Temario_M6T2_Capacidad Estructural de Los Pavimentos Aeronáuticos

Tema 1. Capacidad Estructural de los Pavimentos Aeronáuticos

Docente autor: Camilo Cano

Tema 1. Capacidad estructural de los pavimentos aeronáuticos

ÍNDICE 1.

Introducción a los Pavimentos Aeronáuticos .......................................................................................... 4

2.

Tipos de pavimentos Aeronáuticos ......................................................................................................... 6

3.

4.

2.1.

Pavimentos flexibles ........................................................................................................................ 6

2.2.

Pavimentos rígidos .......................................................................................................................... 7

Capacidad Portante de un Pavimento ..................................................................................................... 9 3.1.

Concepto de capacidad portante de un pavimento ........................................................................ 9

3.2.

Resistencia del suelo soporte o terreno de fundación .................................................................. 10

3.3.

Ensayos para determinar la capacidad portante de un pavimento .............................................. 12

El Número de Clasificación de Pavimentos, PCN................................................................................... 21 4.1.

El método ACN/PCN ...................................................................................................................... 21

4.2.

Consideraciones sobre las claves del número ACN/PCN............................................................... 23

4.3.

Determinación del número PCN .................................................................................................... 24

5.

Estudio Operacional de Aeronaves: Relación ACN-PCN ........................................................................ 34

6.

Ejemplos de Cálculo del Número ACN-PCN........................................................................................... 37

7.

6.1.

Ejemplo del uso del método de la aeronave usuaria para pavimentos flexibles .......................... 37

6.2.

Ejemplo del uso del método de la aeronave usuaria para pavimentos rígidos ............................ 38

6.3.

Ejemplo del uso del método de evaluación técnica para pavimentos flexibles ............................ 40

6.4.

Ejemplo del uso del método de evaluación técnica para pavimentos rígidos .............................. 44

6.5.

ANEXO 1: Cálculo del tráfico equivalente en el método de evaluación técnica del PCN .............. 50

Software para el cálculo del número ACN-PCN..................................................................................... 61 7.1.

Programa COMFFA ........................................................................................................................ 61

7.2.

Otros programas ............................................................................................................................ 66

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1. Introducción a los Pavimentos Aeronáuticos Los pavimentos aeroportuarios se diseñan, se construyen y se mantienen para soportar las cargas críticas impuestas por el tráfico de las aeronaves y para proporcionar una superficie lisa y antideslizante apta para la rodadura de las mismas. 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. El control y análisis de los pavimentos en un aeropuerto se realiza 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. Los dos análisis son necesarios y complementarios ya que un pavimento con una superficie deteriorada respecto a su regularidad o resistencia al deslizamiento puede necesitar únicamente un tratamiento superficial si su capacidad portante es correcta, mientras que un pavimento con perfectas propiedades superficiales puede no soportar un cambio de tráfico en términos de aeronaves más pesadas si su capacidad estructural no está diseñada para el mismo. Desde un punto de vista del mantenimiento, 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. Desde un punto de vista de la operatividad del aeropuerto, 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. Desde un punto de vista económico, el conocimiento de la capacidad estructural actual de los pavimentos es necesario para poder adoptar la decisión correcta respecto una inversión futura en su mejora.

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2. Tipos de pavimentos Aeronáuticos Comúnmente los pavimentos se clasifican en pavimentos flexibles y pavimentos rígidos. 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. Estas capas de “aglomerado” se asientan sobre una capa granular, a menudo estabilizada, denominada base. A su vez la capa base se apoya en una capa, también granular, denominada sub-base. 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. Existe otro tipo de pavimentos denominados semi-rígidos que consisten en un pavimento rígido en el que se le ha añadido una capa de mezcla bituminosa en caliente encima.

2.1. Pavimentos flexibles Como se ha comentado, los pavimentos flexibles constan de una o varias capas de mezclas bituminosas en caliente (MBC), una capa base, una capa sub-base y un suelo soporte. 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

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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. Debe tener la suficiente calidad y el suficiente espesor para evitar el fallo en la capa de la sub-base, soportar las tensiones en la propia base que tienden a producir una consolidación y consecuentemente una deformación en la capa de aglomerado y resistir los cambios de volumen debido a las variaciones de humedad en la misma. 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. Esta capa funciona como la capa base granular empleándose materiales granulares aunque no de tanta calidad como en la base ya que no soporta tantas cargas.

•

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.

2.2. Pavimentos rígidos Los pavimentos rígidos están formados por losas de hormigón hidráulico y un terreno de fundación o cimiento. Dependiendo de las condiciones las losas pueden ser de hormigón sin armar o armado, ofreciendo el hormigón una alta resistencia a la flexión. La losa de hormigón de suele apoyar en una capa de sub-base compactada que proporciona un apoyo regular, uniforme y estable y drenaje al subsuelo.

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Las losas de hormigón se caracterizan por su elevada rigidez y por distribuir las cargas en una superficie grande. La integridad y funcionamiento de la losa depende en gran medida de la uniformidad del asiento sobre la sub-base. A diferencia de los pavimentos flexibles con la capa superior de MBC, en los pavimentos rígidos la capacidad estructural la proporciona la losa, permitiendo el uso de materiales más baratos y con menos calidad en la sub-base. 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 sub-base 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. La sub-base cuando las cargas de las aeronaves son elevadas se recomienda que esté estabilizada mejorando el módulo de reacción del cimiento.

•

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 sub-base 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.

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3. Capacidad Portante de un Pavimento 3.1. Concepto de capacidad portante de un pavimento Del mismo modo que se define la capacidad portante de un suelo como la máxima presión vertical que es capaz de soportar, 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. La distribución de cargas en un pavimento rígido se presenta como en la figura siguiente.

Contrariamente a los pavimentos rígidos, los pavimentos flexibles experimentan una mayor flexión bajo la acción de las cargas, trasmitiéndose estas gradualmente a través de todas las capas. También contrariamente a los pavimentos rígidos, un pavimento flexible puede recuperar parte de

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la deformación producida por las cargas, denominándose asentamiento a la deformación no recuperada. La distribución de cargas en un pavimento flexible se presenta como en la figura siguiente.

3.2. Resistencia del suelo soporte o terreno de fundación 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. Esta resistencia se cuantifica mediante un parámetro diferente dependiendo si se trata de pavimentos flexibles o pavimentos rígidos. Esto es debido al distinto comportamiento de los pavimentos comentado anteriormente.

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La teoría que se aplica en pavimentos flexibles es la de Boussinesq, que los considera sólidos elásticos sobre los que actúa una carga uniformemente distribuida en un círculo de radio dado. Los pavimentos rígidos se estudian bajo la teoría de Westergaard, que considera el suelo como un líquido denso cuya reacción es proporcional a la profundidad de penetración de una carga aplicada en el centro de una losa teóricamente infinita, caracterizada por su módulo de elasticidad y coeficiente de Poisson. 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 puede determinar en laboratorio mientras que el módulo K se determina in situ. Se muestra a continuación el bulbo de presiones según la teoría de Boussinesq empleada en pavimentos flexibles.

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3.3. Ensayos para determinar la capacidad portante de un pavimento La finalidad de la determinación de la capacidad portante en los pavimentos de los aeropuertos es la determinación del número PCN. Los ensayos pueden ser destructivos o no destructivos y difieren si son para pavimentos flexibles o para pavimentos rígidos.

3.3.1. Ensayos en pavimentos flexibles 3.3.1.1. Ensayos con deflectómetro de impacto La deflexión es el parámetro universalmente empleado para la caracterización de la capacidad estructural de un pavimento. Uno de los deflectómetros de impacto que se suele usar en los aeropuertos es el deflectómetro de impacto DYNATEST HWD que puede simular el peso de una rueda de un avión del tamaño de un B 747. 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 deflectómetro de impacto consta de un vehículo tractor donde va la unidad de control y el ordenador de mando y adquisición de datos y un remolque donde está instalado el sistema hidráulico de aplicación de cargas y sistema de medidas. La medida de las deflexiones se realiza mediante siete sensores (geófonos) que se sitúan uno debajo de la placa de carga y los otros seis a distancias variables de hasta 2,5 m. del punto de impacto. El uso de geófonos en la medida de las deflexiones elimina la necesidad de un sistema de referencia, obteniéndose valores de hasta 10-3 mm. con una precisión de 0,5%.

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Los ensayos sobre el pavimento flexible se realizan por perfiles paralelos al eje de la pista de vuelo o calle de rodaje, equidistantes a ambos lados, determinándose a priori los puntos de ensayo en cada perfil con el paso de medida que convenga. El equipo proporciona listados de deformaciones representados por un mapa de isodeflexiones.

3.3.1.2. Ensayos con ENDCRE 2000 El equipo de auscultación con acrónimo ENDCRE, según terminología empleada por AENA, significa Ensayos No Destructivos de Cargas Repetidas Estáticas. El equipo es aplicable tanto a pavimentos flexibles como a pavimentos rígidos y proporciona los datos necesarios para calcular la RSE. La RSE o Carga por Rueda Simple Equivalente, es un concepto aeronáutico que se define como aquella carga que, operando con la misma presión de neumático que el conjunto del tren de aterrizaje del avión, provoca esfuerzos máximos similares.

