PASANTIA DISEÑO ESTRUCTURAL DE
PAVIMENTOS FLEXIBLES
AEROPORTUARIOS POR EL METODO FAA
JUAN DAVID BARRAGÁN MOYA
20112079087
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD TECNOLOGICA
TECNOLOGIA EN CONSTRUCCIONES CIVILES
BOGOTA D.C.
2 | P á g i n a
PASANTIA DISEÑO ESTRUCTURAL DE
PAVIMENTOS FLEXIBLES
AEROPORTUARIOS POR EL METODO FAA
JUAN DAVID BARRAGÁN MOYA
20112079087
TUTOR
MILTON MENA SERNA
INGENIERO CIVIL
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD TECNOLOGICA
TECNOLOGIA EN CONSTRUCCIONES CIVILES
BOGOTA D.C.
3 | P á g i n a
Nota de aceptación:
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_____________________________________
Firma del presidente del jurado
_____________________________________
Firma del Jurado
DEDICATORIA
Dedico este proyecto en primer lugar a mi
familia.
A mis padres y hermana que siempre creyeron
en mí a pesar de las adversidades, derrotas y
caídas que se dieron durante este paso por la
universidad, y que aunque lejos estaban,
siempre al escuchar sus palabras, los sentía
cerca, ya que siempre fueron palabras llenas
de calor, amor y determinación, capaces de
fortalecerme en los momentos más difíciles 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 sueños.
5 | P á g i n a
Agradecimientos.
Es inevitable querer adueñarse de todo el reconocimiento que viene con el
siguiente trabajo, pero sería un acto egoísta no contemplar ni dedicar un espacio a
aquellas personas y entidades que estuvieron presentes durante todo el proceso
que requirió el mismo y que sin ellas, los resultados esperados, no serían 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.
6 | P á g i n a
Contenido
1. INTRODUCCION ... 8
2. OBJETIVOS ... 9
2.1. Objetivo General ... 9
2.2. Objetivos específicos ... 9
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 10
4. ANTECEDENTES ... 11
5. MARCO CONCEPTUAL ... 12
6. MÉTODO DE DISEÑO DE PAVIMENTO ... 13
6.1. Parámetros de entrada ... 13
6.1.1. Propiedades de resistencia de la subrasante. ... 13
6.1.2. Cargas. ... 13
6.1.3. Tráfico y aeronave de diseño. ... 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 críticas ... 17
6.3.2. Zonas no críticas. ... 17
6.4. Principales tablas para el análisis de espesores. ... 19
7. CASO DE APLICACIÓN DEL MÉTODO. ... 28
7.1. Parámetros de diseño. ... 28
7.1.1. C.B.R. ... 28
7.1.2. Volumen de tráfico y aeronave de diseño. ... 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 crítica (cm) ... 33
Zona no critica. (cm) ... 33
8. MATERIALES. ... 34
8.1. Superficie de mezcla asfáltica en caliente... 34
8.2. Base granular. ... 34
8.3. Sub-Base granular. ... 35
8.4. Subrasante... 36
7 | P á g i n a
9.1. Aspectos generales del proyecto ... 37
9.2. Descripción Geológica y topografía. ... 38
9.3. Diseño de la estructura de pavimento. ... 39
9.3.1. Datos del diseño. ... 39
9.3.2. Resultados del diseño... 39
10. CONCLUSIONES ... 40
8 | P á g i n a
1.
INTRODUCCION
El presente documento pretende exponer y explicar la metodología propuesta por la FAA
(Federal aviation Administration), para el diseño de pavimentos flexibles aeroportuarios,
simultáneamente, se presenta un caso de aplicación que hace parte de la función como
pasante dentro de la empresa a la cual se prestó el servicio, el cual consiste en el diseño
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 estándares internacionales de calidad se presenta como la mejor
alternativa de diseño para el óptimo desarrollo diario de cualquier aeropuerto, por lo
tanto, para su explicación y adecuado entendimiento se dará definición a términos
técnicos de la estructura aeroportuaria, se citaran las normas en lo que a materiales de
diseño se refiere, y se procederá al análisis de datos requerido, para concluir con la
obtención de resultados.
