Barragan Moya Juan David 2015

7/24/2019 Barragan Moya Juan David 2015

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PASANTIA DISEO ESTRUCTURAL DEPAVIMENTOS FLEXIBLES

AEROPORTUARIOS POR EL METODO FAA

JUAN DAVID BARRAGN MOYA20112079087

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD TECNOLOGICA

TECNOLOGIA EN CONSTRUCCIONES CIVILES

BOGOTA D.C.

2015


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PASANTIA DISEO ESTRUCTURAL DEPAVIMENTOS FLEXIBLES

AEROPORTUARIOS POR EL METODO FAA

JUAN DAVID BARRAGN MOYA20112079087

TUTOR

MILTON MENA SERNA

INGENIERO CIVIL

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD TECNOLOGICA

TECNOLOGIA EN CONSTRUCCIONES CIVILES

BOGOTA D.C.

2015


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Nota de aceptacin:

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Firma del presidente del jurado

_____________________________________

Firma del Jurado

_____________________________________

Firma del jurado


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DEDICATORIA

Dedico este proyecto en primer lugar a mi

familia.

A mis padres y hermana que siempre creyeronen m a pesar de las adversidades, derrotas y

cadas que se dieron durante este paso por la

universidad, y que aunque lejos estaban,

siempre al escuchar sus palabras, los senta

cerca, ya que siempre fueron palabras llenas

de calor, amor y determinacin, capaces de

fortalecerme en los momentos ms difciles de

este recorrido.

A Dios, que estuvo presente en cada paso que

di, que no me dejo desfallecer y me lleno de

fuerza para continuar con mis sueos.

Y por ltimo quiero regalar esta dedicatoria a

mis amigos, que estuvieron ah brindndome

apoyo, y que fueron una voz de aliento para

continuar. Personas que permanecieron a milado en los peores y mejores momentos y

dieron un pequeo pero significativo aporte a

e este proyecto


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Agradecimientos.

Es inevitable querer aduearse de todo el reconocimiento que viene con el

siguiente trabajo, pero sera un acto egosta no contemplar ni dedicar un espacio aaquellas personas y entidades que estuvieron presentes durante todo el proceso

que requiri el mismo y que sin ellas, los resultados esperados, no seran los

mismos.

En primera parte quiero agradecerle a la Universidad Distrital, a sus docentes y

directivos que fueron los que forjaron e inculcaron creencias, con respecto al

camino y proyecto de vida a seguir. De manera especial quiero agradecerle al Ing.

Milton Mena, quien fue mi docente y tutor de proyecto.

Deseo tambin agradecerle a SANCHEZ FOLIACO INGENIEROS. S.A.S. y en especialal Ing. Jorge Alberto Snchez quien confi y me dio la oportunidad de poder realizar

las pasantas en su empresa, persona de la cual me aporto mucho tanto para el

proyecto como para mi vida laboral.


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Contenido1. INTRODUCCION ........................................................................................................................... 8

2. OBJETIVOS ................................................................................................................................... 9

2.1. Objetivo General ................................................................................................................. 9

2.2. Objetivos especficos ........................................................................................................... 9

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................................ 10

4. ANTECEDENTES ......................................................................................................................... 11

5. MARCO CONCEPTUAL ............................................................................................................... 12

6. MTODO DE DISEO DE PAVIMENTO ....................................................................................... 13

6.1. Parmetros de entrada ..................................................................................................... 13

6.1.1. Propiedades de resistencia de la subrasante. ........................................................... 13

6.1.2. Cargas. ....................................................................................................................... 13

6.1.3. Trfico y aeronave de diseo. ................................................................................... 13

6.2. Calculo del espesor total de la estructura de pavimento ................................................. 17

6.3. Espesores de cada uno de los componentes de la estructura de pavimento. .................. 17

6.3.1. Zonas crticas ............................................................................................................. 17

6.3.2. Zonas no crticas. ....................................................................................................... 17

6.4. Principales tablas para el anlisis de espesores. .............................................................. 19

7. CASO DE APLICACIN DEL MTODO. ........................................................................................ 28

7.1. Parmetros de diseo. ...................................................................................................... 28

7.1.1. C.B.R. ......................................................................................................................... 28

7.1.2. Volumen de trfico y aeronave de diseo. ............................................................... 28

7.2. Calculo de espesor total de la estructura de pavimento. ................................................. 31

7.3. Espesores de cada uno de los componentes de la estructura de pavimento. .................. 33

Capa ........................................................................................................................................... 33

Zona crtica (cm) ........................................................................................................................ 33

Zona no critica. (cm) .................................................................................................................. 33

8. MATERIALES. ............................................................................................................................. 348.1. Superficie de mezcla asfltica en caliente......................................................................... 34

8.2. Base granular. .................................................................................................................... 34

8.3. Sub-Base granular. ............................................................................................................ 35

8.4. Subrasante......................................................................................................................... 36

9. APORTE. ..................................................................................................................................... 37


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9.1. Aspectos generales del proyecto ...................................................................................... 37

9.2. Descripcin Geolgica y topografa. ................................................................................. 38