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El equipo consta de una cabeza tractora que arrastra mediante un enganche tipo lanza un remolque cuba con capacidad de 45 m3 de agua, que se utiliza como elemento de reacción durante los ensayos, con objeto de suplementar las 13 t por eje del remolque y alcanzar la carga de aplicación requerida hasta un máximo teórico de 71 t. El ordenador y los demás controles están situados en la cabina de mandos situada en la cabeza tractora. Se utilizan sensores de deformación LVDT o Linear Variable Differential Transformer que se apoyan sobre el pavimento. Las cargas se aplican a través de un actuador hidráulico comandado por una motobomba que reparte las cargas al pavimento a través de una placa circular. El procedimiento de ensayo está basado en el indicado en la segunda edición del Manual de Aeródromos del año 1965 de la OACI y en la publicación del Directorate of Civil Engineering Development del Reino Unido Design and Evaluation of Aircraft Pavements de 1971. Los sensores de deformación tipo LVDT que se utilizan en pavimentos flexibles son tres y se sitúan separados entre sí 120º en una circunferencia sobre un placa de reparto de 650 mm cuando se aplican cargas mayores de 20 t. El equipo proporciona la siguiente información: -

Listado de deformaciones registradas por cada sensor, su valor medio y el tiempo de aplicación de la carga por ciclo, así como el valor de la carga aplicada.

-

Gráfico carga-deformación.

-

Gráfico deformación-nº de repeticiones de carga

-

Gráfico de carga crítica

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3.3.1.3. Ensayo CBR El ensayo CBR es un ensayo de penetración o punzonamiento y además mide el hinchamiento del suelo al sumergirlo durante 4 días en agua. En España se sigue la norma de ensayo NLT-111 que se corresponde con la norma ASTM 1883. Se compacta una muestra de suelo, con la humedad y energía de compactación deseada, en un molde cilíndrico de 152,4 mm de diámetro interior y 177,8 mm de altura, provisto con un collar supletorio y una base perforada. Esta muestra se sumerge en agua durante 4 días con una sobrecarga que ocasiona una compresión equivalente a la del futuro firme sobre la explanada, midiéndose el hinchamiento vertical, que se expresa en porcentaje de la altura de la muestra. La muestra se ensaya a penetración mediante una prensa y un pistón cilíndrico de 49,6 mm de diámetro, que se desplaza a 1,27 mm/min a velocidad uniforme. El Índice resistente CBR se define como la razón, en porcentaje, entre la presión necesaria para que el pistón penetre en el suelo hasta una profundidad determinada y la correspondiente a esa misma penetración en una muestra patrón de grava machacada. Se obtiene este índice para dos penetraciones, de 2,54 y 5,08 mm, tomándose como índice CBR el mayor valor. El suelo utilizado en el ensayo no puede contener más de un 10% de partículas retenidas por el tamiz 20 UNE, pudiéndose sustituir hasta un 30% por una proporción igual de material comprendido entre los tamices 5 y 20 UNE. La inmersión puede afectar, en algunos suelos, a la evaluación de la resistencia a esfuerzo cortante, siendo esta en algunos casos demasiado pesimista. El índice CBR se emplea para el cálculo del PCN como se verá más adelante.

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3.3.2. Ensayos en pavimentos rígidos 3.3.2.1. Ensayos con deflectómetro de impacto El equipo empleado sobre pavimentos rígidos es el mismo que el comentado en el apartado anterior realizándose los ensayos siguiendo las diagonales de las losas con un paso determinado. En ese caso, las cargas se aplican en las esquinas de las losas y en su centro. Si se adopta una distribución transversal a las juntas, las cargas se aplicarán en el centro y en los bordes. A parte del mapa de isodeflexiones el equipo también pude aportar otra información relacionada con el estado del pavimento rígido como pude ser los huecos y las transferencias de carga. 3.3.2.2. Ensayos con ENDCRE 2000 El equipo ENDCRE aplica las cargas en las esquinas de las losas ya que en estos puntos es donde se producen las deformaciones máximas, realizándose el ensayo por el lado de la seguridad. Los sensores de deformación LVDT son siete y se sitúan: uno en la esquina de la losa que se está ensayando, otros tres en las esquinas de las losas adyacentes y, los tres restantes, en la diagonal de la losa de ensayo. La placa de reparto que se emplea es la de 450 mm de diámetro. El equipo proporciona la siguiente información:

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-

Listado de deformaciones por cada sensor, así como el coeficiente de transferencia de carga por cada escalón. El coeficiente de carga es una relación entre la suma de las deformaciones de los sensores de las esquinas de las losas adyacentes y la suma de las anteriores y la deformación del sensor de la esquina que se está ensayando.

-

Gráfico carga-deformación que representa las cargas y deformaciones por cada sección.

-

Gráfico de carga de rotura que representa las curvas de carga-deformación por sensor y según los escalones. Si la rotura no se produce (lo habitual) se toma la carga máxima alcanzada. 3.3.2.3. Determinación del módulo de reacción coeficiente de balasto K

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.

El módulo de Reacción o Coeficiente de Balasto se define como: la relación entre la tensión capaz de generar una penetración de la placa en el terreno de 0,05” que equivale a una deformación de 0,127 cm, es decir que este coeficiente es la pendiente de la recta que une el origen de coordenadas con el punto de la curva “tensión – deformación” que genera un asentamiento de la placa de 0,127 cm.

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El ensayo de la placa de carga se realiza según la norma NLT-357/98 y permite dibujar las curvas cargas-asientos, y a partir de ellas, la deformabilidad y la capacidad portante del suelo. A partir de estas curvas se calcula el módulo de compresibilidad EV y el módulo de reacción KS. El método consiste en medir el desplazamiento vertical de un punto de la superficie de un suelo situado en la vertical del centro de gravedad de una placa rígida cargada. En cada punto de ensayo se miden las deflexiones, producidas en dos o más ciclos de carga, respecto a una posición inicial de referencia. Conocidas las deflexiones del suelo y las cargas transmitidas se calculan los módulos respectivos. En el método se procede, de forma escalonada, a la carga y descarga, repetidas veces, de una placa circular mediante un dispositivo adecuado. Las tensiones normales medias σ debajo de la placa y los respectivos asientos s, producidos en los distintos escalones de carga, se representan gráficamente en un diagrama denominado curva de cargas-asientos. El módulo de compresibilidad EV es una magnitud característica de la deformabilidad del suelo. Sus valores se calculan en un primer ciclo de carga en la curva de cargas-asientos y en un segundo ciclo de carga, a partir de la inclinación de la secante entre los puntos 0,3 σ1max. y 0,7 σ1max. mediante la expresión:

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donde σ01. Tensión normal media bajo la placa, para 0,3 máx. (MN/m2) s1 Asentamiento medio de la placa correspondiente a la presión anterior (mm) σ02. Tensión normal media bajo la placa, para 0,7 máx. (MN/m2) s2 Asentamiento medio de la placa correspondiente a la presión anterior (mm) r Radio de la placa de carga (mm) El módulo de compresión del primer ciclo de carga se identifica mediante EV1 y el módulo de compresión del segundo ciclo de carga como EV2. El módulo de reacción KS.es una magnitud característica que define la elasticidad de la superficie del suelo sometido a cargas. Se determina a partir de la curva carga-asientos obtenida en el primer ciclo de cargas mediante la expresión:

En la construcción de carreteras y aeropuertos se determina la tensión σ0. medida con una placa de carga con un diámetro de 762 mm, que equivale a un asentamiento medio de s=0,00125 m (1,25 mm). Se representa continuación una curva típica carga-asientos.

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4. El Número de Clasificación de Pavimentos, PCN 4.1. El método ACN/PCN En 1977 la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) estableció un método único que sirviera internacionalmente para notificar la resistencia de los pavimentos aeronáuticos llamado Número de Clasificación de Aeronaves/Número de Clasificación de pavimentos ACN/PCN. De esta forma en el Anexo 14 2.5.2 se especifica que la resistencia de un pavimento para aeronaves de masa superior a 5.700 kg deberá expresarse mediante el método Número de Clasificación de Aeronaves/Número de Clasificación de pavimentos 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. Mediante este método, la capacidad portante de un pavimento puede expresarse mediante un solo número sin especificar el avión. 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. Es importante remarcar que la finalidad del método ACN/PCN es la difusión de los datos de la resistencia de los pavimentos en las publicaciones de Información Aeronáutica (AIP), no siendo su finalidad ni la evaluación de los pavimentos ni el cálculo de los mismos. Tampoco restringe la metodología utilizada para diseñar o evaluar una estructura de pavimento. 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:

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•

•

Tipo de pavimento: 

Flexible (F)



Rígido (R)

Resistencia del suelo soporte: 

Alta (A): o Para pavimento flexible: CBR > 13; valor tipo CBR =15 o Para pavimento rígido: K > 12 kg/cm3; valor tipo K = 15 kg/cm3



Mediana (B): o Para pavimento flexible: 8 < CBR < 13; valor tipo CBR =10 o Para pavimento rígido: 6 < K < 12 kg/cm3; valor tipo K = 8 kg/cm3



Baja (C): o Para pavimento flexible: 4 < CBR < 8; valor tipo CBR =6 o Para pavimento rígido: 2,5 < K < 6 kg/cm3; valor tipo K = 4 kg/cm3



Ultrabaja (D): o Para pavimento flexible: CBR < 4; valor tipo CBR =3 o Para pavimento rígido: K < 2,5 kg/cm3; valor tipo K = 2 kg/cm3

•

Presión máxima admisible de los neumáticos: 

Alta (W): sin límite de presión



Mediana (X): hasta 1,50 MPa (218 psi)

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•



Baja (Y): hasta 1,00 MPa (145 psi)



Muy baja (Z): hasta 0,5 MPa (73 psi)

Método de evaluación: 

Por experiencia o aeronave usuaria (U)



Técnica (T)

Un ejemplo de un código PCN puede ser 80/R/B/W/T donde 80 representa el valor numérico del PCN, R representa Pavimento Rígido, B representa suelo soporte con resistencia media, W representa presión permisible de inflado de neumáticos alta y T representa que el valor PCN se obtuvo mediante una evaluación técnica.