Puesto que simultáneamente a la explicación se presentara el caso de aplicación,
entonces, para el desarrollo de este, se hará una recolección de datos del suelo, esto por
medio de apiques y se recolectara información del tráfico aéreo, para así con esto
proceder a realizar el Diseño.
9 | P á g i n a
2.
OBJETIVOS
2.1.
Objetivo General
Explicar el método propuesto por la FAA (Federal aviation Administration) para el
diseño de pavimento flexible aeroportuarios.
2.2.
Objetivos específicos
Exponer las características 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 tráfico equivalente aéreo para determinar su afectación el sobre diseño del pavimento.
10 | P á g i n a
3.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Colombia es un país que se encuentra en constante crecimiento en cuanto a su economía, debido a los procesos que se han dado lugar a partir de los tratados internacionales, en especial el TLC con estados unidos, según el DANE se estima que entre el 2010 y el 2104 las exportaciones aumentaron de 39.713 a 54,795 Millones de dólares FOB, pero la topografía del país no permite una conexión fluida por tierra y no permite el libre desarrollo turístico 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 análisis estadísticos realizados por la ATAC (Asociación del trasporte aéreo en Colombia), los cuales informan que el tráfico 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 aéreo y que las estructuras de los aeropuertos estén en las mejores condiciones para que todo se dé, el gobierno nacional y la aeronáutica civil han emprendido un plan de construcción, mejoramiento y tecnificación de los aeropuertos del país, y han exigido para este plan el uso e implementación de la norma FAA (Federal aviation Administration), Por lo tanto, a lo anterior descrito, el problema de investigación es.
“abordar el método que propone la FAA para el diseño de pavimentos asfalticos y las normas de calidad en lo que a materiales se refiere, con el fin de exponerla y explicarla”
11 | P á g i n a
4.
ANTECEDENTES
El sector de la aviación en Colombia en los últimos años 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 últimos años el volumen de tráfico aéreo ha aumentado en más de un 19% según la ATAC (Asociación del trasporte aéreo en Colombia), un desarrolló que se ha generado, en primera parte por el hecho de que Colombia es un país el cual su topografía corresponde a una sistema montañoso que no permite la conexión fluida entre las regiones por medios terrestres, sumándole a esto que las empresas prestadoras del servicio de transporte aéreo ofrecen precios que se acercan demasiado y en ocasiones se encuentran por debajo de los del trasporte terrestre, en segundo lugar, el país 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 país ha emprendido un plan de construcción, mejoramiento y tecnificación de aeropuertos, que genere un mayor desarrollo económico, turístico y cultural entre las regiones mismas y de ellas con el resto del mundo.
Centrándose en el tema en específico, las estructuras de pavimento flexible aeroportuarias que se construyan deben ser de óptimas 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 diseño, por lo cual la FAA decidió proponer un método de diseño que cumpliera a cabalidad con las exigentes escenarios a los que el pavimento va a estar sujeto.
12 | P á g i n a
5.
MARCO CONCEPTUAL
La mayoría de las definiciones que aquí se presentan son sobre el lenguaje técnico en lo que al contexto aeroportuario se refiere y son provenientes del Volumen I, Diseño y operaciones de aeródromos, anexo 14, de la OACI (Organización de Aviación Civil Internacional), de la FAA (Federal Aviation Administration) y del manual diseño estructural de pavimentos para aeropuertos del ing. pedro José mora g.
Aeródromo: Área 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.
Área de maniobras: Parte del aeródromo que ha de utilizarse para el despegue, aterrizaje y rodaje de aeronaves, excluyendo las plataformas.
Área de movimiento: Parte del aeródromo que ha de utilizarse para el despegue, aterrizaje y rodaje de aeronaves, integrada por el área de maniobras y las plataformas.