9.3. Diseo de la estructura de pavimento. ............................................................................. 39

9.3.1. Datos del diseo. ....................................................................................................... 39

9.3.2. Resultados del diseo................................................................................................ 39

10. CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 40

11. BIBLIOGRAFIA. ....................................................................................................................... 41


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1. INTRODUCCION

El presente documento pretende exponer y explicar la metodologa propuesta por la FAA

(Federal aviation Administration), para el diseo de pavimentos flexibles aeroportuarios,

simultneamente, se presenta un caso de aplicacin que hace parte de la funcin comopasante dentro de la empresa a la cual se prest el servicio, el cual consiste en el diseo

de la estructura de pavimento propuesta para el nuevo aeropuerto Hacaritama del

municipio de Aguachica, Cesar.

El documento se desarrolla a partir de la necesidad de entender el manejo de la Norma

FAA, la cual por sus estndares internacionales de calidad se presenta como la mejor

alternativa de diseo para el ptimo desarrollo diario de cualquier aeropuerto, por lo

tanto, para su explicacin y adecuado entendimiento se dar definicin a trminos

tcnicos de la estructura aeroportuaria, se citaran las normas en lo que a materiales de

diseo se refiere, y se proceder al anlisis de datos requerido, para concluir con la

obtencin de resultados.

Puesto que simultneamente a la explicacin se presentara el caso de aplicacin,

entonces, para el desarrollo de este, se har una recoleccin de datos del suelo, esto por

medio de apiques y se recolectara informacin del trfico areo, para as con esto

proceder a realizar el Diseo.

Cabe destacar que algunos de los datos utilizados en el caso de aplicacin, son parte del

proceso como pasante y su uso en el presente documento solo ser para sustentar parte

del trabajo del pasante dentro de la empresa.


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2.OBJETIVOS

2.1.Objetivo General

Explicar el mtodo propuesto por la FAA (Federal aviation Administration) para el

diseo de pavimento flexible aeroportuarios.

2.2.

Objetivos especficos

Exponer las caractersticas principales que la FAA plantea en lo que a calidad de

componentes estructurales se refiere.

A partir del estudio de transito explicar el concepto de trfico equivalente areo paradeterminar su afectacin el sobre diseo del pavimento.

Describir el clculo de espesores requeridos para el soporte de las cargas en la pista de

aterrizaje.


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3.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Colombia es un pas que se encuentra en constante crecimiento en cuanto a su economa, debido

a los procesos que se han dado lugar a partir de los tratados internacionales, en especial el TLC con

estados unidos, segn el DANE se estima que entre el 2010 y el 2104 las exportacionesaumentaron de 39.713 a 54,795 Millones de dlares FOB, pero la topografa del pas no permite

una conexin fluida por tierra y no permite el libre desarrollo turstico de las mismas regiones y su

capacidad de dar a conocerse culturalmente, por eso se ha intensificado el uso de aeronaves como

suplemento al trasporte terrestre. El aumento del uso de aeronaves como medio de trasporte de

carga y pasajeros se ve reflejado en los anlisis estadsticos realizados por la ATAC (Asociacin del

trasporte areo en Colombia), los cuales informan que el trfico de pasajeros Nacionales con

respecto al 2013 crecieron en un 6% equivalente a 21 millones de personas, y los internaciones

aumentaron en un 12% equivalente a 10 millones de personas.

Para seguir promoviendo el desarrollo del comercio y turismo, por medio del trasporte areo y

que las estructuras de los aeropuertos estn en las mejores condiciones para que todo se d, elgobierno nacional y la aeronutica civil han emprendido un plan de construccin, mejoramiento y

tecnificacin de los aeropuertos del pas, y han exigido para este plan el uso e implementacin de

la norma FAA (Federal aviation Administration),Por lo tanto, a lo anterior descrito, el problemade investigacin es.

abordarel mtodo que propone la FAA para el diseo de pavimentos asfalticos y las normas

de calidad en lo que a materiales se refiere, con el fin de exponerla y explicarla

El acontecimiento que lleva a este planteamiento es el poco conocimiento que se tiene dentro del

pas de la norma FAA, norma que se encuentra ntimamente ligada al proceso de pasanta ya que

en l se desarrolla el diseo del aeropuerto de la Aguachica cesar, el cual se considera el segundo

municipio ms importante del cesar con el 12,32% de la poblacin del departamento, adems de

ser un centro comercial, entre los municipios y departamentos aledaos. Con la ejecucin de este

proyecto se suple la necesidad de transporte de carga y pasajeros que tiene esa regin, y con el

cumplimiento de la norma FAA se garantiza los estndares internacionales de servicio y calidad.


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4.ANTECEDENTES

El sector de la aviacin en Colombia en los ltimos aos se ha convertido en un gran modelo en lo

que respecta al transporte de pasajeros y carga, tanto a nivel nacional como a nivel internacional.

