
Equipadas com tambor secador / misturador, as usinas volumétricas deverão possuir um sistema de descarga da mistura betuminosa com comporta ou em silos de estocagem. Os silos de agregados deverão possuir sistema de pesagem dinâmica (com precisão de 5%) de forma a garantir uma granulometria homogênea da mistura dos agregados.
Os silos de estocagem da mistura betuminosa podem ser utilizados para o armazenamento desde que o silo possua isolamento térmico e o período não exceda 24 horas. Mesmo assim, a mistura betuminosa só será liberada para utilização se estiver dentro da faixa de temperatura especificada.
VEÍCULOS DE TRANSPORTE DA MISTURA
Os caminhões tipo basculante, para o transporte do concreto asfáltico, deverão ter caçambas metálicas robustas, limpas e lisas, ligeiramente lubrificadas com água e sabão, óleo vegetal fino, óleo parafínico, ou solução de cal, de modo a evitar a aderência da mistura às chapas.
FL 47 de 88
O pára-choque traseiro e o chassi dos caminhões deverão ser adaptados de forma que não haja contato entre estas peças com a vibro-acabadora durante o serviço de espalhamento da massa asfáltica.
ACABADORAS
O equipamento para espalhamento e acabamento deverá ser constituído de pavimentadoras automotrizes, capazes de espalhar e conformar a mistura no alinhamento, cotas e abaulamento requeridos. As acabadoras deverão estar equipadas com parafusos sem-fim, para colocar a mistura exatamente nas faixas, e possuir dispositivos rápidos e eficientes de direção, além de marchas para frente e para trás.
As acabadoras deverão ser equipadas com alisadores e dispositivos para aquecimento dos mesmos, à temperatura requerida, para colocação da mistura sem irregularidades, bem como dotadas de equipamentos de controle de greide longitudinal eletrônico para garantia da qualidade da superfície.
EQUIPAMENTOS DE COMPRESSÃO
Deverão ser constituídos por: rolo pneumático e rolo metálico vibratório liso, tipo tandem, ou outro equipamento aprovado pela Fiscalização. Os rolos compressores, tipo tandem, deverão ter uma massa de 8 t a 12 t. Os rolos pneumáticos autopropulsores deverão ser dotados de pneus que permitam a calibragem de 0,25 MPa a 0,84 MPa.
O equipamento em operação deverá ser suficiente para comprimir a mistura à densidade requerida, enquanto esta se encontrar em condições de trabalhabilidade.
6.1.4 – Execução
PREPARAÇÃO DO MATERIAL BETUMINOSO
O material betuminoso deverá ser aquecido até atingir uma temperatura adequada e homogênea que permita um suprimento contínuo e uniforme de ligante no misturador da usina, evitando-se superaquecimentos localizados, de forma a permitir o
