Download - Pavimentos en Aeropuertos
PAVIMENTOS EN AEROPUERTOS
¿ PAVIMENTOS ?
Las obras viales o vías de comunicación (calles y carreteras, aeropistas y vías férreas) son formadas básicamente por dos elementos: las terracerías y el pavimento
DEFINICION
Para definir lo que es un pavimento y comprender su funcionamiento estructural, se toma lo establecido en las Normas de Construcción . ( EG ,DG 2013 Y OTROS)
SEÑALA QUE ..
Es la capa o conjunto de capas comprendidas entre la subrasante y la superficie de rodamiento y cuya función principal es soportar las cargas rodantes y transmitirlas a las terracerías, distribuyéndolas en tal forma que no se produzcan deformaciones perjudiciales en ellas.
FUNCIONES DEL PAVIMENTO
SUPERFICIE DE RODAMIENTO
seguro, cómodo y de características permanentes ante las cargas del tránsito a lo largo del tiempo, vida de diseño, o ciclo de vida. Durante este periodo debe haber tan sólo algunas acciones esporádicas de conservación o mantenimiento locales, de poca magnitud en importancia y costo.
DISEÑO
Resistir las solicitaciones del tránsito previsto durante la vida de diseño, y distribuir las presiones verticales ejercidas por las cargas, de tal forma que sólo llegue a la capa subrasante una pequeña fracción compatible con su capacidad de resistencia. Las deformaciones recuperables que se produzcan tanto en la subrasante como en las diferentes capas del pavimento, deberán ser admisibles sin dejar de tomar en cuenta la repetición de cargas y la resistencia a la fatiga de los materiales.
FACTORES CLIMATOLOGICOS
Construir una estructura que resista los factores climatológicos, como son temperatura y agua, por ser los más adversos en el comportamiento del pavimento y de los suelos de cimentación.
PAVIMENTOS
CONCEPTOS BÁSICOS Los pavimentos son estructuras que consisten en
capas superpuestas de materiales procesados por encima del terreno natural con la finalidad de distribuir las cargas aplicadas por un vehículo a la subrasante.
La estructura del pavimento debería ser capaz de proveer:› Una calidad de manejo aceptable› Una adecuada resistencia al ahuellamiento,
deslizamiento y agrietamiento› Apropiados niveles de reflejo de luz, y un nivel bajo de
ruido.
El objetivo final de la estructura es transmitir las cargas de la llanta de tal manera que no se sobrepase la capacidad portante de la subrasante.
Prof. Andres Sotil
Cargas de
Llanta
Carpeta
Base
Subrasantes
PAVIMENTOS
Prof. Andres Sotil
Funciones:
Proporcionar una superficie de rodamiento seguro, cómodo y de características permanentes ante las cargas del tránsito a lo largo del tiempo, vida de diseño, o ciclo de vida.
Resistir las solicitaciones del tránsito previsto durante la vida de diseño, y distribuir las presiones verticales ejercidas por las cargas, de tal forma que sólo llegue a la capa subrasante una pequeña fracción compatible con su capacidad de resistencia.
Construir una estructura que resista los factores climatológicos, como son temperatura y agua, por ser los más adversos en el comportamiento del pavimento y de los suelos de cimentación.
Prof. Andrés Sotil
TIPOS DE PAVIMENTOS
Básicamente hay tres tipos› Flexible (asfalto)
Concreto asfaltico Superficie estabilizadas con asfalto Superficie asfáltica de uso ligero
› Rígido (concreto)› Compuesto (ambos)
Rehabilitación concreto sobre asfalto Rehabilitación asfalto sobre concreto
Los términos se refieren a como los materiales en los respectivos pavimentos transmiten los esfuerzos y las deflexiones a las capas subsecuentes
Prof. Andrés Sotil
PAVIMENTOS FLEXIBLES Estructura típica Subrasante
› Compactada (hasta 10 cm)
› Natural Se puede encontrar
roca madre en cualquier nivel
Dependiendo de la carretera, a veces no se necesita subbase
Concreto Asfaltico (CA) consiste en› Ligante Asfaltico = 4% – 6%› Agregados = 94% – 96%
Base
Concreto Asfaltico
Subbase
Subrasante
Riego de Liga
Capa Sellante
Geotextil
Calentados a 150oC, mezclados y luego compactados
PAVIMENTOS FLEXIBLES Capa Base
› EstabilizadaCTB = Cement Treated Base o Base Estabilizada
con CementoBTB o ATB = Bitumen/Asphalt Treated Based o
Base Estabilizada con Betumen/Asfalto› No Estabilizada (solo agregados)› Los agregados en la capa base por lo general no son
mayores a 1 pulgada = 2.5 cm Capa Subbase
› Agregados, con mejores propiedades que la subrasante Subrasante
› Normalmente se compactan las primeras capas (10 cm)
Prof. Andrés Sotil
PAVIMENTOS FLEXIBLES
Diseño de Pavimentos› Se determinan los espesores de las diversas capas › Espesores típicos