Se estima que en los ltimos aos el volumen de trfico areo ha aumentado en ms de un 19%segn la ATAC (Asociacin del trasporte areo en Colombia), un desarroll que se ha generado, en

primera parte por el hecho de que Colombia es un pas el cual su topografa corresponde a una

sistema montaoso que no permite la conexin fluida entre las regiones por medios terrestres,

sumndole a esto que las empresas prestadoras del servicio de transporte areo ofrecen precios

que se acercan demasiado y en ocasiones se encuentran por debajo de los del trasporte terrestre,

en segundo lugar, el pas se encuentra bajo un estado de desarrollo enlazado a los tratados

internacionales a los que este se ha vinculado, lo cual ha obligado al uso de trasportes de mayor

eficiencia diferente a los tradicionales.

En Consecuencia a lo anterior el pas ha emprendido un plan de construccin, mejoramiento y

tecnificacin de aeropuertos, que genere un mayor desarrollo econmico, turstico y cultural entrelas regiones mismas y de ellas con el resto del mundo.

Centrndose en el tema en especfico, las estructuras de pavimento flexible aeroportuarias que se

construyan deben ser de ptimas condiciones para el correcto funcionamiento diario del

aeropuerto. Estos pavimentos van a estar bajo efectos de grandes magnitudes de carga por lo que

deben estar sujetos a detallados estudios de diseo, por lo cual la FAA decidi proponer un

mtodo de diseo que cumpliera a cabalidad con las exigentes escenarios a los que el pavimento

va a estar sujeto.

Pero que es la FAA? La FAA en sus siglas en ingles significa federal Aviation Administration lo que

en espaol es Agencia federal de aviacin, esta agencia naci en Estados Unidos a partir del

proyecto de ley que presento el senador Mike monroney el 21 de mayo de 1958, y hara

responsable a la FAA de la seguridad de la aviacin civil, aunque la normatividad de la FAA solo

tiene alcance obligatorio dentro de los estados unidos, es acogida por muchas organizaciones de

otros pases, como en el caso de la aeronutica civil de Colombia, que exige la aplicacin de las

normas y mtodos de la FAA para el diseo Aeroportuario del pas.


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5.MARCO CONCEPTUAL

La mayora de las definiciones que aqu se presentan son sobre el lenguaje tcnico en lo que al

contexto aeroportuario se refiere y son provenientes del Volumen I, Diseo y operaciones de

aerdromos, anexo 14, de la OACI (Organizacin de Aviacin Civil Internacional), de la FAA(Federal Aviation Administration) y del manual diseo estructural de pavimentos para aeropuertos

del ing. pedro Jos mora g.

Aerdromo: rea definida de tierra o de agua (que incluye todas sus edificaciones, instalaciones

y equipos) destinada total o parcialmente a la llegada, salida y movimiento en superficie de

aeronaves.

rea de maniobras: Parte del aerdromo que ha de utilizarse para el despegue, aterrizaje y

rodaje de aeronaves, excluyendo las plataformas.

rea de movimiento:Parte del aerdromo que ha de utilizarse para el despegue, aterrizaje y

rodaje de aeronaves, integrada por el rea de maniobras y las plataformas.

A.C.N. nmero de clasificacin de aeronaves: Cifra que indica el efecto relativo de una

aeronave sobre un pavimento, para una determinada categora normalizada del terreno de

fundacin

Pavimento: Estructura compuesta por una capa de superficie de concreto hidrulico o mezcla

asfltica en caliente o tratada con asfalto, sobre capas de base y Sub-base, ya sean granulares,

estabilizadas o trituradas para soportar cargas de trnsito y distribuirlas sobre el terreno de

fundacin.

Plataforma: rea definida, en un aerdromo terrestre, destinada a dar cabida a las aeronaves

para los fines de embarque o desembarque de pasajeros, correo o carga, abastecimiento de

combustible, estacionamiento o mantenimiento.

Pista de aterrizaje: Parte del rea de movimiento destinada al aterrizaje o despegue de

aeronaves.

Zona crtica:En un aeropuerto estas zonas son aquellas en las que el avin se desplaza con

carga mxima estn conformadas por la pista de aterrizaje, la plataforma, los apartaderos de

espera.

Zona no crtica: Son aquellas zonas en las cuales se tolera algunas reducciones del espesoren relacin con los calculados para reas crticas, por ejemplo las calles de salida rpida.


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6.MTODO DE DISEO DE PAVIMENTO

6.1.

Parmetros de entrada

Para poder llevar a cabo el mtodo de diseo se debe proceder hacer una recoleccin de

datos con respecto a las propiedades de resistencia (CBR) de la subrasante, las cargas a las

cuales estar expuesto el pavimento y el flujo de aeronaves que tendrn cavidad durante

el periodo de diseo el cual ser de 20 aos, estipulado as por el mtodo.

6.1.1. Propiedades de resistencia de la subrasante.

La resistencia del suelo de subrasante ser determinada por medio del ensayo C.B.R

(california bearing ratio) el cual fue adoptado en 1978 por la FAA para el clculo de

pavimentos flexibles, por lo tanto, esta es la propiedad del suelo de mayor inters para el

clculo de los espesores de la estructura.

