Presentación_M6T2_Capacidad Estructural de Los Pavimentos Aeronáuticos

Tema 2: Capacidad Estructural de los Pavimentos Aeronáuticos

MAEROP_M6T2_160511 Docente autor: Camilo Cano

Tema 2: Capacidad Estructural de los pavimentos Aeronáuticos

1 Introducción a las Pavimentos Aeronáuticos

• El pavimento proporcionará una capacidad estructural, un espesor y una calidad superficial suficientes para soportar las cargas de diseño, la acción abrasiva del tráfico y las condiciones meteorológicas a las que está expuesto. • Análisis desde dos puntos de vista: uno es el análisis del estado de su superficie y el otro es de la evaluación de la capacidad estructural del mismo.


1 Introducción a las Pavimentos Aeronáuticos

• El análisis de la capacidad estructural de los pavimentos es necesario ya que se pueden predecir comportamientos y fallos antes de que se manifiesten en la superficie, pudiéndose adoptar las medidas correctoras necesarias. • El conocimiento de la capacidad portante de los pavimentos permite aumentar el tamaño de aeronave tipo mediante el refuerzo del firme o dado el caso, restringir el movimiento de ciertas aeronaves según su peso si no se desea adaptar el firme.


2 Tipos de Pavimentos Aeronáuticos

• Los pavimentos flexibles son aquellos que están constituidos por una o varias capas superiores de mezclas bituminosas formadas por una mezcla de áridos y betún unidas por riegos de emulsión bituminosa. • Los pavimentos rígidos son aquellos constituidos por losas de hormigón hidráulico, formado por una mezcla de áridos, cemento y agua, que se colocan sobre el terreno de fundación o por una capa granular estabilizada anterior a este.


2 Tipos de Pavimentos Aeronáuticos 2.1 Pavimentos flexibles

• Una sección típica de un pavimento flexible sería la siguiente:



Mezcla Bituminosa en Caliente Es una mezcla de áridos seleccionados de distinta granulometría y betún según una fórmula de trabajo. Esta capa impide al agua penetrar en el firme, proporciona una superficie plana y rugosa necesaria para el tráfico de aeronaves y soporta las cargas de las mismas.



Base granular Esta capa es el componente principal de la estructura del pavimento flexible. Es la encargada de distribuir la carga de la rueda a la sub-base y al subsuelo. Los materiales de la base suelen ser áridos seleccionados con una gran dureza, con un buen coeficiente de forma y con una granulometría específica. La base a menudo puede estar estabilizada con cemento aumentando su rigidez. La calidad de la base depende de su composición y de su nivel de compactación.



Sub-base En esta capa se emplea un material seleccionado que proporciona capacidad portante al subsuelo. Suelo soporte Es la capa que forma el terreno de fundación o cimiento. Se emplean suelos con baja plasticidad y con un CBR no tan elevado como en la base y la sub-base debido al decrecimiento de las cargas con la profundidad del paquete de firme.


2 Tipos de Pavimentos Aeronáuticos 2.2 Pavimentos rígidos

• Una sección típica de un pavimento rígido sería la siguiente:



Losa de hormigón hidráulico La losa de hormigón es la que proporciona la capacidad estructural frente a las cargas de la aeronave, proporciona una superficie antideslizante para el rodaje de la misma, previene de la filtración de agua en la subbase y resiste mejor que las MBC los derrames de hidrocarburos.



Sub-base La capa sub-base proporciona un asiento estable y uniforme a la losa de hormigón. La sub-base también sirve para el control de la acción de las heladas, proporciona un drenaje interno, control del hinchamiento y una plataforma estable para la construcción de la losa de hormigón.



Cimiento El cimiento es el conjunto de capas de suelo compactado que forma el terreno de fundación del pavimento rígido. El cimiento está sometido a menores cargas que la subbase y la losa de hormigón. Cuando hay un elevado nivel freático o una gran humedad en el terreno la composición de los suelos empleados debería proporcionar un alto nivel de drenaje, estabilidad frente al agua y elevada capacidad portante.