Capa de rodadura (asfaltos): 1” a 12” (2.5 a 30 cm) Base: 4” a 12” (10 cm a 30 cm) Subbase: 4” a 20” (10 cm a 50 cm)
Diseño de Mezclas› Se determinan las proporciones de los materiales a
usar en cada capa› Resistencia de la capa de rodadura (asfaltos)› Resistencia de los agregados y de la capa existente
(subrasante)Prof. Andrés Sotil
PAVIMENTOS RÍGIDOS
La capa de rodadura de concreto de cemento Portland (PCC)
puede ser:› Normal o convencional› Reforzado (acero)
Subbase› Estabilizada con cemento o
asfalto› No estabilizada
Subrasante compactada y natural
Subbase
Concreto Portland
Subrasante
6”-14” (15 cm – 35 cm)
6”-12” (15 cm – 30 cm)
FLEXIBLE vs. RÍGIDOFLEXIBLE Vida Estimada de
Servicio entre 10 a 20 años
Costos iniciales bajos
Requiere mantenimiento continuo
Reparación fácil pero continua si no se hace mantenimiento
RÍGIDO Vida Estimada de
Servicio entre 20 a 30 años (en Lima hasta 50)
Costos iniciales altos Requiere
mantenimiento continuo pero mínimo (primordialmente las juntas)
Reparación difícil pero esporádica
Prof. Andrés Sotil
FLEXIBLE vs. RÍGIDOFLEXIBLE Se puede añadir
capas en cualquier momento
No pierde propiedades antideslizantes
Es mas suave y menos ruidosa
Soporta un mayor rango de temperaturas
RÍGIDO Poner capas encima
produce grietas de reflejo
Soporta inundaciones y contaminación de la napa freática (JUL vs PEM)
Requiere capas inferiores bien niveladas
Prof. Andrés Sotil
TRANSFERENCIA DE CARGA
Pavimentos Flexibles› Las cargas son transmitidas de “grano a grano” a
través de la estructura granular del pavimento.› Ya que es flexible tiene menor capacidad portante,
y esta actúa como una capa elástica.
Pavimentos Rígidos› Las cargas de la llanta son transmitidas a la
subrasante por la fuerza estructural del pavimento como conjunto que actúa como un plato rígido.
Prof. Andres Sotil
PAVIMENTOS FLEXIBLES La carga de la llanta se
distribuye de la zona de contacto a una área mucho más amplia a través de las capas.
Las deformaciones ocurridas en las capas bajas se reflejan en la superficie (ondulaciones, huecos, etc.).
Prof. Andres Sotil
PAVIMENTOS RÍGIDOS Estos pavimentos tienen
suficiente fuerza de flexión para transmitir la carga de la llanta a un área mas amplia en la capa inferior.
El análisis se hace usando la teoría de placas en vez de la teoría de capas usada en los pavimentos flexibles
La carga de la llanta se transmite por la capacidad de doblarse de la losa
Prof. Andres Sotil
TIPOS DE PAVIMENTOS FLEXIBLES Pavimentos Flexibles Convencionales
› Materiales caros colocados en las capas superiores y los baratos en las partes bajas
Pavimentos de Profundidad Total (Pavimentos Perpetuos)› Las capas bituminosas se colocan enciman de la
subrasante sin necesidad de bases o subbases. › Esto es apropiado cuando no hay materiales disponibles y
el trafico es muy pesado Capas asfálticas con roca
› Se colocan capas de agregados entre dos capas asfálticas› De esta manera se protege mas la subrasante y la parte
superior del pavimento.
Prof. Andres Sotil
TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
Losas de Concreto Simple (JPCP)› Pavimentos construidos con concreto simple y con juntas
de contracción espaciadas de manera continua (5 a 10 metros)
› Barras de refuerzo o mecanismos de agarre son usados para transferir la carga de una capa a otra.
Losas de Concreto Reforzado (JRCP)› Las losas son reforzadas con barras de acero, que aunque
no aumentan la capacidad portante de la losa, aumenta el espaciamiento de las juntas de 10 m a 30 m.
Pavimento Continuamente Reforzado (CRCP)› Proceso mecanizado en la cual se elimina las juntas de
contracción
Prof. Andres Sotil
Junta de Construcción
Portland Concrete
Barra de Transferencia
Acero de Refuerzo
Junta Rellenada
Barra de Transferencia
JPCP
JRPC
CRCP
Junta de Expansión
TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
Prof. Andrés Sotil
Barra de Transferencia
FUNCIONES DE BASE Y SUBBASE
Pavimentos Flexibles1) Soporte Estructural2) Drenaje3) Prevencion/Control del Congelamiento4) Reducir el efecto del cambio del volumen de la
subrasante
Pavimentos Rígidos1) Drenaje2) Prevención del bombeo3) Prevencion/Control del Congelamiento4) Reducir el efecto del cambio del volumen de la
subrasante5) Plataforma de construcción
Prof. Andrés Sotil
CARACTERÍSTICAS ÚNICAS DE LOS PAVIMENTOS COMO ESTRUCTURA
Deterioro Continuo y Rápido con el Tiempo› Comparado con estructuras como edificios, los
pavimentos se deterioran mucho mas rápido› Edificios o represas tienen tiempos de vida útil
mayor a los 50 o 100 años.