6.1.2. Cargas.

Las cargas consideradas para el diseo es la de, peso bruto de colaje, o peso mximo de

despegue, se ha estimado que en la mayora de los casos el pesos se distribuye en mayor

magnitud en los trenes principales de la aeronave, por tal razn para efectos de clculo, el

95% de la carga se distribuir en estos trenes, mientras el 05% restante por el tren de

nariz.

6.1.3. Trfico y aeronave de diseo.

Para el anlisis de trfico primero se dar unas apreciaciones generales con respecto lostipos de trenes que conforman a las aeronaves ya que para el clculo de salidas

equivalentes ser necesario el perfecto entendimiento de este concepto.

Tipo y geometra de los trenes de aterrizaje.

El tren es aquella estructura de la aeronave que comprende a las ruedas,

amortiguadores, soporte y todo aquel equipo que permita el apoyo de la aeronave

cuando esta se encuentra en contacto con tierra. Cada aeronave tiene un tipo de

tren diferente el cual soporta su peso y hace la trasferencia de carga al pavimento,

por lo tanto la respuesta del pavimento se hace con referencia las disposiciones de

estos. Los tipos de trenes tpicos son:

Aeronaves de tren Sencillo (S): son aquellas las cuales sus trenes principales estn

conformados por una llanta.

Aeronaves de tren Doble (D): Son aquellas las cuales sus trenes principales estn

conformados por dos llantas.


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Aeronaves de tren Tndem (2D): Son aquellas las cuales sus trenes principales

estn conformados por cuatro llantas cada uno.

En seguida se presenta la tabla de trenes que expone la FAA.

Tabla 5-1. Convencin de la nomenclatura estndar tipo de trenes de aterrizaje.

Gear Designation Gear Designation Airplane Example

S

Single

Sngl Whl-45

D

Dual

B737-100

2S

2 Singles in Tandem

C-130

2D

2 Duals in Tandem

B767-200

3D

3 Duals in Tandem

B777-200


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2T

Two Triple Wheels in Tandem

C-17A

AC No: 150/5320-6E (2009) Airport Pavement Design and Evaluation

Despus de entender la disposicin de los trenes, se designa la aeronave de diseo, la cual

es aquella que se tomara como referencia para realizar los clculos, para este proceso se

debe tener una base de datos con relacin al nmero de operaciones anuales por tipo de

aeronave.

El mtodo FAA maneja una serie de graficas o bacos los cuales proporcionaran los

espesores para las capas de la estructura de pavimento, estas graficas requieren de tresesenciales Datos.

1.

C.B.R.

2.

El peso bruto de la aeronave de diseo.

3.

Salidas anuales equivalentes con respecto a la aeronave de diseo.

Como ya se mencion se requiere el volumen de trfico con relacin al nmero de

operaciones anuales por tipo de aeronave, para la designacin de la aeronave de diseo,

en ese orden de ideas, se debe tener en cuenta que la seleccin de esta no se har

siempre a partir de aquella que ms carga proporcionara al pavimento, ya que no en todoslos casos sucede que la aeronave ms pesada requerir el pavimento con mayor espesor,

as que la seleccin se puede hacer tambin a partir de aquella que ms operaciones

realiza.

Cuando se ha designado la aeronave de Diseo se deber realizar una conversin de todos

los trenes correspondientes a las aeronaves que se encuentren presentes en el anlisis de

volumen de trfico, con respecto al tren de diseo, para lo cual se presenta una tabla con

factores de conversin.


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Tabla 5-2. Factores de conversin entre trenes de aterrizaje.

TO CONVERT FROM GEAR

TYPE (N)

TO GEAR TYPE

(M)

MULTIPLY

TRAFFIC

CYCLES BY

S D 0.80

S 2D 0.51S 3D 0.33

D S 1.25

D 2D 0.64

D 3D 0.41

2D S 1.95

2D D 1.56

2D 3D 0.64

3D S 3.05

3D D 2.44

3D 2D 1.56

2D/2D2 D 1.562D/2D2 2D 1.00

AC No: 150/5335-5A (2006) STANDARDIZED METHOD OF REPORTING AIRPORT PAVEMENT

STRENGTH - PCN

Cuando ya se ha realizado la conversin de todos los trenes a la misma configuracin del

tren de diseo, se debe realizar otra conversin de las salidas anuales de cada aeronave a

las salidas equivalentes anuales correspondientes a la aeronave de diseo, esta segunda

conversin se realiza con la siguiente formula.

Dnde:

R1= Salidas anuales equivalentes a la aeronave de diseo.

R2 = Salidas anuales de cada aeronave expresadas en la configuracin del tren de diseo.

W1= Carga por unidad de rueda de la aeronave de diseo

W2= Carga por unidad de rueda de la aeronave a calcular.

Al realizar esta conversin con todas las aeronaves se suman las salidas equivalentes

anuales de cada uno, y se obtiene el total de salidas equivalentes anuales, dato que servir

de entrada en la grfica para la realizacin de los espesores del pavimento.