A.C.N. número de clasificación de aeronaves: Cifra que indica el efecto relativo de una aeronave sobre un pavimento, para una determinada categoría normalizada del terreno de fundación
Pavimento: Estructura compuesta por una capa de superficie de concreto hidráulico o mezcla asfáltica en caliente o tratada con asfalto, sobre capas de base y Sub-base, ya sean granulares, estabilizadas o trituradas para soportar cargas de tránsito y distribuirlas sobre el terreno de fundación.
Zona crítica: En un aeropuerto estas zonas son aquellas en las que el avión se desplaza con carga máxima están conformadas por la pista de aterrizaje, la plataforma, los apartaderos de espera.
13 | P á g i n a
6.
MÉTODO DE DISEÑO DE PAVIMENTO
6.1.
Parámetros de entrada
Para poder llevar a cabo el método de diseño se debe proceder hacer una recolección de datos con respecto a las propiedades de resistencia (CBR) de la subrasante, las cargas a las cuales estará expuesto el pavimento y el flujo de aeronaves que tendrán cavidad durante el periodo de diseño el cual será de 20 años, estipulado así por el método.
6.1.1.
Propiedades de resistencia de la subrasante.
La resistencia del suelo de subrasante será determinada por medio del ensayo C.B.R (california bearing ratio) el cual fue adoptado en 1978 por la FAA para el cálculo de pavimentos flexibles, por lo tanto, esta es la propiedad del suelo de mayor interés para el cálculo de los espesores de la estructura.
6.1.2.
Cargas.
Las cargas consideradas para el diseño es la de, peso bruto de colaje, o peso máximo de despegue, se ha estimado que en la mayoría de los casos el pesos se distribuye en mayor magnitud en los trenes principales de la aeronave, por tal razón para efectos de cálculo, el 95% de la carga se distribuirá en estos trenes, mientras el 05% restante por el tren de nariz.
6.1.3.
Tráfico y aeronave de diseño.
Para el análisis de tráfico primero se dará unas apreciaciones generales con respecto los tipos de trenes que conforman a las aeronaves ya que para el cálculo de salidas equivalentes será necesario el perfecto entendimiento de este concepto.
Tipo y geometría 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 típicos son:
Aeronaves de tren Sencillo (S): son aquellas las cuales sus trenes principales están conformados por una llanta.
14 | P á g i n a Aeronaves de tren Tándem (2D): Son aquellas las cuales sus trenes principales están conformados por cuatro llantas cada uno.
En seguida se presenta la tabla de trenes que expone la FAA.
Tabla 5-1. Convención de la nomenclatura estándar tipo de trenes de aterrizaje.
Gear Designation Gear Designation Airplane Example
15 | P á g i n a 2T
Two Triple Wheels in Tandem
C-17A
AC No: 150/5320-6E (2009) Airport Pavement Design and Evaluation
Después de entender la disposición de los trenes, se designa la aeronave de diseño, la cual es aquella que se tomara como referencia para realizar los cálculos, para este proceso se debe tener una base de datos con relación al número de operaciones anuales por tipo de aeronave.
El método FAA maneja una serie de graficas o ábacos los cuales proporcionaran los espesores para las capas de la estructura de pavimento, estas graficas requieren de tres esenciales Datos.
1. C.B.R.
2. El peso bruto de la aeronave de diseño.
3. Salidas anuales equivalentes con respecto a la aeronave de diseño.
Como ya se mencionó se requiere el volumen de tráfico con relación al número de operaciones anuales por tipo de aeronave, para la designación de la aeronave de diseño, en ese orden de ideas, se debe tener en cuenta que la selección de esta no se hará siempre a partir de aquella que más carga proporcionara al pavimento, ya que no en todos los casos sucede que la aeronave más pesada requerirá el pavimento con mayor espesor, así que la selección se puede hacer también a partir de aquella que más operaciones realiza.
16 | P á g i n a
Tabla 5-2. Factores de conversión entre trenes de aterrizaje.
TO CONVERT FROM GEAR
AC No: 150/5335-5A (2006) STANDARDIZED METHOD OF REPORTING AIRPORT PAVEMENT STRENGTH - PCN
Cuando ya se ha realizado la conversión de todos los trenes a la misma configuración del tren de diseño, se debe realizar otra conversión de las salidas anuales de cada aeronave a las salidas equivalentes anuales correspondientes a la aeronave de diseño, esta segunda conversión se realiza con la siguiente formula.