3 Capacidad Portante de un Pavimento 3.1 Concepto

• La capacidad portante de un pavimento es la condición de un pavimento para soportar el tráfico de diseño del mismo. • La capacidad portante de un firme o pavimento depende directamente de la estructura del mismo, es decir de las capas de que está formado y más concretamente de su naturaleza, su espesor y el estado en que se encuentran.



• Lo pavimentos rígidos y concretamente las losas de hormigón tienen una rigidez elevada y una gran resistencia a la flexión distribuyendo las cargas en una amplia zona.



• Los pavimentos flexibles experimentan una mayor flexión bajo la acción de las cargas, trasmitiéndose estas gradualmente a través de todas las capas.


3 Capacidad Portante de un Pavimento 3.2 Resistencia del suelo soporte

• La resistencia del suelo soporte o terreno de fundación es un parámetro que es necesario conocer para la evaluación de la capacidad estructural de un pavimento. • El parámetro utilizado para caracterizar la resistencia del suelo soporte en los pavimentos flexibles es el CBR (California Bearing Ratio), y en los pavimentos rígidos el módulo de reacción o coeficiente de balasto K. • El parámetro CBR se determina en laboratorio mientras que el módulo K se determina in situ.


3 Capacidad Portante de un Pavimento 3.3 Ensayos para determinar la capacidad portante

• La finalidad de la determinación de la capacidad portante en los pavimentos de los aeropuertos es la determinación del número PCN. • El ensayo con el deflectómetro de impacto consiste en la aplicación de una carga y la medición de la deformación producida en su superficie por efecto de la misma.



• El ensayo CBR es un ensayo de penetración o punzonamiento y además mide el hinchamiento del suelo al sumergirlo durante 4 días en agua. El índice CBR se emplea para el cálculo del PCN.



• El dato necesario para la determinación del PCN en pavimentos rígidos es el módulo de reacción o coeficiente de balasto K, tomado en la coronación de la capa sobre la que se apoya la losa. Dicho valor se obtiene mediante un ensayo de placa de carga in situ.


4 El Número de Clasificación de Pavimentos, PCN 4.1 El método ACN/PCN

• El ACN, Aircraft Classification Number (Número de Clasificación de Aeronaves), es un número que expresa el efecto relativo de una aeronave de peso dado sobre un pavimento con una categoría del terreno de cimentación especificada. • El PCN, Pavement Classification Number (Número de Clasificación de Pavimentos) es el número que expresa la capacidad de carga de un pavimento para un número ilimitado de operaciones.



• El número de clasificación del pavimento (PCN) indica que una aeronave cuyo número de clasificación (ACN) sea menor o igual a dicho PCN podrá utilizar el pavimento únicamente sujeta a limitaciones de la presión de neumáticos. • El código de notificación de la resistencia de un pavimento por el método ACN/PCN, además del número PCN, da información sobre las siguientes características:



• Tipo de pavimento: Flexible (F); Rígido (R) • Resistencia del suelo soporte: Alta (A); Mediana (B); Baja (C), Ultrabaja (D) • Presión máxima admisible de los neumáticos: Alta (W); Mediana (X); Baja (Y); Muy baja (Z) • Método de evaluación: Por experiencia o aeronave usuaria (U) Técnica (T)


5 Estudio Operacional de Aeronaves: Relación ACN-PCN

• Mediante el método ACN/PCN, hay que comparar el PCN con los ACN de las aeronaves.  El PCN calculado es mayor que el ACN de la aeronave: la operación de la aeronave es admisible sin restricciones desde el punto de vista de la capacidad portante del pavimento.  El PCN calculado es igual que el ACN de la aeronave: la operación es también admisible, pero hay que hacer un seguimiento de la evolución estructural del pavimento.


5 Estudio Operacional de Aeronaves: Relación ACN-PCN

 El PCN calculado es menor que el ACN de la aeronave: en este caso es necesario realizar un estudio de operatividad.

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