4.2. Consideraciones sobre las claves del número ACN/PCN Es interesante hacer las siguientes consideraciones sobre los datos de notificación del número ACN/PCN. Estudios de investigación de pavimentos aeronáuticos han demostrado que, salvo casos muy especiales como puede ser un pavimento con una capa de rodadura con un espesor muy pequeño, los efectos de la presión de neumáticos son secundarios frente a otros factores como la carga y su distribución sobre el pavimento. Es por ello que resulta habitual adoptar la clave W (presión ilimitada) por norma, salvo que exista riesgo manifiesto para la capa de rodadura. El método de evaluación por experiencia o por aeronave usuaria consiste en que si un pavimento está soportando de manera aceptable las cargas de una aeronave usuaria, el PCN de dicho pavimento es, como mínimo, el correspondiente al ACN de aquella aeronave. Una de las hipótesis en el uso del método de evaluación de la aeronave usuaria es que la estructura de pavimento tiene la capacidad estructural para que operen todas las aeronaves presentes en la combinación de tráfico y que cada uno de ellos puede operar sobre la estructura de pavimento sin restricciones.

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La precisión de este método aumenta considerablemente cuando se encuentra disponible la información del tráfico de aeronaves. Ahora bien, puede ocurrir una sobreestimación importante del valor del PCN si este valor se determina utilizando como base una aeronave con ACN alto pero que frecuenta el aeropuerto en pocas ocasiones. De igual forma puede darse una utilización poco rentable de la estructura si se subestima la capacidad del pavimento restringiendo el tráfico de aeronaves que podrían ser aceptables. Aunque no existen límites mínimos en la frecuencia de operación, antes que una aeronave sea considerada parte del tráfico normal, la autoridad que determina el número PCN debería utilizar un criterio racional adecuado, para evitar subestimar o sobreestimar la capacidad del pavimento. Es por todo esto que existe cierto consenso en que la utilización de equipos de medida confiere fiabilidad a los resultados y que el método de la experiencia o aeronave usuaria (clave U) debería adoptarse sólo en aquellos casos en que no sea posible una evaluación técnica (clave T) con equipos de medida.

4.3. Determinación del número PCN 4.3.1. Determinación del número PCN mediante el método de la aeronave usuaria Este procedimiento puede utilizarse cuando hay un conocimiento preciso del tráfico existente y de las características de la pista en un aeropuerto. También es útil cuando un análisis de ingeniería no es posible o bien no se desea hacerlo, siendo entonces más conservadores en el uso del PCN por parte de la autoridad gestora del aeropuerto. Básicamente el método consiste en los dos pasos siguientes: 1) Determinar la aeronave con el ACN más alto en la combinación de tráfico que utiliza la pista que se adoptará como la aeronave crítica.

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2) Asignar el ACN de la aeronave crítica como el valor PCN. Se explican a continuación estos dos pasos en detalle: 1) Asignar el código de tipo de superficie del pavimento sea F o R. 2) De los registros disponibles determinar la resistencia promedio del suelo soporte. 3) Determinar qué aeronave posee el máximo ACN de las que utilizan la pista, basado en el código de superficie asignado en el paso 1 y el código de suelo soporte en el paso 2. Los valores de ACN pueden obtenerse con el programa informático COMFAA o mediante los gráficos de ACN que se encuentran en los manuales ACAP publicados por los fabricantes de aeronaves. Se debe utilizar la misma clasificación del suelo soporte para cada aeronave cuando se determina el ACN máximo. El ACN debe estar basado en el máximo peso de operación de las aeronaves en el aeropuerto si dispone de la información; en su defecto se puede utilizar un estimado del peso bruto máximo permisible publicado de la aeronave en cuestión. La aeronave con el ACN mayor que utiliza el pavimento será la aeronave crítica. 4) El PCN será simplemente el ACN de la aeronave crítica con la presión de neumáticos apropiada y los restantes códigos de evaluación. 5) El valor numérico del PCN se puede ajustar a criterio de la autoridad aeroportuaria por restricciones operacionales o por condiciones del pavimento. 6) El código presión máxima admisible de los neumáticos (W, X, Y, o Z) debe ser representativo de la mayor presión de la de la flota de aeronaves que utilizan la pista. Para pavimentos flexibles debería utilizarse el código X si no existe un dato evidente a partir del tráfico existente. Para pavimentos de hormigón se suele emplear el código W debido a su alta resistencia.

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4.3.2. Determinación del número PCN mediante el método de técnica para pavimentos flexibles La lista siguiente resume el procedimiento del método técnico para pavimentos flexibles: 1) Determinar el volumen de tráfico por tipo de aeronave y número de operaciones de cada uno que el pavimento soportará a lo largo de su vida útil. 2) Convertir este tráfico al equivalente de aeronave crítica. 3) Determinar las características del pavimento, incluyendo el CBR de la subrasante y espesor del mismo. 4) Calcular el peso máximo permisible de la aeronave crítica que utilizará ese pavimento. 5) Calcular el ACN de la aeronave crítica para su peso bruto máximo permisible. 6) Asignar el PCN al ACN de la aeronave crítica. Se explican a continuación estos pasos en detalle: 1) Determinar el volumen de tráfico en términos de ciclos de tráfico para cada aeronave que se ha utilizado o se tiene planeado utilizar durante la vida útil del pavimento. La vida útil normal de un pavimento es de 20 años sin embargo su expectativa de vida puede variar dependiendo de las condiciones actuales del mismo, las condiciones climáticas y las prácticas de mantenimiento. La información necesaria para obtener el volumen de tráfico es: •

Ciclos de tráfico pasados, presentes y futuros de cada aeronave significativa.

•

Pesos máximos de operación.

•

Distribución típica del peso en los trenes de morro y principal. Si no se conoce se asume un 95% del peso sobre el tren principal.

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•

Tipo de tren de aterrizaje.

•

Presión de neumáticos del tren principal.

•

La relación de pasadas con interacciones (P/C) para cada aeronave que pueda ser considerada aeronave crítica.

•

Prácticas de carga de combustible en el aeropuerto.

•

Tipo de calles de rodaje – paralelas o centrales.

2) Determinar qué aeronave entre todas del paso 1 es crítica o más significativa. Esto se necesita ya que el procedimiento de ACN implementado en el software COMFAA solo puede utilizar una aeronave a la vez. La aeronave crítica será la que requiera el mayor espesor de pavimento con base en su peso bruto máximo individual, volumen de tráfico, relación P/C y presión de neumáticos. No necesariamente será la que tenga el ACN más grande o el mayor peso bruto. 3) La aplicación COMFAA calcula el espesor del pavimento con base en las interacciones en vez de ciclos de tráfico o pasadas por tanto se requiere convertir estos tipos de frecuencias en interacciones utilizando la relación pasadas con respecto a interacciones. Las relaciones específicas P/C pueden calcularse con el COMFAA para pavimentos flexibles. 4) Utilizando los factores de conversión de la tabla A1-5 Anexo 1, se convierte el volumen de tráfico de cada aeronave en la mezcla en su equivalente de aeronave crítica según las distintas configuraciones de tren de aterrizaje. Por ejemplo si la aeronave crítica tiene un tren doble entonces otras aeronaves con trenes de rueda simple, en tándem doble o triple deben convertirse a tren doble equivalente. 5) Determinar los ciclos de tráfico equivalente de la aeronave crítica con base en la magnitud de la carga en una rueda simple para cada aeronave en el conjunto del tráfico. Este cálculo se efectúa con la ecuación A1-3 Anexo 1.

