Descargue el documento

Cálculo del PCN mediante la
implementación de la Advisory
Circular 150/5335150/5335-5B, en el
Aeroparque de la Ciudad de
Buenos Aires.
Definición de los parámetros
de diseño.
Autores:
Ing. Fabián A. Schvartzer
Ing. Verónica C. Esparza
Aeroparque
Ubicación:
Infraestructura:
Obra Ejecutada:
• Demolición del Pavimento de Hormigón Existente en Faja Central (14,0 m de ancho)
• Ejecución sobre el CA existente, de un Nuevo Pavimento de Hormigón en Faja Central, respetando los siguientes espesores mínimos:
Esquema de Obras:
SECCION
ZC1
ZC2
ZC3
ZC4
ZC5
ZC6
ZC7
ZC8
DESDE
HASTA
LONGITUD
(m)
0+000
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
(m)
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
2+100
(m)
103
424
153
100
620
250
350
100
ESPESOR DE
DISEÑO DE Hº
(in)
13,10
13,30
13,20
12,75
12,59
12,58
12,60
12,50
(cm)
33,3
33,8
33,5
32,4
32,0
32,0
32,0
31,8
Nueva Advisory Circular
AC 150/5335‐‐5B Draft
AC 150/5335
Cambios AC 150/5335‐5A a AC 150/5335‐5B Draft:
• Se reemplazó el procedimiento de computar partidas equivalentes por una nueva metodología basada en el Factor de Daño Acumulado (CDF).
• El cálculo se automatizó en el Software COMFAA 3.0.
• Se desarrollaron aplicaciones en planillas de cálculo (Excel) para facilitar la determinación del Espesor de Evaluación.
• Se revisó el procedimiento para seleccionar la aeronave crítica.
Nueva Metodología para el Cálculo del PCN:
• ACN: Máximo peso bruto permitido.
• La nueva metodología respeta la AC anterior (5A), con la diferencia de que el ACN se calcula para todas las aeronaves incluidas en el mix del aeropuerto y además, se utiliza el procedimiento por CDF para calcular las coberturas equivalentes.
• El mayor valor de ACN es seleccionado como el PCN.
• Se deben eliminar del cálculo las sobrecargas ocasionales que puedan existir en el mix.
Inputs:
• Pavimentos Rígidos:
– K (pci)
– R (psi) (Resistencia a Flexión)
– Espesor de Evaluación (in)
• Relación P/TC
• Tráfico
Inputs:
Pavimentos Rígidos:
La estructura equivalente para el análisis se trata de un pavimento de Hormigón (Espesor de Evaluación) sobre una Subrasante (K). Toda otra condición debe ser convertida a esta estructura tipo.
Pavimentos Rígidos:
K efectivo por Subbases:
En caso de haber Subbases, se determina un K efectivo utilizando los ábacos de la página siguiente.
Se debe conocer:
• Material de Subbase y espesor
• K de Subrasante.
El espesor de Evaluación Resulta el espesor del Hormigón.
Pavimentos Rígidos:
K efectivo por Subbases:
Pavimentos Rígidos:
Espesor Equivalente por Refuerzos:
En caso de haber refuerzos (overlays), se determina un Espesor equivalente de evaluación utilizando la hoja de cálculo que se presenta con el Software. El k representa únicamente a la Subrasante.
Pavimentos Rígidos:
Espesor Equivalente por Refuerzos:
Relación P/TC:
Como relación entre pasadas y ciclos de tráfico (P/TC) se define:
P/TC = 1: Si la aeronave carga combustible en el aeropuerto – SE EVALÚAN SÓLO DESPEGUES.
P/TC = 2: Si la aeronave NO carga combustible en el aeropuerto – SE EVALÚAN DESPEGUES Y ATERRIZAJES.
P/TC = 2: Si la aeronave carga combustible en el aeropuerto – SE EVALÚAN DESPEGUES Y TAXI.