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6.2. Calculo del espesor total de la estructura de pavimento

Ya teniendo los tres datos de entrada para el clculo de espesores de del pavimento

asfaltico, se deber proceder a la utilizacin de uno de los bacos propuestos por el mtodo,

se debe recordar que existe una variedad de tablas disponibles para el clculo de espesores,

los cuales cambian en funcin del peso bruto de colaje de la aeronave de diseo.

Para el uso de la grfica se parte del eje horizontal superior que muestra los CBR, se parte a

partir del CBR de la subrasante, y se traza una lnea vertical recta hasta que esta tope con la

curva que representa el peso mximo de despegue de la aeronave de diseo, despus desde

ese punto se traza una lnea horizontal recta que se extienda hasta que tope con la curva

que representa las salidas equivalentes anuales, y desde ese punto se traza hacia la parte

inferior de la grfica una lnea recta vertical, la cual especificara el espesor de la estructura

de pavimento en total.

6.3.

Espesores de cada uno de los componentes de la estructura de

pavimento.

6.3.1. Zonas crticasPara el clculo del espesor de cada uno de los componentes del pavimento asfaltico se

deber

Espesor de las capas base y rodadura: El espesor de la capas de base y rodadura se designa

de la misma manera como hallo el espesor de la estructura en pavimento en general, por

lo tanto se debe conocer en CBR de la sub-base, dirigirse a la misma grfica con la cual se

trabaj para el espesor total, extender una lnea vertical recta desde el CBR hasta que la

curva del peso mximo de despegue del avin de diseo, y desde ah trazar una lnea

horizontal recta, hasta que tope con la curva que representa las salidas equivalentes

anuales, desde ese punto volver a trazarse una lnea recta vertical que muestre el

espesor de la capa de base y rodadura en la parte inferior de la grfica.

Espesor de la capa asfltica: El espesor de la capa asfltica se designa a partir de la nota

que cada grafica trae consigo mismo.

Espesor de la Capa Sub-base: ya teniendo el espesor de la capa base y la capa de rodadura

lo que se hace es tomar el espesor de la capa total del pavimento y restarle estas dos y as

se obtendr el espesor de la capa Sub-base.

6.3.2. Zonas no crticas.Espesor de capa asfltica: El espesor de la capa asfltica en zonas no crticas se designa en

la nota que cada grafica trae consigo mismo.


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Espesor de la capa base y sub-base: Se toman los espesores de cada capa dado en la zona

crtica y se multiplica por un factor de 0,9.

Para los bordes se debe multiplicar la capa base por un factor de 0,7 y la sub-base deber

aumentar su espesor para facilitar su drenaje, as, como se muestra en la figura 5-2.

Figura 5-2. Planta y seccin de la estructura de pavimento.



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6.4. Principales tablas para el anlisis de espesores.


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7.CASO DE APLICACIN DEL MTODO.Como se mencion, se realizara un caso de aplicacin el cual hizo parte del proceso de pasanta

del presente informe y que ser considerado como el aporte del estudiante a la empresa

prestadora del servicio, caso el cual es el diseo de las pistas del aeropuerto de Hacaritama, en

Aguachica-Cesar.

Como anterioridad al caso de aplicacin se dieron los parmetros de entrada y la forma en que

se lleva a cabo el diseo por el mtodo estudiado, se proceder primero a presentar los

parmetros de entrada que se requieren.

7.1.

Parmetros de diseo.

Cabe recordar que los datos son parte de un proceso que se realiz dentro de la funcin

como pasante, y se utilizan en el presente proyecto como sustento de lo realizado y

aprendido en la pasanta y su funcin dentro del texto ser estrictamente acadmico,

algunos datos fueron alterados para respetar la confidencialidad del diseo original.

7.1.1. C.B.R.Por un estudio de suelos que se realiz a la subrasante se estim un C.B.R de 6.2%

7.1.2. Volumen de trfico y aeronave de diseo.En la siguientes tablas se muestra el volumen de trfico areo a utilizar para el diseo,

cabe aclarar que los datos de la tabla provienen del Aeropuerto de Arauca el cual tiene

una estimacin de operaciones similar a las que va a tener el nuevo proyecto, se

realiza de esta manera porque el aeropuerto de Hacaritama es un proyecto nuevo yno posee datos de operaciones.

TABLA 7-1.TOTAL DE OPERACIONES 2009-2013AEROPUERTO DE ARAUCA

TIPO DE AVION VUELOS %

E170 5066 46,56

D328 1943 17,86

E145 779 7,16

C170 1 0,01

AT45 552 5,07

AT42 146 1,34JS41 2394 22,00

TOTAL 10881 100,00


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TABLA 7-2.PROMEDIO DE OPERACIONES ANUALES 2009-2013AEROPUERTO DE ARAUCA

TIPO DE AVION VUELOS %

E170 1013,2 46,56

D328 388,6 17,86

E145 155,8 7,16

C170 0,2 0,01

AT45 110,4 5,07

AT42 29,2 1,34

JS41 478,8 22,00

TOTAL 2176,2 100,0

Como se expuso en la explicacin del mtodo, no siempre la razn para realizar la

toma de la aeronave de diseo es el peso mximo de despegue, si no, el nmero desalidas u operaciones que presente cada tipo de aeronave, por lo tanto, con respecto

a los datos de la tabla 2 se designa como aeronave de diseo a la E 170.