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6) Calcular la relación TC/C para la aeronave crítica Con la ecuación A1-1 Anexo 1 según el tipo de configuración de calles de rodaje y condiciones de carga de combustible. 7) Con información de campo o con los planos constructivos documentar el CBR promedio del suelo de la subrasante. Alternativamente hacer pruebas de laboratorio a la subrasante para obtener los valores de CBR. Es sumamente importante la precisión en la obtención del CBR ya que variaciones muy pequeñas en este dato podrían resultar en variaciones desproporcionadas en el peso permisible de la aeronave crítica y su correspondiente PCN. 8) Determinar el espesor total del pavimento y las propiedades de la sección transversal. Para efectos de evaluación el espesor de la sección del pavimento en consideración debe referenciarse con una sección estándar de pavimento. La sección estándar será el espesor total requerido calculado con el COMFAA asumiendo que el asfalto tiene un espesor mínimo, que la base tiene también un espesor mínimo de material con un CBR 80 o mayor y una sub-base de espesor variable con un CBR 20 o más alto. Si el pavimento tiene exceso de material o materiales mejorados el espesor total puede aumentarse de acuerdo con la metodología descrita en el párrafo 321 de la AC 150/53206D. Se considera que un pavimento tiene exceso de asfalto que puede convertirse en un espesor adicional equivalente cuando el espesor del asfalto es mayor que el mínimo requerido para la aeronave crítica. El espesor mínimo de la superficie de asfalto será de 4 pulgadas para aeronaves jet de fuselaje estándar y 5 pulgadas para aeronaves de fuselaje ancho. Se puede considerar que la estructura de pavimento tiene un espesor excesivo de base cuando su sección transversal tiene un espesor de base mayor que el mínimo especificado en la Tabla 3-4 de la AC 150/5320-6D o cuando se utilicen gravas estabilizadas con cemento o asfalto para la base. Asimismo espesores adicionales de sub-base o materiales mejorados en ella deben también ser convertidos a un espesor total adicional. 9) Calcular el peso máximo permisible de la aeronave crítica con la aplicación COMFAA en Modo de Diseño de Pavimento utilizando el tráfico equivalente y la relación TC/C de la aeronave crítica, el espesor equivalente de pavimento y el valor promedio del CBR de la subrasante.

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10) Asignar la resistencia CBR de la subrasante obtenida en al paso 7 el código estándar apropiado ACN-PCN de la subrasante. 11) Ahora ya se puede determinar el ACN de la aeronave crítica utilizando la aplicación COMFAA en el Modo de ACN. Ingresar como dato el peso máximo permisible de la aeronave crítica y calcular el ACN con base en el código de subrasante del paso 10. Alternativamente se debe consultar el gráfico de ACN versus Peso Bruto publicado por el fabricante en el manual ACAP. 12) Asignar el código de presión de neumáticos con base en la presión máxima en la mezcla de tráfico. 13) Como la evaluación es técnica se asignará el código T. 14) El valor numérico del PCN será el mismo valor de ACN obtenido para la aeronave crítica calculado en el paso 11. 15) Si el peso bruto permisible del paso 11 es igual o mayor que el peso bruto operacional de la aeronave crítica requerido para la vida útil del pavimento deseada, entonces el pavimento es capaz de soportar el tráfico esperado durante el período de tiempo establecido en la planificación inicial. En consecuencia el valor PCN asignado en el paso 14 es suficiente. Si el peso bruto permisible del paso 11 es menor que el peso bruto requerido de la aeronave crítica para la vida útil del pavimento entonces el PCN puede asignarse como igual al ACN de la aeronave crítica pero con una expectativa de vida útil menor para el pavimento. Adicionalmente puede ser necesario desarrollar una relación entre el peso bruto permisible con base en el PCN asignado versus vida útil del pavimento. Cualquier sobrecarga debería ser tratada en términos de ACN y operaciones equivalentes de aeronave crítica por operación individual.

4.3.3. Determinación del número PCN mediante el método de evaluación técnica para pavimentos rígidos

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La siguiente lista resume los pasos para utilizar el método de evaluación técnica para pavimentos rígidos: 1) Determinar el volumen de tráfico en términos del tipo de aeronaves y número de operaciones de cada uno que operarán durante la vida útil del pavimento 2) Convertir el tráfico total en el equivalente a la aeronave crítica (de diseño) 3) Determinar las características del pavimento incluyendo el módulo k del suelo de la subrasante, espesor de la losa de hormigón y el módulo de elasticidad 4) Calcular el peso bruto máximo permisible de la aeronave crítica 5) Encontrar o determinar el ACN de la aeronave crítica con a su máximo peso bruto permisible de acuerdo con determinó en el paso anterior 6) Asignar el PCN como el ACN recién calculado A continuación se explican en detalle los pasos anteriores: 1) Determinar el volumen de tráfico de la misma forma que en los pavimentos flexibles. 2) Determinar qué aeronave es la crítica o la más significativa. La aeronave crítica será la que requiera del mayor espesor de pavimento con base en su peso bruto máximo individual, volumen de tráfico, relación P/C y presión de neumáticos. No es necesariamente la que tenga el mayor ACN o el mayor peso. 3) El procedimiento de diseño para pavimento rígido implementado en la aplicación COMFAA calcula el espesor de pavimento en base a los esfuerzos de borde de la losa de hormigón que dependerá del número de repeticiones de carga que produzca la mezcla de tráfico. Por esto se requiere convertir los ciclos de tráfico o pasadas a repeticiones de carga por medio de la utilización a través de la relación pasadas vs repeticiones de carga. En la aplicación COMFAA se calculan las relaciones P/C para cualquier aeronave sobre el pavimento.

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4) Utilizando los factores de conversión de la Tabla A1-5 Anexo 1, se convierte el volumen de tráfico de cada aeronave en la mezcla al equivalente de aeronave crítica con base en las diferencias en la configuración de tren de aterrizaje. 5) Determinar los ciclos de tráfico equivalentes a la aeronave crítica con base en la carga en rueda simple de cada aeronave en el tráfico por medio de la Ecuación A1-3 Anexo 1. 6) Calcular la relación TC/C de la aeronave crítica a partir de la Ecuación A1-1 Anexo 1 para el tipo de calle de rodaje y sistema de carga de combustible 7) Utilizando los ciclos de carga equivalente del paso 5 y la relación TC/C del paso 6, calcular las repeticiones de carga equivalente de la aeronave crítica con base en la expectativa de vida del pavimento. 8) Obtener las características del pavimento incluyendo el espesor de la losa de hormigón, el módulo de ruptura del hormigón y el valor promedio k de la subrasante. En la aplicación COMFAA el módulo de elasticidad del hormigón se establece en 4,000,000 psi y el coeficiente de Poisson en 0,15. Es importante la precisión con que se obtiene el valor k de la subrasante sin embargo variaciones pequeñas en este módulo no afectará significativamente el valor PCN. Si el pavimento posee una buena sub-base y/o una sub-base estabilizada entonces se puede ajustar el valor k de la subrasante hacia arriba a un valor equivalente al diseñar el pavimento rígido, como resultado de la mejora en la capacidad de soporte. Los ajustes en el módulo de la subrasante se hacen con base en las Figuras 2-4 y 3-16 de la AC 150/5320-6D. 9) Una vez conocidos el espesor de la losa de hormigón, el módulo de la subrasante y los parámetros de la aeronave crítica se puede calcular el peso bruto máximo permisible utilizando la aplicación COMFAA en el modo de diseño de pavimento. Mediante el establecimiento de las Interacciones (Coverages) totales, se puede ajustar el peso bruto de la aeronave para que sea el adecuado para el espesor del pavimento.

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10) Asignar el módulo de la subrasante (valor k) al código estándar más cercano del ACN_PCN. El valor de k reportado para efectos del PCN será el valor k mejorado que se encuentre en la parte superior de todas las capas mejoradas. 11) Ahora se puede determinar el ACN de la aeronave crítica con la aplicación COMFAA. Se ingresa el peso bruto permisible de la aeronave crítica obtenido en el paso 9 y se calcula el ACN para el código estándar de sub-base del paso 10. Para efectos comparativos conviene consultar el gráfico “ACN versus Peso Bruto” en el manual ACAP del fabricante. 12) Asignar el código de presión de inflado de neumáticos con base en la presión máxima de inflado obtenida en el conjunto del tráfico. Como se comentó anteriormente los pavimentos rígidos usualmente tiene la capacidad de soportar altas presiones de inflado por lo que en general su clasificación será W. 13) Como el método de evaluación utilizado es técnico se asignará el código T. 14) El valor del PCN será el valor numérico de ACN de la aeronave crítica que se acaba de calcular en el paso 11. 15) Si el peso bruto permisible del paso 11 es igual o mayor que el peso operacional de la aeronave crítica requerido para la vida útil del pavimento deseada entonces el pavimento es capaz de soportar el tráfico previsto en el período de diseño y consecuente el PCN que se determinó en el paso 12 es suficiente. Si el peso bruto permisible del paso 11 es menor que el peso operacional de la aeronave crítica requerido para la vida útil del pavimento deseada entonces podemos asignar un PCN igual al ACN de la aeronave a ese peso pero aceptando una vida útil menor del pavimento rígido. Además puede ser necesario desarrollar una relación entre el peso máximo permisible con base en el PCN asignado versus vida útil del pavimento.