P/TC = 3: Si la aeronave NO carga combustible en el aeropuerto – SE EVALÚAN DESPEGUES, ATERRIZAJES Y TAXI.
Tráfico:
Otras Opciones de Cálculo:
Cálculo PCN en Aeroparque
Medición Deflectométrica:
Subbase de CA:
Mediante Análisis con Close Form, se tiene:
CONCRETO ASFALTICO
ESPESOR
MODULO
PROGRESIVA
SECTOR
SECCION
ZONA
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
1
2
3
4
5
6
7
8
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
SECTOR
SECCION
ZONA
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
2
3
4
5
6
7
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
DESDE
m
0+000
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
HASTA
m
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
2+100
PROGRESIVA
DESDE
m
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
HASTA
m
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
cm
15.5
14.4
16.0
16.0
19.2
16.3
15.8
15.8
pulg
6.1
5.7
6.3
6.3
7.6
6.4
6.2
6.2
psi
369,058
512,060
484,312
497,653
540,510
431,660
518,067
653,696
CONCRETO ASFALTICO
ESPESOR
MODULO
cm
pulg
psi
14.4
5.7
610,401
16.0
6.3
526,500
16.0
6.3
429,239
19.2
7.6
630,753
16.3
6.4
628,899
15.8
6.2
539,696
MODULO
MPa
2,545
3,531
3,339
3,431
3,727
2,976
3,572
4,507
MODULO
MPa
4,209
3,630
2,960
4,349
4,336
3,721
Subrasante:
Mediante Análisis con Close Form, se tiene:
PROGRESIVA
SECTOR
SECCION
ZONA
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
1
2
3
4
5
6
7
8
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
SECTOR
SECCION
ZONA
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
2
3
4
5
6
7
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
DESDE
m
0+000
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
HASTA
m
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
2+100
SUBRASANTE
MODULO
psi
47,248
38,340
41,620
56,090
39,497
58,250
48,785
40,043
PROGRESIVA
DESDE
m
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
HASTA
m
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
MODULO
MPa
326
264
287
387
272
402
336
276
k
pci
329
267
258
340
250
466
265
314
SUBRASANTE
MODULO
psi
34,356
34,282
57,289
35,759
49,418
45,578
K efectivo:
Se evalúa la capa de Concreto Asfáltico como una Subbase aplicando el ábaco A2‐6.
Se ingresa con el espesor de Subbase (variable para cada Sección) y con el K de Subrasante se obtiene el K efectivo.
MODULO
MPa
237
236
395
247
341
314
k
pci
315
211
350
236
358
312
K efectivo:
PROGRESIVA
SECTOR
SECCION
ZONA
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
1
2
3
4
5
6
7
8
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
SECTOR
SECCION
ZONA
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
2
3
4
5
6
7
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
DESDE
m
0+000
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
HASTA
m
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
2+100
SUBR. EQUIV.
k
pci
400
350
350
425
350
500
350
400
PROGRESIVA
DESDE
m
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
HASTA
m
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
SUBGRADE
TIPO
B
B
B
B
B
A
B
B
SUBR. EQUIV.
k
pci
400
330
400
350
425
400
SUBGRADE
TIPO
B
B
B
B
B
B
Hormigón:
Se evalúa la capa de Hormigón colocada, con la resistencia obtenida a partir del Módulo Elástico calculado mediante Close Form.
El espesor de Hº se obtiene mediante relevamiento topográfico y antecedentes.