En la tabla 3. Se muestra los tipos de trenes de las aeronaves presentes y el peso

mximo de despegue.

TABLA 7-3.MXIMO PESO DE DESPEGUE DE LA AERONAVE Y TIPO DE TREN.

TIPO DEAVION

MAXIMO PESO DE

DESPEGUE DE LAAERONAVE (MTOW)

TIPO DE TREN

Kg Lb

E170 35990 79344,31 Ruedas dobles

D328 13990 30842,65 Ruedas dobles

E145 20600 45415,19 Ruedas dobles

C170 998 2200,21 Rueda simple

AT45 18597 41000 Ruedas dobles

AT42 22800 50265 Ruedas dobles

JS41 10886 23999,5 Ruedas dobles

Se procede a trasformar todos los trenes con respecto al tren de la aeronave de diseo.


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TABLA 7-4.SALIDAS EQUIVALENTES AL TREN DE DISEO

Aeronave de diseo: E170 Peso (Lb): 35990

TIPO DE AVION SALIDAS COEFICIENTE

SALIDAS

EQUIVALENTES ALTREN DE DISEO

E170 1013,2 1 1013,2

D328 388,6 1 388,6

E145 155,8 1 155,8

C170 0,2 0,8 0,16

AT45 (ATR 42-500) 110,4 1 110,4

AT42 (ATR 42-500) 29,2 1 29,2

JS41 478,8 1 478,8

Por ltimo se trasforman las salidas equivalentes al tren de diseo de cada aeronave, a las

salidas equivalente anuales de la aeronave de diseo.

TABLA 6-5.SALIDAS EQUIVALENTES ANUALES AL AVIN DE DISEO

Aeronave de

diseo:E170

Peso

(Lb):79344

Carga por

rueda (Lb):18844,27

TIPO DE AVION

SALIDASEQUIVALENTES

AL TREN DEDISEO

Peso

(LB) RUEDAS

CARGA POR

RUEDA

FACTOR

PESO0,95%

SALIDAS

EQUIVALENTESANUALES

E170 1013,2 79344,3 4 19836,1 18844,3 1013

D328 388,6 30842,7 4 7710,7 7325,1 41

E145 155,8 45415,2 4 11353,8 10786,1 46

C170 0,2 2200,2 2 1100,1 1045,1 1

AT45 (ATR 42-

500)

110,4 41000,0 4 10250,0 9737,5 29

AT72 (ATR 42-

500)29,2 50265,0 4 12566,3 11937,9 15

JS41 478,8 23999,5 4 5999,9 5699,9 30

Salidas equivalentes anuales 1174


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7.2. Calculo de espesor total de la estructura de pavimento.Como se ha dicho durante el documento, para el Clculo de espesores se utilizan unos abanicos

especficos dependiendo del tipo de tren de la aeronave de diseo, para el caso se utilizara el

siguiente abanicos.

Siguiendo los pasos que se detallaron en la explicacin del modo de uso de la grfica, se obtiene

que con un CBR de 6,3, con un peso mximo de despegue de 79344,31 Lb y un equivalente de

salidas anuales igual a 1174, se obtiene un espesor total de la estructura de pavimento igual a 21,5

Pulg (55 cm).


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Grafica 7-1. Curva de clculo de pavimento flexible para reas crticas, tren de ruedas gemelas.

Universidad militar nueva granada, Diseo estructural de pavimento para aeropuertos.


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7.3. Espesores de cada uno de los componentes de la estructura de pavimento.

La sub-base tiene un CBR de 20 lo cual al llevarlo a la grfica 6-1. Nos determina un espesor de

capa de rodadura y base igual a 8,8Pulg (23 cm).

Como el espesor total de la estructura de pavimento es igual a 21,5 Pulg (55 cm) obteneos que el

espesor de la capa Sub-base es 55cm -23cm = 32 cm. Como se especifica por la norma las zonas no

criticas tendr un espesor igual a la zona critica multiplicada por el factor 0,90 por lo que el

espesor en esta zona ser de 29 cm.

La nota de la grfica especifica que el espesor de la capa de rodadura es igual a 10 cm en zonas

crticas, y en zonas no criticas de 8 cm.

El espesor de la base se hallara tomando 23cm10 cm = 13 cm en zonas crticas, y para zonas no

criticas ser el espesor de 13 cm por 0,9 a lo que el espesor en esta zona ser de 11,7 cm.

Se especifica e los espesores en la siguiente tabla.

Tabla 7-5. Espesores.

Capa Zona crtica (cm) Zona no critica. (cm)Capa de rodadura 10 8

Base 13 12Sub-base 32 29


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8.

MATERIALES.

8.1.

Superficie de mezcla asfltica en caliente.