4.3.4. Determinación mediante modelo matemático del PCN en pavimentos flexibles

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Para determinar el PCN de un pavimento se utiliza el concepto de Carga por Rueda Simple Equivalente (RSE) que se define como aquella que, operando con la misma presión de neumático que las ruedas del tren de aterrizaje en su conjunto, produce esfuerzos máximos similares. El Número de Clasificación de Pavimentos PCN, es el doble de la Carga por Rueda Simple, expresada en toneladas o, dividida por 500, si se expresa en kilogramos. El PCN para pavimentos flexibles se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

donde: e: Espesor equivalente en cm, a partir de convertir el pavimento en un material homogéneo equivalente de E = 500 MPa

donde: hi: Espesor de las diferentes capas Ei: Módulo del material de cada capa σ zpi: Tensión media en cada capa σ zp promedio: Promedio de las tensiones medias de cada capa CBR: CBR del suelo soporte en %

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donde: hi: espesor de la capa de cada suelo σ zpi: tensión media en cada suelo CBRi: CBR de cada suelo

5. Estudio Operacional de Aeronaves: Relación ACNPCN Mediante el método ACN/PCN, una vez determinado el PCN, hay que comparar este con los ACN de las aeronaves que operan en el aeropuerto, tanto si es con la aeronave de referencia, con una nueva o por todas y cada una de ellas. Se tiene en cuenta el deterioro por fatiga de la estructura de los pavimentos, es decir, por la aplicación repetida de las cargas del tráfico, teniéndose en cuenta para la elección de la aeronave significativa, a efectos de capacidad estructural, el nº de veces que opera sobre el pavimento. Una vez realizada la comparación se pueden dar las tres situaciones siguientes: 1) 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. 2) 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. 3) 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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En el caso de ser necesario un estudio de operatividad se pueden seguir los siguientes pasos: 1) Se compara el ACN con el PCN incrementado un 10% para pavimentos flexibles y en un 5% para pavimentos rígidos. Si el ACN pasa a ser menor que el PCN con dicho incremento, se puede permitir la operación siempre que el nº de operaciones de la aeronave no supere el 5% del tráfico total que se tome como referencia. Si el ACN pasa a ser igual que el PCN con dicho incremento, se puede permitir la operación siempre que el nº de operaciones de la aeronave no supere el 5% del tráfico total que se tome como referencia. En este caso se realizará un seguimiento de la evolución estructural del pavimento. 2) Si el ACN continua siendo mayor que el PCN con dicho incremento, se determina la carga admisible M’ del pavimento para la aeronave en función de sus pesos máximo en plataforma M y en vacío m; y sus ACN respectivos (máximo y mínimo): M’ = m + (M-m) x (PCN – ACNmin) / (ACNmax – ACNmin) 3) Se compara la carga admisible con la carga real de la aeronave mediante el cociente M / M’

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Si el cociente M / M’ ≤ 1 se puede permitir la operación siempre que el nº de operaciones de la aeronave no supere el 5% del tráfico total que se tome como referencia. En este caso se realizará un seguimiento de la evolución estructural del pavimento. 4) Si el cociente M / M’ > 1 hay que utilizar el tráfico equivalente. Para ello se debe aplicar al nº de movimientos reales un coeficiente de ponderación CP, función de la relación siguiente: CP = 105[(M/M’)-1] Si el nº de movimientos equivalentes es mayor de 10 al día, no se debería autorizar la operación. En los demás casos la operación se podría autorizar con el citado seguimiento estructural del pavimento. 5) En ningún caso, la carga real de la aeronave debería ser superior a la admisible del pavimento en más de un 50%, denegándose la operación de la aeronave.

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6. Ejemplos de Cálculo del Número ACN-PCN 6.1. Ejemplo del uso del método de la aeronave usuaria para pavimentos flexibles El ejemplo siguiente ilustra el uso del método de la aeronave para obtener el PCN en pavimentos flexibles: Un aeropuerto tiene una pista de pavimento flexible con una resistencia del suelo soporte de CBR 9 y un tráfico que tiene los pesos brutos que se muestran en la Tabla A2-1. Peso Operativo lb

Presión de los Neumáticos(psi)

%De peso bruto en el Tren principal ACN

ACN F/B

Salidas Anuales

B727-200

185,000

148

96.00

48

400

B737-300

130,000

195

90.86

32

6,000

A319-100

145,000

196

92.60

34

1,200

B747-400

820,000

200

93.32

59

3,000

B767-300ER

370,000

190

92.40

50

2,000

DC8-63

330,000

194

96.12

53

800

A300-B4

370,000

205

94.00

57

1,500

B777-200

600,000

215

95.42

52

300

Aeronave

•

Como es un pavimento flexible la codificación será F.

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•

El CBR de la sub rasante bajo el pavimento es 9 o categoría Media por el que el código apropiado es B.

•

La presión de inflado de neumáticos más grande en el conjunto es de 215 psi por lo que el código de presión de neumáticos será X.

•

De la lista se obtiene que la aeronave crítica es el B747-400 porque tiene el ACN más grande del grupo a los pesos operacionales mostrados (59/F/B). Además el número de operaciones de salidas es significativo.

•

Debido a que no se ha hecho ningún análisis de ingeniería en este ejemplo y la clasificación se ha hecho con base en una revisión del tráfico de las aeronaves que utilizan la pista, el código de evaluación es U.

•

Basado en los resultados de los pasos anteriores, el pavimento podría tentativamente clasificarse como PCN 59/F/B/X/U, asumiendo que el pavimento se comporta satisfactoriamente con el tráfico actual.

Si el pavimento mostrara signos de deterioro, esta clasificación habría que ajustarla hacia abajo a criterio de la autoridad aeroportuaria. Si se baja la clasificación, una o más aeronaves tendrán un ACN que excede la clasificación asignada. Esto podría requerir que hubiera que restringir el peso bruto máximo de esas aeronaves o bien considerar un refuerzo del pavimento. La clasificación PCN podría también ser ajustada hacia arriba dependiendo del comportamiento del pavimento bajo el tráfico actual.

6.2. Ejemplo del uso del método de la aeronave usuaria para pavimentos rígidos El siguiente ejemplo ilustra el uso del método de la aeronave para obtener el PCN para pavimentos rígidos.

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Un aeropuerto posee un pista con un pavimento rígido con un módulo de resistencia del suelo soporte de k=200 pci y un tráfico que posee los pesos brutos operativos o ACN´s que se muestra en la tabla adjunta.

Peso Operativo lbs

Presión de los Neumáticos(psi)

%De peso bruto en el Tren principal de ACN

ACN R/C

Salidas anuales

B727-200

185,000

148

96.00

56

400

B737-300

130,000

195

90.86

38

6,000

A319-100

145,000

196

92.60

42

1,200

B747-400

820,000

200

93.32

68

3,000

B767300ER

370,000

190

92.40

58

2,000

DC8-63

330,000

194

96.12

62

800

A300-B4

370,000

205

94.00

67

1,500

B777-200

600,000

215

95.42

77

300

Aeronave

•

Como este es un pavimento rígido el código de tipo de pavimento es R

•

La resistencia del suelo soporte es k=200 pci que es una categoría baja por lo que el código apropiado es C.

•

La presión máxima de los neumáticos de todas las aeronaves es de 215 psi por lo que el código de presión de neumáticos es X. No obstante como el hormigón hidráulico normalmente soporta presiones más altas debería más bien asignarse el código W.

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•

De la lista de arriba la aeronave crítica es el B777-200 porque tiene el ACN más alto del grupo a los pesos operacionales mostrados (77/R/C). Sin embargo la aeronave crítica podría ser también el A300-B4 con ACN 67/R/C o el B747-400 con ACN 68/R/C ya que esas aeronaves poseen mayores frecuencias que el B777-200.

•

Debido a que no se ha hecho ningún análisis de ingeniería en este ejemplo y la clasificación se ha hecho con base en una revisión del tráfico de las aeronaves que utilizan la pista, el código de evaluación del párrafo U.

•

Con base en los pasos anteriores, se podría clasificar la resistencia del pavimento como PCN 77/R/C/W/U con el fin de abarcar todo el tráfico actual

Si el pavimento mostrara signos de deterioro, esta clasificación habría que ajustarla hacia abajo a criterio de la autoridad aeroportuaria. Si se baja la clasificación, una o más aeronaves tendrán un ACN que excede la clasificación asignada. Esto podría requerir restringir el peso bruto máximo de esas aeronaves o bien considerar el refuerzo del pavimento. La clasificación PCN podría también ser ajustada hacia arriba dependiendo del resultado del pavimento bajo el tráfico actual.

6.3. Ejemplo del uso del método de evaluación técnica para pavimentos flexibles Un aeropuerto tiene una pista de pavimento flexible con una sub rasante CBR 9 y un espesor total de 32 pulgadas, como se muestra en la figura A2-1 (un mínimo de 5 pulgadas de aglomerado, un mínimo de 8 pulgadas de base y un espesor variable de sub base). En general las aeronaves cargan combustible en el aeropuerto antes del despegue y la pista tiene calles de rodaje paralelas. El pavimento se diseñó para una vida útil de 20 años. Se asume para este ejemplo que el tráfico será constante durante la vida útil del pavimento. El tráfico se muestra en la Tabla A2-3.