Hormigón:
Resulta:
PROGRESIVA
SECTOR
SECCION
ZONA
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
1
2
3
4
5
6
7
8
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
CRÍTICA
SECTOR
SECCION
ZONA
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
RWY 13-31
2
3
4
5
6
7
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
NO CRÍTICA
DESDE
m
0+000
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
HASTA
m
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
2+100
pulg
14.0
12.4
13.7
13.6
13.2
14.6
13.3
12.7
HORMIGON
MODULO
MODULO
psi
MPa
4,037,251
27,836
5,500,338
37,923
5,187,776
35,768
5,322,622
36,698
36,384
5,276,996
32,432
4,703,853
37,969
5,506,915
47,177
6,842,483
R
psi
707
963
908
931
923
823
964
1197
ESPESOR
cm
pulg
28.2
11.1
29.7
11.7
29.9
11.8
28.7
11.3
31.7
12.5
29.4
11.6
HORMIGON
MODULO
MODULO
psi
MPa
43,320
6,283,089
36,508
5,295,065
4,325,907
29,826
5,664,307
39,054
6,457,203
44,521
5,430,075
37,439
R
psi
1100
927
757
991
1130
950
ESPESOR
cm
35.5
31.6
34.7
34.6
33.5
37.1
33.7
32.2
PROGRESIVA
DESDE
m
0+103
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
HASTA
m
0+527
0+680
0+780
1+400
1+650
2+000
Relación P/TC:
Como relación entre pasadas y ciclos de tráfico (P/TC) se define:
P/TC = 1
La aeronave carga combustible en el aeropuer
SE EVALÚAN SÓLO DESPEGUES.
Tráfico:
Asignación:
75 %
35 %
Tráfico ‐ Pesos:
Se tiene la siguiente relación de pesos, según lo informado:
A
Peso Despegue Informado
%
MTOW
Se calcula luego el Percentil 80 para la relación A de todos los vuelos informados:
P80 A
Por último al MTOW se le aplica el Percentil 80 calculado, obteniéndose un Peso de Despegue que considera la situación de cargas reales observadas en Aeroparque.
B  MTOW . P80 A
Para el análisis, se utilizará para un 30 % de las aeronaves el MTOW y para el 70 % restante el Peso B calculado como se indicó precedentemente.
Tráfico: (Carga para Zonas Críticas 1 a 5)
Corrida:
Hoja de Detalles:
CONTINUA
Hoja de Detalles:
SE COPIA Y PEGA EN HOJA DE CÁLCULO
Hoja de Cálculo:
IF Flexible pavement--Click
Flexible button, IF Rigid
pavement--Click Rigid
button
Type project in Cell B4---> AC 150/5335-5B Example
Copy Entire Contents of
Summary Table (comma
separated data) into Cell B5--> Num
Create
Flexible
Pavement
Charts
Create
Rigid
Pavement
Charts
Calcula Rig.
Pegar en esta Celda
Plane
15 B737-800
11
MD83
17 B737-700
13 A320-100
16 B737-800
12
MD83
19 B737-500
18 B737-700
3
D-100
14 A320-100
9 Gulfstream-G-V
20 B737-500
4
D-100
10 Gulfstream-G-V
5
D-75
6
D-75
1 Dual Wheel 30
2 Dual Wheel 30
7 earjet-35A/65
8 earjet-35A/65
18
19
Resultados:
GWin
174,700
161,000
155,000
150,796
145,138
133,757
134,000
128,772
112,455
125,279
90,900
111,325
93,426
75,519
80,500
66,878
28,500
23,677
18,000
14,954
ACNin