Dónde:
R1= Salidas anuales equivalentes a la aeronave de diseño.
R2 = Salidas anuales de cada aeronave expresadas en la configuración del tren de diseño. W1= Carga por unidad de rueda de la aeronave de diseño
W2= Carga por unidad de rueda de la aeronave a calcular.
17 | P á g i n a
6.2.
Calculo del espesor total de la estructura de pavimento
Ya teniendo los tres datos de entrada para el cálculo de espesores de del pavimento asfaltico, se deberá proceder a la utilización de uno de los ábacos propuestos por el método, se debe recordar que existe una variedad de tablas disponibles para el cálculo de espesores, los cuales cambian en función del peso bruto de colaje de la aeronave de diseño.
Para el uso de la gráfica se parte del eje horizontal superior que muestra los CBR, se parte a partir del CBR de la subrasante, y se traza una línea vertical recta hasta que esta tope con la curva que representa el peso máximo de despegue de la aeronave de diseño, después desde ese punto se traza una línea 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 gráfica una línea 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 críticas
Para el cálculo del espesor de cada uno de los componentes del pavimento asfaltico se deberá
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 gráfica con la cual se trabajó para el espesor total, extender una línea vertical recta desde el CBR hasta que la curva del peso máximo de despegue del avión de diseño, y desde ahí trazar una línea horizontal recta, hasta que tope con la curva que representa las salidas equivalentes anuales, desde ese punto volverá a trazarse una línea recta vertical que muestre el espesor de la capa de base y rodadura en la parte inferior de la gráfica.
Espesor de la capa asfáltica: El espesor de la capa asfáltica 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 así se obtendrá el espesor de la capa Sub-base.
6.3.2.
Zonas no críticas.
18 | P á g i n a Espesor de la capa base y sub-base: Se toman los espesores de cada capa dado en la zona crítica 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 deberá aumentar su espesor para facilitar su drenaje, así, como se muestra en la figura 5-2.
Figura 5-2. Planta y sección de la estructura de pavimento.
19 | P á g i n a
28 | P á g i n a
7.
CASO DE APLICACIÓN DEL MÉTODO.
Como se mencionó, se realizara un caso de aplicación el cual hizo parte del proceso de pasantía del presente informe y que será considerado como el aporte del estudiante a la empresa prestadora del servicio, caso el cual es el diseño de las pistas del aeropuerto de Hacaritama, en Aguachica-Cesar.
Como anterioridad al caso de aplicación se dieron los parámetros de entrada y la forma en que se lleva a cabo el diseño por el método estudiado, se procederá primero a presentar los parámetros de entrada que se requieren.
7.1.
Parámetros de diseño.
Cabe recordar que los datos son parte de un proceso que se realizó dentro de la función
como pasante, y se utilizan en el presente proyecto como sustento de lo realizado y
aprendido en la pasantía y su función dentro del texto será estrictamente académico,
algunos datos fueron alterados para respetar la confidencialidad del diseño original.
7.1.1.
C.B.R.
Por un estudio de suelos que se realizó a la subrasante se estimó un C.B.R de 6.2%
7.1.2.
Volumen de tráfico y aeronave de diseño.
En la siguientes tablas se muestra el volumen de tráfico aéreo a utilizar para el diseño, cabe aclarar que los datos de la tabla provienen del Aeropuerto de Arauca el cual tiene una estimación 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 y no posee datos de operaciones.
TABLA 7-1.TOTAL DE OPERACIONES 2009-2013 AEROPUERTO DE ARAUCA
29 | P á g i n a
TABLA 7-2.PROMEDIO DE OPERACIONES ANUALES 2009-2013AEROPUERTO DE ARAUCA
TIPO DE AVION VUELOS
%
Como se expuso en la explicación del método, no siempre la razón para realizar la toma de la aeronave de diseño es el peso máximo de despegue, si no, el número de salidas 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 diseño a la E 170.