Correspondiente a la AC 150/5320-6e, se estipula que la superficie de mezcla asfltica en caliente,

debe prevenir la penetracin de agua a la base granular, esta debe encontrarse bien compactada y

tener una superficie lisa, con un alto grado de durabilidad y estabilidad que no permita el

desprendimiento de partculas que puedan causar dao a las aeronaves, adems debe tener una

superficie con cualidades antideslizantes que no produzcan un mucho desgaste a las llantas de las

aeronaves, sin olvidar que debe ser lo suficientemente resistente para soportar los esfuerzos

inducidos por las cargas de las aeronaves.

8.2. Base granular.

La Base granular es el componente ms importante de la estructura de pavimento flexible, ya que

esta tiene como funciones, primero distribuir la cargas impuestas por las ruedas a la Sub-base y a

la subrasante, por lo tanto debe ser de tal calidad y espesor que no permita el fracaso de las capas

continuas a ella y debe resistir los cambios de volmenes causados por las fluctuaciones en su

contenido de humedad. La calidad de la Base, su preparacin, gradacin, manejo y colocacin se

expone en los tems contenidos en la AC 150/5370-10G para su uso en aeropuertos cuyas cargas

sean de 30 000 Lb (13 608 kg) o ms.

Las bases ms utilizadas son:

tem P-208 Base granular

tem P-209 Base en agregado triturado

tem P-211 Base en roca limosa

tem P-304 Base tratada con cemento

tem P-306 Sub-base en concreto pobre

tem P-401 Base de mezcla en planta en caliente.

El uso de la Base granular acogida por el tem P-208 se limita al uso de pavimentos cuyas cargas de

mximas de despegue sean menores a 60000 Libras (27 216 Kg) o menos. Cuando el tem P-208 es

utilizado la capa de mezcla asfltica en caliente debe ser de mnimo 5 Pulg. (127 mm).

El uso de la Base en agregado triturado cogida por el tem 209 se limita al uso de pavimentos cuyascargas mximas de despegue sean de 100 000 Libras (45 359 Kg).

La siguiente tabla muestra espesores mnimos en correlacin al tren de diseo, y a la base

correspondiente al tem p-209.


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Tabla 8-1. Espesores mnimos Base en agregado triturado


8.3. Sub-Base granular.

La Sub-base es una parte esencial en la construccin de una estructura de superficie en mezcla

asfltica en caliente, a menos de que la subrasante tenga un valor de CBR de 20 o mayor, que porlo general son aquellos suelos GW o Suelos GP). La capa de Sub-Base aunque es muy importante

en la estructura de pavimento, los requisitos de calidad con esta son mucho ms flexibles que con

los de la base, por el hecho de que como est ms alejada de la superficie se somete a

intensidades de carga ms baja. El CBR de la Sub-Base, es un requisito y entra como variable en el

diseo de los espesores de la estructura de pavimento. La calidad de la Sub-Bases, su preparacin,

gradacin, manejo y colocacin se expone en los tems contenidos en la AC 150/5370-10G para su

uso en aeropuertos cuyas cargas sean de 30.000 libras (13 608 kg).

Las Sub-bases ms utilizadas son.

Item P-154 Sub-base granular tem P-210 Sub-base en caliche

Item P-212 Sub-base en shell

tem P-213 Sub-base de arena arcillosa

tem P-301 Sub-base en suelo cemento.


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8.4. Subrasante.

Como a medida que la profundidad es mayor los esfuerzos causado por las cargas de las aeronaves

es menor, los suelos de subrasante son sometidos a esfuerzos ms bajos que las capas superiores

a ella, base y Sub-Base. Los esfuerzos de la subrasante se produce en la parte superior de la

misma a menos que de existan condiciones inusuales, una de ellas es la gran variabilidad que

existe con respecto a la densidad y al contenido de humedad, ya que esta cambia la localizacin de

los controles de esfuerzo, Como la habilidad de una partcula es resistir a la deformacin y al corte,

propiedades las cuales varan con respecto a la densidad y al contenido de humedad por lo tanto,

la norma ha creado una tabla la cual muestra las profundidades por debajo de la superficie de la

subrasante a la que se le aplica los controles de compactacin.

Tabla 8-2. Controles de compactacin.



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9. APORTE.

Durante el desarrollo de la pasanta se realiz el proyecto de la estructura de pavimento del

aeropuerto de agua-chica cesar el cual fue diseo por la norma estadounidense FAAFederal

aviation Administration

), exigido as por la aeronutica civil de Colombia, en su mayor parte fue

realizado por el pasante bajo la supervisin del ing. encargado.

9.1. Aspectos generales del proyecto

Agua chica es un municipio ubicado al sur del departamento del Cesar, entre la cordillera oriental y

el valle del rio magdalena, este tiene una extensin territorial de 876.26 Kilmetros cuadrados, y

se encuentra a una altitud de 162 msnm metros sobre el nivel del mar).

Figura 9-1. Localizacin del proyecto dentro del municipio.

GOOGLEMAPS,https://www.google.es/maps

El aeropuerto a construir se har sobre un aerdromo en psimas condiciones, el cual no cuenta

con una estructura de pavimento como tal, sino que el maniobra miento de las aeronaves se hace

sobre el terreno natural, por lo cual las operaciones que se realizan son muy pocas en realidad.