51.7
51.3
43.9
42.1
41.5
41.1
38.5
35.2
34.1
33.9
31.0
30.9
27.3
24.9
22.6
18.1
7.2
5.8
5.4
4.4
ADin
164
1,797
1,556
1,789
383
4,192
830
3,632
413
4,173
326
1,936
963
762
1,109
2,587
435
1,016
3,852
8,989
6Dt
11.7
12.8
11.8
11.7
10.9
12.2
10.7
11.3
9.6
11.1
9.3
10.1
9.0
8.7
8.1
7.8
4.6
4.3
4.6
4.3
COV20yr
9.22E+02
1.05E+04
8.16E+03
9.26E+03
1.96E+03
2.24E+04
4.30E+03
1.74E+04
2.47E+03
1.97E+04
1.55E+03
9.16E+03
5.25E+03
3.31E+03
6.41E+03
1.36E+04
1.76E+03
3.74E+03
8.83E+03
1.88E+04
COVtoF CDFt GWcdf PCNcdf EVALtSUBcod KorCBR PtoTC FlexOrRig
3.89E+04 13.4 188,922
56.8
14.0
B
400.0
1
R
4.78E+04 13.4 174,284
56.4
14.0
B
400.0
1
R
1.38E+05 13.5 167,274
48.0
14.0
B
400.0
1
R
1.86E+05 13.5 162,200
45.9
14.0
B
400.0
1
R
2.10E+05 13.5 156,576
45.4
14.0
B
400.0
1
R
2.54E+05 13.5 144,107
44.9
14.0
B
400.0
1
R
4.52E+05 13.5 143,441
41.7
14.0
B
400.0
1
R
8.24E+05 13.5 137,935
38.2
14.0
B
400.0
1
R
2.52E+06 13.5 119,860
36.8
14.0
B
400.0
1
R
1.24E+06 13.5 133,792
36.6
14.0
B
400.0
1
R
3.93E+06 13.6 97,009
33.5
14.0
B
400.0
1
R
3.17E+06 13.5 118,914
33.4
14.0
B
400.0
1
R
2.03E+07 13.6 99,240
29.4
14.0
B
400.0
1
R
3.25E+07 13.6 80,066
26.7
14.0
B
400.0
1
R
3.11E+08 13.6 84,928
24.1
14.0
B
400.0
1
R
4.11E+09 13.7 70,142
19.2
14.0
B
400.0
1
R
1.97E+16 13.8 29,393
7.5
14.0
B
400.0
1
R
1.65E+18 13.8 24,345
6.0
14.0
B
400.0
1
R
5.74E+17 13.8 18,518
5.6
14.0
B
400.0
1
R
8.05E+19 13.8 15,332
4.5
14.0
B
400.0
1
R
Resultados:
De las salidas del COMFA, se verifican los siguientes requisitos:
‐ PCN > ACN.
‐ Espesor Evaluación > Espesor por CDF.
‐ Máximo Peso Bruto permitido > Peso Bruto del Mix de tráfico.
CDF: Cumulative Damage Factor
Resultados: Propuesta de PCN a publicar: 52/R/B/W/T
Using Aircraft
Technical
ZC1
52/R/B/W/U
57/R/B/W/T
ZC2
52/R/B/W/U
70/R/B/W/T
ZC3
52/R/B/W/U
80/R/B/W/T
ZC4
52/R/B/W/U
88/R/B/W/T
ZC5
52/R/B/W/U
75/R/B/W/T
ZC6
50/R/A/W/U
96/R/A/W/T
ZC7
52/R/B/W/U
92/R/B/W/T
ZC8
52/R/B/W/U
129/R/B/W/T
ZNC2
52/R/B/W/U
90/R/B/W/T
ZNC3
52/R/B/W/U
71/R/B/W/T
ZNC4
52/R/B/W/U
55/R/B/W/T
ZNC5
52/R/B/W/U
75/R/B/W/T
ZNC6
52/R/B/W/U
129/R/B/W/T
ZNC7
52/R/B/W/U
78/R/B/W/T
Conclusiones:
• Propuesta de PCN a publicar: 52/R/B/W/T
• PCN previo a las obras:
Conclusiones:
Resulta de suma importancia:
• Efectuar una medición deflectométrica para conocer los Módulos de la estructura.
• Realizar estudios geotécnicos, para conocer los materiales y espesores existentes.
• Evaluar en detalle el mix, principalmente analizar cuidadosamente las cargas ocasionales y los MTOW.
• Evaluar con atención todos los coeficientes que pide el software de cálculo.
Muchas Gracias por su atención.
Ing. Fabián A. Schvartzer Presidente ‐ Proyectos y Estudios Especiales S. A.
Presidente ‐
[email protected]
Ing. Verónica C. Esparza [email protected]