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5 in. asphalt surface course 8 in. crushed gravel

19 in. crushed gravel and sand

subgrade

Tabla A2-3. Determinación avión crítico por evaluación técnica

Flexible Aeronave

Peso operativo (lbs)

presión de los Neumáticos (psi)

ACN F/B

B727-200

185,000

148

48

B737-300

130,000

195

A319-100

145,000

B747-400

**P/C

Espesor requerido (in.)

400

2.92

22.6

35

6,000

3.79

22.7

196

35

1,200

3.18

20.3

820,000

200

59

3,000

1.73

30.9

B767300ER

370,000

190

52

2,000

1.80

27.9

DC8-63

330,000

194

52

800

1.68

26.6

A300-B4

370,000

205

57

1,500

1.75

29.1

B777-200

600,000

215

51

300

1.42

28.0

salidas anuales

** P / C, determinada a 95 por ciento de la carga bruta en el tren principal

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Los espesores resultantes del pavimento para cada tipo de aeronave se muestran en la Tabla A2-3. El B747-400 requiere el espesor mayor individual (30,9 pulgadas) para su tráfico total durante 20 años, por tanto es la aeronave crítica. Obsérvese que los espesores individuales de cada aeronave son menores que el espesor existente de 32 pulgadas. La Tabla A2-4 muestra la conversión de los despegues de las otras aeronaves al equivalente de la aeronave crítica (B747-400). Se han utilizado los factores de conversión de la Tabla A1-5 para convertir la configuración de los trenes de aterrizaje a su equivalente de tándem dual para las salidas. Las salidas anuales equivalentes al B747-400 se calculan con la Ecuación A1-3. A pesar de que el B747-400 sólo tuvo 3,000 salidas anuales el efecto del resto del tráfico aumentó su número a un equivalente de 7,424. Observe que el total de las salidas anuales equivalentes

del B767-300ER y el A300-B4

deberían también ser las mismas debido a que las cargas de ruedas asumidas son las mismas que las de la aeronave crítica. Sin embargo, esto no será cierto para el B777-200 debido a que tiene una configuración diferente de tren de aterrizaje. Nótese también el efecto de la carga en rueda en las salidas equivalentes anuales de la aeronave crítica. Cargas en rueda de aeronaves individuales que son mayores que la de la aeronave crítica aumentan a las salidas equivalentes de la aeronave crítica por un factor mayor que uno, mientras que cargas menores adicionan por un factor menor que uno. Esta interrelación muestra la necesidad de considerar cuidadosamente la carga de cada aeronave en el conjunto de tráfico cuando se determina el equivalente. Tabla A2-4. Equivalentes de salidas anuales del avión crítico (W2) (R2)

Aeronave

B727-200

salidas anuales

400

Tipo de tren

Factor del tipo de tren

D

0.64

Equiv. (2D) Salidas

256

42

Carga de Ruedas

(W1)

(lbs)

B747-400 Carga de ruedas (lbs)

43,938

48,688

(R1) B747-400 Equiv. Salidas Anual

194

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B737-300

6,000

D

0.64

3,840

30,875

48,688

716

A319-100

1,200

D

0.64

768

34,438

48,688

268

B747-400

3,000

2D/2D2

1.00

3,000

48,688

48,688

3,000

B767300ER

2,000

2D

1.00

2,000

43,938

48,688

1368

800

2D

1.00

800

39,188

48,688

403

1,500

2D

1.00

1,500

43,938

48,688

1,041

300

3D

1.56

468

47,500

48,688

434

DC8-63

A300-B4

B777-200

15,200

7,424

Una vez conocido el tráfico equivalente total de la aeronave crítica, se puede calcular la relación de ciclos de tráfico según la configuración de calles de rodaje y condiciones de carga de combustible. Utilizando una relación P/C de aeronave crítica de 1.73 (Tabla A2-3) y una relación P/TC de 1 para calles paralelas (Tabla A1-2), el ciclo de tráfico a relación se puede calcular con la ecuación A1-1:

Ahora ya es posible calcular el peso máximo permisible del B747-400 crítico para este pavimento. Los datos de entrada para la aplicación COMFAA serán los siguientes: Aeronave Crítica

B747-400

Espesor de Pavimento

32 pulgadas

CBR de la Subrasante

9.0 (B)

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Presión de neumáticos

200 psi (X)

Porcentaje de peso sobre el tren principal

95 %

Relación TC/C

1.73

Vida útil del Pavimento Salidas equivalentes anuales

20 años 7,424

Interacciones totales (TC/1.73) * 20

85,827

Para estas condiciones, la aplicación COMFAA calculó un peso permisible para el B747-400 de 797,500 libras. Luego el programa determinó un ACN para el B747-400 con este peso el cual es 56.4/F/B, para una clasificación recomendada del pavimento de PCN 56/F/B/X/T. Con referencia en la Tabla A2-3, puede observarse que el B747-400 y el A300-B4 deberían restringir sus operaciones en esta pista ya que sus ACN son 59/F/B y 57/F/B respectivamente y ambos son mayores que el PCN recomendado de 56/F/B. Aparentemente este pavimento no es adecuado para la operación del tráfico existente o bien los pesos tendrán que restringirse o en su defecto la vida útil del pavimento será menor a la esperada.

6.4. Ejemplo del uso del método de evaluación técnica para pavimentos rígidos Un aeropuerto tiene una pista con un pavimento rígido con un valor k efectivo de 200 pci y un espesor de losa de 14 pulgadas como se muestra en la sección. La losa de hormigón tiene un módulo de ruptura de 700 psi, un módulo de elasticidad de 4,000,000 psi y una coeficiente de Poisson de 0,15. La pista tiene una calle de rodaje paralela y generalmente las aeronaves reciben combustible adicional en el aeropuerto antes de su salida. La vida útil estimada del pavimento es de 20 años a partir de la construcción original.

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La aeronave crítica será la que requiera el mayor espesor para su magnitud de carga y frecuencia. El espesor que se requiera para cada aeronave podrá determinarse con la aplicación COMFAA en el modo de diseño de pavimento. El número de repeticiones de carga debe calcularse primero para cada aeronave utilizando la Ecuación A1-1 y luego convertido a Interacciones (coverages) para ser usado por el COMFAA. Como se obtiene combustible adicional en el aeropuerto y la calle de rodaje es paralela entonces: P/TC = 1 TC/C = P/C Interacciones (C) = salidas anuales * 20 años ÷ TC/C Las Interacciones resultantes se muestran para cada aeronave en la Tabla 2-5. El espesor requerido de pavimento rígido para el peso operacional de cada aeronave y su frecuencia se muestra en la Tabla 2-6.

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Tabla A2-5. Evaluación Técnica tráfico en Pavimento Rígido Presión del neumático Aeronave

**

Peso operativo, lbs

(psi)

ACN (R/C)

P/C

Salidas Anuales

Coberturas

B727-200

185,000

148

55

2.92

400

2,740

B737-300

130,000

195

38

3.79

6,000

31,662

A319-100

145,000

173

42

3.18

1,200

7,547

B747-400

820,000

200

68

3.46

3,000

17,341

B767-300ER

370,000

190

58

3.60

2,000

11,111

DC8-63

330,000

194

62

3.35

800

4,776

A300-B4

370,000

205

67

3.49

1,500

8,595

B777-200

600,000

215

77

4.25

300

1,412

** PC rígido determinó a 95 por ciento de la carga bruta tren principal La Tabla A2-6 muestra que el B747-400 es la aeronave crítica con base en el espesor requerido sin embargo, el A300-B4 podría también considerarse como crítico porque su espesor requerido está muy cerca del B747-400. En este ejemplo el B777-200 no es la aeronave crítica a pesar de su alto ACN por su número de Interacciones relativamente bajo.

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Tabla A2-6. Evaluación Técnica Determinación Avión Crítico

Aeronave

Peso operativo lb

Espesor requerido (in.)