Aeropuerto

Hacaritama
https://www.google.es/mapshttps://www.google.es/mapshttps://www.google.es/maps


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Figura 9-2. Localizacin del Municipio Aguachica.

PGINA OFICIAL DE AGUACHICA, HTTP://WWW.AGUACHICA-CESAR.GOV.CO/INDEX.SHTML

9.2. Descripcin Geolgica y topografa.

El aeropuerto de Aguachica se pretende construir sobre rea constituida por depsitos de conos y

terrazas (Qcal), estos son depsitos de piedemonte, estn establecidos por una alternancia de

gravas, arenas y lodos; la primera predomina en el piedemonte mientras que las arenas y lodos se

encuentran en las zonas topogrficas ms bajas, predominan en el rea los derivados de rocas

volcnicas; las cuales son subredondeadas y subangulares. Las arenas varan en granulometra de

gravosa (cerca al piedemonte) a arenas de grano fino (facies distantes) presentando disminucin

de tamao de grano siempre en direccin Este-Oeste, de manera similar como sucede con las

gravas.

La topografa de Aguachica es muy variada ya que en el costado sur del municipio se detalla una

zona de planicie o llanura, regada por los Ros Magdalena y Lebrija, adems se encuentran ah

numerosos humedales y cinagas, el sur se encuentra a altitudes entre los 50 y 200 msnm (metros

sobre el nivel del mar), en cambio al costado norte del departamento representado por las

estibaciones Noroccidentales de la cordillera Oriental con altitudes entre los 200 y 2,150 msnm

(metros sobre el nivel del mar).

La cabecera municipal, lugar donde se llevara a cabo el proyecto del aeropuerto se encuentra a

una altitud de 163 msnm (metros sobre el nivel del mar) y se localiza sobre una topografa plana.


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9.3. Diseo de la estructura de pavimento.

Como se ha descrito en anteriores captulos, el diseo del pavimento fue parte del proceso de

aprendizaje y trabajo durante la pasanta. En el captulo 7 (Caso de aplicacin del mtodo), sedieron los datos para el aeropuerto de Aguachica aunque, algunos hayan sido alterados dentro del

presente proyecto para proteger la confidencialidad del proyecto que se realiz en la empresa

pasante.

En el presente tem solo se presentaran los datos bsicos y resultados obtenidos por el proceso

propuesto por la Norma FAA, si se desea conocer todos los datos detalladamente y el proceso de

obtencin remitirse al captulo 7 (Caso de aplicacin del mtodo).

9.3.1. Datos del diseo.

CBR: 6.2%

Avin de Diseo: E 170

Mximo peso de despegue de la aeronave de diseo: 79344,31 Lb

Salidas equivalentes anuales: 1174.

9.3.2.

Resultados del diseo.

El anlisis se realiz con la Grafica 7-1. (Curva de clculo de pavimento flexible para reas crticas,

tren de ruedas gemelas) por la cual se obtuvo la siguiente tabla de valores.

Tabla 9-1. Resultados del diseo de la estructura.

Capa Zona crtica (cm) Zona no critica. (cm)

Capa de rodadura 10 8

Base 13 12Sub-base 32 29


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10.

CONCLUSIONES

Como resultado del proceso de explicacin de la normatividad propuesta por la FAA parael diseo de pistas en pavimento flexible, se concluy la importancia en lo que a densidad

y contenido de humedad deben tener los componentes de la estructura, para que la

distribucin de las grandes cargas no deterioren el pavimento y se mantenga en buenas

condiciones durante su vida til, garantizando la seguridad de las aeronaves.

A lo largo del presente trabajo logro determinarse la gran influencia que tiene un buen

estudio de trnsito sobre el diseo de la estructura de pavimento, tanto as, que podra

considerarse el factor ms complejo y de mayor cuidado ya que queda a criterio del

diseador la seleccin de la aeronave de diseo para el clculo de salidas equivalentes, la

cual ser aquella que ms espesor de pavimento requiera, y que por consecuencia del

anlisis no siempre ser la que mayor carga tenga si no la que mayores salidas uoperaciones haga.

Existe muy poco documento y norma nacional que hablen o se introduzcan en el diseo de

pavimentos aeroportuarios, lo que conlleva a que las investigaciones sobre este tipo

especial de estructura en el pas sea casi nula, y por lo tanto se tenga que llegar a la

utilizacin directa de normas internacionales como la FAA, la cual solo se encuentra en su

idioma original (ingles).


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11.

BIBLIOGRAFIA.

Federal Aviation Administration(AC No: 150/5320-6E, Airport Pavement Design and

Evaluation), 2009.

Federal Aviation Administration(AC No: 150/5335-5A, STANDARDIZED METHOD OF

REPORTING AIRPORT PAVEMENT STRENGTHPCN), 2006.

Ing. Pedro Jos Mora G. (DISEO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS PARA AEROPUERTOS),

Bogot D.C. Colombia, 2012.

Barragan Moya Juan David 2015

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