Sufre cargas repetidas (dinámicas)› Edificios tienen cargas estáticas y dinámicas› Carreteras y aeropuertos no tienen cargas estáticas
Prof. Andrés Sotil
PISTA DE ATERRIZAJE
El autor CRESPO VILLALAZ (2008) dice que: “La pista de aterrizaje tiene un área rectangular definida en un aeródromo terrestre preparada para que los aviones tomen tierra y frenen, Además son al mismo tiempo la pista de despegue, en la que los aviones aceleran
hasta alcanzar la velocidad que les permite despegar”.
La FAA considera que las pista de aterrizaje y
despegue en campos de aviación en los que operen aeronaves de peso mayor o igual a 30,000 lb (13,000
kg) deben estar pavimentadas con asfalto, concreto hidráulico o un pavimento mixto; en caso contrario, las pistas pueden ser de superficie natural como la
hierba o sobre la tierra
La pista de aterrizaje comprende los siguientes elementos: la pista, los márgenes, las franjas, las
áreas de seguridad de extremo de pista, las zonas libres de obstáculos y las zonas de parada.
Pista: Es un pavimento estructural diseñado específicamente para soportar los
despegues y aterrizajes de las aeronaves que operan sobre ella. La superficie de la pista debe construirse sin irregularidades ya que estas pueden causar rebotes, cabeceo o vibración excesiva, u otras dificultades en el manejo del avión
Margen de pista:
Los márgenes son bandas de terreno preparado o construido que bordean la pista de tal manera que sirven como transición hasta la franja no pavimentada. Además contribuyen a la prevención de erosión del suelo causada por el chorro de reactor y mitigan los daños de los reactores producidos por objetos extraños.
Los márgenes de pista pueden ser empleados para el tránsito de los equipos de mantenimiento y de emergencia.
Franjas de pista: La franja de pista es una superficie definida que comprende la pista y la zona de
parada, si la hubiese. Su función principal es reducir el riesgo de daños a las aeronaves que se salgan de la pista y proteger a las aeronaves que sobrevuelan durante las operaciones de despegue y aterrizaje.
La franja incluye una porción nivelada que debe prepararse de forma tal que no cause el desplome del tren de proa al salirse la aeronave de la pista.
Áreas de seguridad de extremo de pista (RESA): El área de seguridad está presente en los extremos de las pistas de aterrizaje con la
finalidad de minimizar los daños que puedan sufrir los aviones al realizar aterrizajes o despegues demasiados cortos o largos. El ancho de la RESA debe ser por lo menos el doble del ancho de la pista correspondiente
FRANJA NIVELADA
MARGEN
NORMA ASTM D 5340INDICE DE CONDICION DE
PAVIMENTOS EN AEROPUERTOS (PCI)
El PCI para pavimentos de aeropuertos fue desarrollado por el cuerpo de Ingenieros de la US Army con fondos provistos por la US Air Forcé. Posteriormente fue verificado y adoptado por la FAA y la US Naval Facilities Engineering Command.
TERMINOS ESPECIFICOS A ESTA NORMA
Superficie de Concreto Asfáltico (AC) Rama del Pavimento Índice de Condición de pavimento (PCI) Fallas del Pavimento Pavimento de hormigón de cemento
Pórtland Seccion de pavimento
DESCRIPCION DEL METODO
El pavimento se divide en componentes que a su vez son divididos en secciones. Cada sección es dividida en unidades de muestra. El tipo y grado de severidad de las fallas en el pavimento del aeropuerto son establecidos mediante la inspección visual de las unidades de muestra
SIGNIFICADO Y USO
El PCI proporciona una medición de las condiciones actuales del pavimento basada en las fallas observadas en su superficie, indicando también su integridad estructural y condiciones operacionales (rugosidad localizada y seguridad)
HERRAMIENTAS Hojas de datos, o
cualquier sistema de almacenamiento de información en campo que permita registrar: fecha, ubicación, componente, sección, tamaño de la unidad de muestra, número y tamaño de losa, tipos de falla, grado de severidad, cantidades, y nombre del encargado de la inspección
MUESTREO Y UNIDADES DE MUESTRA
Identificar en el plano áreas de pavimento con diferentes usos.
Dividir cada uno de los componentes del pavimento en secciones de acuerdo a su diseño, historia de construcción, tráfico y condición
Dividir las secciones en unidades de muestra. Si las juntas entre losas de un PCC tienen separaciones mayores a los 25 ft (8m) subdividir las losas en losas imaginarias
Las unidades de muestra a ser inspeccionadas deben ser marcadas o identificadas de tal forma que permita a los inspectores y al personal de control de calidad ubicarlas fácilmente en la superficie del pavimento