B727-200

185,000

13.0

B737-300

130,000

13.2

A319-100

145,000

11.1

B747-400

820,000

14.1

B767-300ER

370,000

12.8

DC8-63

330,000

12.5

A300-B4

370,000

13.6

B777-200

600,000

11.5

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Tabla A2-7. Equivalentes de salidas anuales del avión crítico

(R2)

Aeronave

Salidas Anuales

Tipo de tren

Equiv. Salidas

(W2)

(W1)

(R1)

(2D)

carga de la rueda

B747-400 Wheel Load

B747-400 Saldas Anules Equivalentes

B727-200

400

D

256

43,938

48,688

194

B737-300

6,000

D

3,840

30,875

48,688

716

A319-100

1,200

D

768

34,438

48,688

268

B747-400

3,000

2D/2D2

3,000

48,688

48,688

3,000

B767200ER

2,000

2D

2,000

43,938

48,688

1,368

800

2D

800

39,188

48,688

403

1,500

2D

1,500

43,938

48,688

1,041

300

3D

468

47,500

48,688

434

DC8-63

A300-B4

B777-200

15,200

7,424

Todas las salidas en el tráfico deben ser convertidas a las equivalentes del B747-400 como se muestra en la Tabla 2-7. Observe que este cuadro es idéntico al A2-4 para los ejemplos de pavimentos flexibles. Antes de poder determinar el peso bruto máximo permisible de la aeronave crítica con la aplicación COMFAA el tráfico previsto reportado de salidas anuales deberá convertirse a Interacciones totales (Interacciones de por vida). Como se indicó anteriormente, ya que se

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repostaje de combustible en el aeropuerto y hay calle de rodaje paralela deberían utilizarse las siguientes relaciones: P/TC=1 P/C= 3,46 TC/C= 3,46 Interacciones totales = 7,424 * 20 años ÷ 3,46 = 42,913 Los datos de entrada para la aplicación COMFAA (en modo de diseño de pavimento) son: Aeronave Crítica Interacciones

B747-400 42,913

Porcentaje de peso en tren principal

95.0 %

Presión de inflado de neumáticos

200 psi (código X) área de contacto de

neumáticos 260.4 sq. in. Espesor de la losa

14. pulgadas

Resistencia a la flexión de la losa Valor k efectivo de subrasante

700 psi 200 pci (código C)

Para estas condiciones se puede utilizar el COMFAA para iterar una solución ajustando el peso bruto de la aeronave hasta que se obtenga el espesor conocido del pavimento. En este ejemplo el peso bruto permisible calculado del B747-400 es de 762,000 libras. Cambiando el COMFAA a modo de ACN e ingresando el peso permisible calculado obtenemos un ACN de 61.3/R/C para el B747200. El PCN final recomendado será 61/R/C/W/T. Como se mencionó antes aunque ninguna aeronave del conjunto excede el código de inflado de neumático X, este código para pavimento rígido es generalmente W.

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Basado en los ACN de la Tabla A2-5 se puede observar que el B747-400, el DC8-63, el A300-B4, y el B777-200 deberían restringirse en sus operaciones en esta pista debido a que todos sus ACN respectivos 68/R/C, 62/R/C, 67/R/C y 77/R/C son mayores que el PCN obtenido de 61/R/C/W/T. Aparentemente este pavimento no está preparado para recibir el tráfico existente así que deberán restringirse los pesos operacionales o bien aceptar que la vida útil del pavimento será menor que la de diseño.

6.5. ANEXO 1: Cálculo del tráfico equivalente en el método de evaluación técnica del PCN Para determinar el PCN por el método de evaluación técnica, es necesario definir un conjunto de términos comunes utilizados en el tráfico de aeronaves y las cargas sobre el pavimento. 1) Llegada (Aterrizaje) y Salida (Despegue): Los aviones llegan a un aeropuerto con menor cantidad de combustible que con la que salen. Consecuentemente el esfuerzo que recibe el pavimento en el aterrizaje es menor que en el despegue debido a la diferencia de peso . 2) Pasada: Una pasada es un recorrido de una sola vez de una aeronave sobre una pista. La Figura A1-1 muestra patrones de tráfico típicos para pistas que tengan calles de rodaje paralelas o centrales.

Landing Takeoff

Figura A11a. Pista con Calles de Rodaje Paralelas

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Landing Takeoff Taxi

Taxi

Figura A1-1b. Pista con Calle de Rodaje Central

Figura A1-1. Patrones de Distribución de Carga de Tráfico

3) Interacción (I) (Coverage): Cuando una aeronave se mueve por una pista a menudo viaja en línea recta o sobre la misma ruta de rodaje anterior. Este “carreteo” puede modelarse como una distribución normal estadística. Una Interacción ocurre cuando un área unitaria del pavimento ha sido atravesada por una rueda del tren de aterrizaje principal. Por aleatoriedad esta área unitaria puede no ser atravesada por la rueda todas las veces que la aeronave se encuentra en la pista. El número de pasadas que se requiere para atravesar estadísticamente un área específica una vez sobre el pavimento se expresa mediante el índice pasadas contra Interacciones (P/C). Aunque los términos Interacción y P/C por lo general han sido aplicados a los pavimentos rígidos y flexibles, la relación P/C tiene un significado diferente cuando se aplica a pavimentos flexibles. Esto es debido a la forma en que se considera que reaccionan los pavimentos rígidos y flexibles a los distintos tipos de configuraciones de tren de aterrizaje. Para configuraciones de ruedas en tándem como el tanteen dual (2D) y tándem triple dual (3D), las relaciones son diferentes para pavimentos flexibles y rígidos. Las pasadas de aeronaves se pueden determinar (contar) por observación pero la Interacción es una variable que utiliza la aplicación COMFAA. La relación P/C es necesaria para convertir pasadas a Interacciones para ser utilizadas en la aplicación COMFAA y la relación P/C se puede determinar con el programa COMFAA. Esta relación es diferente para cada aeronave por las diferencias en el número de ruedas, configuración del tren de

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aterrizaje, área de contacto de los neumáticos y las cargas en el tren de aterrizaje. Aunque la relación cambia ligeramente para cada aeronave cuando el área de contacto de la rueda varía debido a las diferentes cargas aplicadas, para el propósito de este documento la relación P/C se reportará como la relación obtenida con la aplicación COMFAA en el modo de espesor de pavimento. En este modo la relación P/C se basa en la deflexión de los neumáticos recomendada por el fabricante a un 95% de la carga bruta en el tren de aterrizaje principal. Las relaciones P/C para trenes con ruedas en tándem son diferentes para pavimentos rígidos y flexibles. Esto se da por la diferencia en que cada tipo de pavimento maneja los esfuerzos. Se asume que el patrón de carga en pavimento flexible tiene una serie de esfuerzos máximos dependiendo del número de ruedas en el tándem, mientras que el pavimento rígido actúa como una losa simple deflectable con un único esfuerzo máximo por grupo de ruedas. 4) Ciclo de Tráfico y Relación de Ciclo de Tráfico: Como se ha visto un ciclo de tráfico puede incluir una pasada de aterrizaje, una pasada de despegue, una pasada de rodadura o a las tres. Para diseño o evaluación de pavimentos se requiere la relación de los ciclos de tráfico contra las Interacciones (TC/C) en pavimento flexible, en vez de pasadas contra Interacciones (P/C) ya que podría haber una o más pasadas por ciclo de tráfico. Cuando se asume para una sola pasada por la superficie de operación por ciclo de tráfico, entonces la relación P/C será suficiente.

Sin embargo cuando nos encontramos en

situaciones donde más de una pasada se considera que ocurra durante el ciclo de aterrizaje o despegue entonces se hace necesaria la relación TC/C con el fin de contabilizar apropiadamente todo el tráfico. Estas situaciones ocurren más a menudo cuando tenemos calles de rodaje centrales o cuando el combustible no se dispensa en el aeropuerto. La ecuación A1-1 transforma la relación P/C en La relación TC/C para pavimentos rígidos o flexibles incluyendo las relaciones de pasadas con los ciclos de tráfico (P/TC) descritas:

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..

Donde: TC= Ciclos de Tráfico C= Interacciones P= Pasadas La Tabla A1-1 muestra las relaciones típicas para pistas de pavimento flexible en las cuales el combustible no se dispensa en el aeropuerto Tabla A1-1. TC /C Ratio de Pavimentos Flexibles-No combustible adicional obtenido Tipo de calle de rodaje

Tren Dual Típico(D)

Tren Dual Típico (2D)

Tren Triple DualTípico Tandem (3D)

3.6

1.8

1.4

P/TC - Paralelo

2

2

2

P/TC - Central

3

3

3

TC/C - Paralelo

1.8

0.9

0.7

TC/C - Central

1.2

0.6

0.5

P/C

La Tabla A1-2 muestra la misma información anterior considerando que el combustible se dispensa en el aeropuerto.

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Tabla A1-2. TC /C Ratio de Pavimentos Flexibles-Combustible adicional obtenido Tipo de calle de rodaje

Tren Dual Típico (D)


Tren Triple Dual Típico Tandem (3D)

3.6

1.8

1.4

P/TC - Paralelo

1

1

1

P/TC - Central

2

2

2

TC/C - Paralelo

3.6

1.8

1.4

TC/C - Central

1.8

0.9

0.7

P/C

La Tabla A1-3 nuestra las relaciones típicas para pavimentos rígidos cuando el combustible no se obtiene en el aeropuerto, mientras que la Tabla A1-4 muestra la misma información para el caso en que el combustible se dispensa en el aeropuerto. Tabla A1-3. TC /C Ratio de pavimentos rígidos-No combustible adicional obtenido

Tipo de calle de rodaje




3.6

3.6

4.2

P/TC - Paralelo

2

2

2

P/TC - Central

3

3

3

TC/C - Paralelo

1.8

1.8

2.1

TC/C - Central

1.2

1.2

1.4

P/C

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Tabla A1-4. TC /C Ratio de pavimentos rígidos-de combustible adicional obtenido

Tipo de calle de rodaje




3.6

3.6

4.2

P/TC - Paralelo

1

1

1

P/TC - Central

2

2

2

TC/C - Paralelo

3.6

3.6

4.2

TC/C - Central

1.8

1.8

2.1

P/C

Para completar el cálculo del tráfico equivalente primero deben convertirse a aeronave críticas el resto de las aeronaves significativas en la composición del tráfico del aeropuerto, en términos de tipo de tren de aterrizaje y ciclos de tráfico, ya que estas deben contabilizarse para el diseño general de la vida útil del pavimento. Luego, los tipos de tren deben su vez convertirse en su equivalente a la aeronave crítica en términos de magnitud de carga. La aeronave crítica es la que regularmente utiliza el pavimento y que posee el mayor requerimiento de espesor, basado en sus características operacionales individuales.

