UNIVERSIDAD RICARDO PALMAESCUELA DE POSGRADOMAESTRA EN INFRAESTRUCTURA VIAL CARRETERAS, PUENTES Y TNELES.

CURSO DE DISEO DE PAVIMENTOS

PROFESOR: MSc. Ing. Marco Montalvo

DISEO DE PAVIMENTOS EN AEROPUERTOSAPLICACIN DEL SOFTWARE FAARFIELD

Presentado Por:

Jos Ponce FiliosJaime Mamani C.Roberto MatasAugusto Ponce

SURCO, 20 DE JUNIO 2015

INTRODUCCIN (*)

FAARFIELD es un programa informtico para el diseo de espesor del pavimento aeropuerto. Implementa ambos procedimientos basados en capas elsticas y tridimensionales finitos basado en elementos de diseo desarrollados por la Administracin Federal de Aviacin (FAA) para el diseo nuevo y superposicin de pavimentos flexibles y rgidos. Los procedimientos de diseo de espesor implementadas en el programa son los aeropuertos de la FAA estndares de diseo espesor del pavimento que se hace referencia en la Circular de Asesoramiento (AC) 150 / 5320-6E.El ncleo del programa es un mdulo de respuesta estructural que consiste en dos programas, LEAF y NIKE3D (versin 3.3.2.FAA.1.0). LEAF es un programa computacional elstica capas implementado, en este caso, como la librera de enlace dinmico Microsoft Windows (DLL) escrito en Visual Basic 2005 . NIKE3D (versin 3.3.2.FAA.1.0, modificado por la FAA) es un programa de anlisis tridimensional de elementos finitos (3D-FE), escrito en Visual Fortran Intel y vinculado al programa principal a travs de un enlace dinmico biblioteca. Un segundo programa Fortran, INGRID, tambin est relacionada con el programa principal y genera archivos de entrada para el anlisis 3D-FE. El resto del programa est escrito en Visual Basic 2005 y funciona bajo Microsoft Windows . Tanto LEAF y NIKE3D son cargados y ejecutados por FAARFIELD cuando sea necesario y no son visibles para el usuario. Las versiones de NIKE3D y INGRID implementadas en FAARFIELD son modificaciones de los programas de la FAA originalmente desarrollados por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) del Departamento de Energa de Estados Unidos, y se distribuyen en forma compilada bajo los trminos de un acuerdo de reparto de software entre la FAA y LLNL.Diseo informacin se introduce por medio de dos pantallas grficas, uno para la estructura y uno para el trfico. Los valores por defecto y rangos para los distintos parmetros de entrada se han establecido para que los diseos producidos por FAARFIELD son compatibles con los diseos producidos por los procedimientos anteriores de diseo de la FAA en la CA 150 / 5320-6D para aviones incluyendo el B747 (es decir, S, D, 2D y engranajes 2D / 2D2). Diseos para aviones de nueva generacin que tienen los trenes de aterrizaje en 3D, tales como la serie A380 Boeing B777 y Airbus, no estaban cubiertos por los procedimientos de diseo anteriores. AC 150 / 5320-6E, en conjunto con FAARFIELD, proporciona la informacin necesaria para el diseo de espesor cuando 3D y los engranajes de avin complejos se incluyen en la mezcla avin.

FAARFIELD representa un significativa salida de las normas anteriores de la FAA. Aparte de los procedimientos que se implementan como un programa de ordenador en lugar de como nomogramas, el principal cambio en el diseo del pavimento desde la perspectiva del usuario es que el concepto de "diseo del aeroplano" ha sido reemplazado por el diseo de fallo por fatiga se expresa en trminos de un factor "acumulativa daos "(CDF) usando la regla de Miner. Adems, la propiedad del material principal de las capas de pavimento se expresa ahora uniformemente como un mdulo elstico en lugar de la (California Bearing Ratio) anterior CBR para pavimentos flexibles o valor k para pavimentos rgidos. Frmulas para la transformacin de los valores de CBR y k para valores de mdulo se proporcionan en su caso en la documentacin. La conversin automtica se proporciona en el programa.(*) Traduccin del Manual del Usuario del programa FAARFIELD.Tambin hay que tener en cuenta que, a pesar de los procedimientos basados en capas elsticas y modelos de elementos finitos tridimensionales, se considera normalmente ser mecanicista y ms racional que los procedimientos anteriores, an se requiere una cantidad considerable de criterios de ingeniera. Diseos producidos por FAARFIELD deben cumplir con los requisitos detallados y recomendaciones del AC 150 / 5320-6E. El programa no satisface automticamente todos estos requisitos y las recomendaciones de la CA se deben seguir en la seleccin de parmetros de entrada. Es responsabilidad del diseador para utilizar el programa y la circular de asesoramiento en relacin con los dems.

Una descripcin completa de los procedimientos de diseo y estructura del programa no es posible dentro de los confines de un manual del usuario, y estas descripciones se pueden encontrar en otras publicaciones. La intencin principal del manual del usuario es proporcionar informacin suficiente para el funcionamiento del programa, seleccionando valores de datos de entrada, y la interpretacin de los datos de salida. La instalacin del programa se describe primero, seguida de descripciones de las diversas partes del programa y su funcionamiento. La informacin se da a continuacin, sobre los requisitos de entrada de la estructura de datos y cmo se relacionan con los procedimientos de diseo. Secciones finales proporcionan una breve discusin sobre los tiempos de los programas en ejecucin, con las posibles estrategias para disminuir el tiempo de diseo para un caso determinado diseo, una descripcin de la estructura de archivos de datos externos para que los usuarios interesados pueden acceder a los archivos e incorporar los datos en otras aplicaciones si se desea y una seleccin de ejemplos de diseo.

La relacin entre los procedimientos de capas elsticas y tridimensionales de elementos finitos basados espesor de diseo y los procedimientos de diseo de espesor a base de nomograma anteriores en la AC 150 / 5320-6D no se discute en el manual. Sin embargo, cabe sealar que los modelos de trfico y el fracaso son fundamentalmente diferentes y comparaciones entre los dos conjuntos de procedimientos slo son vlidos cuando se consideran mltiples mezclas de trfico avin. Comparaciones individuales avin indican engaosamente un grado de conservadurismo con los procedimientos LED que no est presente para mltiples mezclas tpicas de avin. El programa tambin est destinado principalmente para su uso en el diseo de pavimentos de aeropuertos de acuerdo con un procedimiento estndar. No est destinado a ser utilizado para comparar los efectos dainos de diferente avin mediante la ejecucin de diseos solo avin o clculos FCD, es decir, clculos de tipo ACN.

En la Figura 1 se presenta los espesores encontrados como la solucin del ejercicio usando el software FAARFIELD y los parmetros descritos lneas arriba. parmetros descritos lneas arriba.

Figura 1: Espesores recomendados para el pavimento (Ponce et al, 2015)

CONCLUSIONES:

1. El software FAARFIELD es bastante amigable de manejar, tiene dos pantallas fundamentales, uno de materiales y otro de cargas de aviones.

2. El programa usa la ley de Miner para determinar el dao en el pavimento mediante clculos de elementos finitos. Est escrito en Visual Basic 2005, Fortran.

3. En la Figura 1 se presenta los espesores y materiales de diseo propuesto para el pavimento flexible del aeropuerto usando una carpeta asfltica y base granular no estabilizada.