En la tabla 3. Se muestra los tipos de trenes de las aeronaves presentes y el peso máximo de despegue.
E170
35990 79344,31 Ruedas doblesD328
13990 30842,65 Ruedas doblesE145
20600 45415,19 Ruedas doblesC170
998 2200,21 Rueda simpleAT45
18597 41000 Ruedas doblesAT42
22800 50265 Ruedas doblesJS41
10886 23999,5 Ruedas dobles30 | P á g i n a
TABLA 7-4.SALIDAS EQUIVALENTES AL TREN DE DISEÑO
Aeronave de diseño:
E170
Peso (Lb):
35990
TIPO DE AVION
SALIDAS COEFICIENTESALIDAS
Por último se trasforman las salidas equivalentes al tren de diseño de cada aeronave, a las salidas equivalente anuales de la aeronave de diseño.
TABLA 6-5.SALIDAS EQUIVALENTES ANUALES AL AVIÓN DE DISEÑO
31 | P á g i n a
7.2.
Calculo de espesor total de la estructura de pavimento.
Como se ha dicho durante el documento, para el Cálculo de espesores se utilizan unos abanicos específicos dependiendo del tipo de tren de la aeronave de diseño, para el caso se utilizara el siguiente abanicos.
32 | P á g i n a
Grafica 7-1. Curva de cálculo de pavimento flexible para áreas críticas, tren de ruedas gemelas.
33 | P á g i n a
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 gráfica 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 tendrá un espesor igual a la zona critica multiplicada por el factor 0,90 por lo que el
espesor en esta zona será de 29 cm.
La nota de la gráfica especifica que el espesor de la capa de rodadura es igual a 10 cm en zonas críticas, y en zonas no criticas de 8 cm.
El espesor de la base se hallara tomando 23cm – 10 cm = 13 cm en zonas críticas, y para zonas no criticas será el espesor de 13 cm por 0,9 a lo que el espesor en esta zona será de 11,7 cm.
Se especifica e los espesores en la siguiente tabla.
Tabla 7-5. Espesores.
Capa
Zona crítica (cm)
Zona no critica. (cm)
Capa de rodadura 10 8
Base 13 12
34 | P á g i n a
8.
MATERIALES.
8.1.
Superficie de mezcla asfáltica en caliente.
Correspondiente a la AC 150/5320-6e, se estipula que la superficie de mezcla asfáltica en caliente, debe prevenir la penetración 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 partículas que puedan causar daño a las aeronaves, además 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 más 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 volúmenes causados por las fluctuaciones en su contenido de humedad. La calidad de la Base, su preparación, gradación, manejo y colocación se expone en los ítems contenidos en la AC 150/5370-10G para su uso en aeropuertos cuyas cargas sean de 30 000 Lb (13 608 kg) o más.
Las bases más utilizadas son: Ítem P-208 Base granular
Ítem P-209 Base en agregado triturado Ítem P-211 Base en roca limosa Ítem P-304 Base tratada con cemento Ítem P-306 Sub-base en concreto pobre
Ítem P-401 Base de mezcla en planta en caliente.
El uso de la Base granular acogida por el Ítem P-208 se limita al uso de pavimentos cuyas cargas de máximas de despegue sean menores a 60000 Libras (27 216 Kg) o menos. Cuando el Ítem P-208 es utilizado la capa de mezcla asfáltica en caliente debe ser de mínimo 5 Pulg. (127 mm).
El uso de la Base en agregado triturado cogida por el Ítem 209 se limita al uso de pavimentos cuyas cargas máximas de despegue sean de 100 000 Libras (45 359 Kg).
35 | P á g i n a
Tabla 8-1. Espesores mínimos Base en agregado triturado
AC No: 150/5320-6E (2009) Airport Pavement Design and Evaluation
8.3.
Sub-Base granular.