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Tabla A1-5. Factores de conversión para convertir de un tipo a otro tren de aterrizaje

La ecuación general para esta conversión es:

Ecuación A1-2 donde: TCCRTGE= el número de ciclos de tráfico de la aeronave crítica equivalente TCCNV= el número de ciclos de tráfico de la aeronave convertida M= Número de ruedas del tren de aterrizaje principal de la aeronave crítica N= Número de ruedas del tren de aterrizaje de la aeronave convertida. Las Tablas A1-6 y A1-7 muestran ejemplos del uso de los factores de conversión de tren de aterrizaje. La Tabla A1-6 muestra las equivalencias de tren para el tipo doble tándem (2D) en una composición de tráfico dada, mientras que la A1-7 muestra lo mismo para el tren tipo dual (D). Los totales de ciclos de tráfico se muestran para efectos comparativos únicamente y no son necesariamente para el cálculo de la aeronave crítica.

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Cuadro A1-6. Equivalencia de conversión a un tipo de engranajes de doble tándem (2D)

Aeronave

Tren Típico

Ciclo de tráfico anual (TC)

727-200

D

400

0.64

256

737-300

D

6,000

0.64

3840

A319-100

D

1,200

0.64

768

B747-400

2D/2D2

3,000

1.0

3,000

B767-200ER

2D

2,000

1.0

2,000

DC8-63

2D

800

1.0

800

A300-B4

2D

1,500

1.0

1,500

B777-200

3D

300

1.56

468

15,200

Factor de Conversión

Total Equivalente (2D) TC

12,632

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Cuadro A1-7. Equivalencia de conversión a una velocidad doble (D) Tipo

Aeronave

Tren Típico

Ciclo de tráfico anual (TC)

Factor de Conversión

727-200

D

400

1.0

400

737-300

D

6,000

1.0

6,000

A319-100

D

1,200

1.0

1,200

B747-400

2D/2D2

3,000

1.56

4,680

B767-200ER

2D

2,000

1.56

3,120

DC8-63

2D

800

1.56

1,248

A300-B4

2D

1,500

1.56

2,340

B777-200

3D

300

2.44

732

15,200

Total Equivalente (2D) TC

19,720

Después de agrupar las aeronaves en la misma configuración de tren de aterrizaje, es necesario determinar el total de ciclos de tráfico equivalentes en cada aeronave en términos de la aeronave crítica basado en la magnitud de la carga relativa. De la misma forma que en el procedimiento de conversión del tipo de tren, este paso requiere seleccionar primero la aeronave crítica. Cuando se calcula el tráfico equivalente de la aeronave critica basado en la magnitud de la carga se requiere considerar ciertas reglas de simplificación:

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Para el cálculo de los ciclos de tráfico equivalentes generalmente es suficiente utilizar cargas de rueda única con el 95% del peso bruto de la aeronave sobre el tren de aterrizaje principal. Como es difícil determinar los pesos operacionales actuales o proyectados, se recomienda utilizar para el cálculo los máximos pesos de rodaje para cada aeronave. Después convertir los tipos de tren de aterrizaje de la mezcla de tráfico al de la aeronave crítica, los ciclos de tráfico de cada aeronave deben ser convertidos al tráfico equivalente de la aeronave crítica. Esta conversión aborda el efecto de la magnitud de la carga de las ruedas y puede ser calculada aplicando la ecuación A1-3:

(Ecuación A1-3)

donde:

R1 = Tráfico equivalente de la aeronave crítica

R2 = Ciclos de tráfico de una aeronave dada expresado en términos del tren de aterrizaje de la aeronave crítica. W1 = Carga de rueda de la aeronave crítica. W2= Carga de rueda de la aeronave en cuestión. La Tabla A1-8 muestra la manera en que los cálculos de arriba se combinan para determinar los ciclos de tráfico equivalente de la aeronave crítica.

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Cuadro A1-8. Ciclos equivalente tráfico en función de magnitud de la carga 1/2

Peso Operativo lb Aeronave

(W2/W1) (W2) Carga en una sola rueda lb

(R2) (2D) TC

Relación de la rueda de carga

(R1) Equivalente B747-400 TC

727-200

185,000

43,938

256

0.95

194

737-300

130,000

30,875

3,840

0.796

716

A319-100

145,000

34,438

768

0.841

268

B747-400

820,000

48,688 (W1)

3,000

1.000

3,000

B767200ER

370,000

43,938

2,000

0.950

1,368

DC8-63

330,000

39,188

800

0.897

403

A300-B4

370,000

43,938

1,500

0.950

1,041

B777-200

600,000

47,500

468

0.988

434

12,632

(Aeronave Critica)

7,424

Observe que un factor sensible en esta tabla es la carga de una sola rueda y su relación con la carga de una sola rueda de la aeronave crítica. Cualquier cambio en la magnitud de la carga de una sola rueda se refleja en la relación de carga de rueda que se utiliza como exponente en el cálculo de los ciclos de tráfico equivalente.

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7. Software para el cálculo del número ACN-PCN 7.1. Programa COMFFA 7.1.1. Descripción general La FAA desarrolló una aplicación que calcula los valores de ACN utilizando los procedimientos y condiciones especificados por OACI con la finalidad de facilitar el uso del sistema ACN-PCN. Esta aplicación se denomina COMFAA y se puede descargar junto con su código fuente y documentación de

soporte

del

sitio

de

Internet

de

la

FAA

en

el

sitio:http://www.airporttech.tc.faa.gov/naptf/download/index1.asp. Este es una aplicación útil para determinar un valor de ACN bajo distintas condiciones, no obstante, el usuario debe recordar que los valores oficiales de ACN los provee el fabricante de las aeronaves. La aplicación COMFAA es un programa de uso general que opera en dos modos Modo de Cálculo de ACN y Modo de Espesor de Pavimento. 1) Modo en cálculo de ACN: 

Calcula el valor ACN para aeronaves sobre pavimentos flexibles



Calcula el valor ACN para aeronaves sobre pavimentos rígidos



Calcula el espesor de pavimentos flexibles basado en el procedimiento de OACI (método CBR) para valores de CBR por defecto (15, 10, 6 y 3).



Calcula el espesor de la losa de pavimento rígido basado en los procedimientos de OACI (método de la Portland Cement Association, caso de carga interna) para valores por defecto de k (522.6, 294.7, 147.4, y 73.7 lb/in3) [150, 80, 40 y 20 MN/m3]).

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2) Modo en espesor de Pavimento: 

Calcula el espesor total del pavimento flexible basado en el método FAA CBR especificado en la AC 150/5320-6D, Airport Pavement Design and Evaluation, para valores de CBR y niveles de I especificados por el usuario.



Calcula es espesor de la losa para pavimentos rígidos basado en el método FAA Westergaard (análisis de carga de borde) especificado en la AC 150/5320-6D para valores de k y niveles de I especificados por el usuario.

La aplicación COMFAA contiene una biblioteca interna de aeronaves que incluye las más grandes actualmente en operación tanto civil como militar. Asimismo permite la utilización de una biblioteca externa de aeronaves donde las características de las mismas pueden ser cambiadas o adicionar otras aeronaves a discreción.

7.1.2. Operación del programa Se selecciona la aeronave, se configura las propiedades físicas de la misma y se acciona en el botón de ACN flexible o ACN rígido para determinar el ACN para las cuatro condiciones estándar de la subrasante.

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Figura 1. Ventana de aeronaves

63

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1. Selección del grupo de Aeronaves

2. Selección de aeronave

3. Confirmación de parámetros de Aeronaves

Calcular valores ACN

4. Click para calcular valores del ACN

Figura 2. Operación en el modo ACN

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1. Selección del grupo de Aeronaves

2. Selección de aeronave

3. Confirmación de parámetros de aeronaves

6. Calculo de espesor de pavimento

4. Click para entrar a los valores de CBR o valores k

5. Click para calcular espesor de pavimento

Figura 3. Operación en el modo espesor del pavimento.

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Figura 4. Presentación de resultados

7.2. Otros programas Existen en el mercado otros programas informáticos que proporcionan el cálculo del número ACN-PCN. El suministrador de equipos deflectrómetros DYNATEST proporciona un programa informático denominado WinPCN el cual usa los archivos de datos generados por los equipos FWD/HWD para calcular los valores ACN/PCN que están basados en los métodos de la ICAO (Organización de Aviación Civil Internacional). El programa ACN/PCN puede calcular un valor PCN basado en el valor ACN del aeroplano y el valor CBR del suelo existente, de acuerdo al procedimiento descrito en la circular 150/5335-5 de la FAA (Administración de Aviación Federal).

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Temario_M6T2_Capacidad Estructural de Los Pavimentos Aeronáuticos

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