La Sub-base es una parte esencial en la construcción de una estructura de superficie en mezcla asfáltica en caliente, a menos de que la subrasante tenga un valor de CBR de 20 o mayor, que por lo 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 más flexibles que con los de la base, por el hecho de que como está más alejada de la superficie se somete a intensidades de carga más baja. El CBR de la Sub-Base, es un requisito y entra como variable en el diseño de los espesores de la estructura de pavimento. La calidad de la Sub-Bases, su preparación, gradación, manejo y colocación se expone en los ítems 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 más utilizadas son. Item P-154 Sub-base granular Ítem P-210 Sub-base en caliche Item P-212 Sub-base en shell
36 | P á g i n a
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 más 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 localización de los controles de esfuerzo, Como la habilidad de una partícula es resistir a la deformación y al corte, propiedades las cuales varían 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 compactación.
Tabla 8-2. Controles de compactación.
38 | P á g i n a
Figura 9-2. Localización del Municipio Aguachica.
PÁGINA OFICIAL DE AGUACHICA, HTTP://WWW.AGUACHICA-CESAR.GOV.CO/INDEX.SHTML”
9.2.
Descripción Geológica y topografía.
El aeropuerto de Aguachica se pretende construir sobre área constituida por depósitos de conos y terrazas (Qcal), estos son depósitos de piedemonte, están 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 topográficas más bajas, predominan en el área los derivados de rocas volcánicas; las cuales son subredondeadas y subangulares. Las arenas varían en granulometría de gravosa (cerca al piedemonte) a arenas de grano fino (facies distantes) presentando disminución de tamaño de grano siempre en dirección Este-Oeste, de manera similar como sucede con las gravas.
La topografía de Aguachica es muy variada ya que en el costado sur del municipio se detalla una zona de planicie o llanura, regada por los Ríos Magdalena y Lebrija, además se encuentran ahí numerosos humedales y ciénagas, 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).
39 | P á g i n a
9.3.
Diseño de la estructura de pavimento.
Como se ha descrito en anteriores capítulos, el diseño del pavimento fue parte del proceso de aprendizaje y trabajo durante la pasantía. En el capítulo 7 (Caso de aplicación del método), se dieron los datos para el aeropuerto de Aguachica aunque, algunos hayan sido alterados dentro del presente proyecto para proteger la confidencialidad del proyecto que se realizó en la empresa pasante.
En el presente Ítem solo se presentaran los datos básicos y resultados obtenidos por el proceso propuesto por la Norma FAA, si se desea conocer todos los datos detalladamente y el proceso de obtención remitirse al capítulo 7 (Caso de aplicación del método).
9.3.1.
Datos del diseño.
CBR: 6.2%
Avión de Diseño: E 170
Máximo peso de despegue de la aeronave de diseño: 79344,31 Lb Salidas equivalentes anuales: 1174.
9.3.2.
Resultados del diseño.
El análisis se realizó con la Grafica 7-1. (Curva de cálculo de pavimento flexible para áreas críticas, tren de ruedas gemelas) por la cual se obtuvo la siguiente tabla de valores.
Tabla 9-1. Resultados del diseño de la estructura.
Capa Zona crítica (cm) Zona no critica. (cm)
Capa de rodadura 10 8
Base 13 12
40 | P á g i n a
10.
CONCLUSIONES
Como resultado del proceso de explicación de la normatividad propuesta por la FAA para el diseño de pistas en pavimento flexible, se concluyó la importancia en lo que a densidad y contenido de humedad deben tener los componentes de la estructura, para que la distribución de las grandes cargas no deterioren el pavimento y se mantenga en buenas condiciones durante su vida Útil, garantizando la seguridad de las aeronaves.
A lo largo del presente trabajo logro determinarse la gran influencia que tiene un buen estudio de tránsito sobre el diseño de la estructura de pavimento, tanto así, que podría considerarse el factor más complejo y de mayor cuidado ya que queda a criterio del diseñador la selección de la aeronave de diseño para el cálculo de salidas equivalentes, la cual será aquella que más espesor de pavimento requiera, y que por consecuencia del análisis no siempre será la que mayor carga tenga si no la que mayores salidas u operaciones haga.
41 | P á g i n a
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 STRENGTH – PCN), 2006.
