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Thesis - Técnico Lisboa

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1. Figura 1 3 caro e D dalo por Charles Paul Landon O primeiro dado hist rico conhecido de uma m quina voadora refere se pomba mec nica de Arquitas de Tarento c 400 a C Do ano 1500 datam os estudos sobre a arte de voar do italiano Leonardo da Vinci que deixou escritos e mais de 400 desenhos sobre o tema Em 1709 a primeira aeronave conhecida a efectuar um voo foi baptizada de Passarola Figura 1 4 A Passarola era um aer stato cujas caracter sticas t cnicas n o s o conhecidas na totalidade inventada por Bartolomeu de Gusm o padre e cientista nascido no Brasil Figura 1 4 Passarola de Bartolomeu de Gusm o A era moderna da avia o come ou contudo em 1783 com a pr tica de balonismo ou seja com voos de bal es de ar quente dos quais s o exemplo o bal o projectado pelos irm os Montgolfier Figura 1 5 e mais tarde com o dirig vel de maior velocidade de Alberto Santos Dumont 1901 Figura 1 5 O 14 bis de Santos Dumont a ser testado no campo de Bagatelle em 1906 Surgem ainda em 1911 os primeiros hidro avi es Figura 1 6 que utilizam uma superf cie aqu tica como pista O projectista de avi es norte americano Glenn Curtiss foi o primeiro a pilotar e a transportar um passageiro num hidro avi o em San Diego nos Estados Unidos da Am rica dn EU Figura 1 6 Um dos primeiros hidro avi es As m ltiplas experi ncias culminaram no voo mais ou menos controverso dos irm
2. peso relativo atribu do s anomalias apenas existentes 0 5 b peso relativo atribu do s anomalias existentes e condicionantes 1 5 c coeficiente de correc o 7 3 que dever ser posteriormente ajustado a cada caso X n mero de anomalias classificadas com 1 na sec o i Matriz A Y n mero de anomalias classificadas com 2 na sec o i Matriz A No entanto para determinar o IIAE falta ainda cruzar com a classifica o da avalia o subjectiva e se existente da textura superficial Para tal prop em se as seguintes f rmulas 5 e 6 Onde IIAE ndice Integrado de Avalia o Expedita da sec o i arredondado s cent simas IAE r ndice Integrado de Avalia o Expedita da sec o i com resultado da macrotextura arredondado s unidades M valor da classifica o da sec o tipo decorrente da avalia o da macrotextura Tabela 3 9 ps peso relativo atribu do avalia o subjectiva 0 6 S classifica o na Matriz S da sec o i 44 Po peso relativo atribu do avalia o objectiva 0 4 DMI valor do ndice de manifesta o de fadiga da sec o i arredondado s cent simas d factor de correc o dado pela Matriz B Tabela 3 11 Tabela 3 11 Matriz B para factor de correc o d S Classifica o da Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento para a sec o i 1 2 3 4 5 1 1
3. o do pavimento PCN e Tipo de pavimento sob an lise e Categoria de resist ncia do terreno de funda o e M ximo valor ou categoria de press o de enchimento dos pneus e M todo de avalia o O PCN publicado indica e permite que uma aeronave com um valor de ACN igual ou inferior ao valor do PCN possa operar no pavimento com eventuais limita es press o de enchimento dos pneus ou carga total transportada em casos de aeronaves espec ficas ICAO July 2004 Por exemplo para uma aeronave Fokker 100 organizam se na Tabela 2 2 as caracter sticas e valores de ACN para pavimentos flex veis em fun o da capacidade resistente dos solos de funda o Com efeito para que possa operar sem restri es numa infraestrutura aeroportu ria esta deve possuir uma classifica o ACN PCN dos seus pavimentos igual ou superior indicada na tabela Se por exemplo o solo de funda o dos pavimentos tiver uma capacidade de suporte muito reduzida CBR igual a 3 o PCN m nimo para que a aeronave utilize sem restri es os pavimentos em causa de 32 13 Tabela 2 2 Valores ACN para pavimentos flex veis para a aeronave Fokker 100 extra da de ICAO 1983 ACN para pavimentos flex veis conforme classifica o CBR Elevado M dio Baixo Muito 15 10 6 baixo 3 Peso Carga numa Ee x Press o m ximo perna do dos pneus MPa descolagem trem kg principal 44 680 47 8 0 98 25 27 30 32 C
4. 13 251 25 7 3 20 02 286 14 26 40 251 03 2 69 15 27 41 04 286 16 28 42 2 60 05 17 30 43 3 11 06 13 251 31 44 3 20 07 20 32 303 o 251 08 21 33 51 320 10 303 22 303 34 11 23 251 35 3 03 Vistos os valores de cada sec o resta apenas apurar o valor global do IIAE para a Zona fazendo a m dia dos IIAE segundo a equa o 7 HAE 2 Um valor para o ndice Integrado de Avalia o Expedita igual a 2 significa que o pavimento da placa de estacionamento Alfa do AMC se encontra com um desempenho fraco e que o planeamento da interven o a realizar j deveria estar em curso Para concluir esta vertente estrutural do modelo do IIAE resta apenas calcular o ndice mas com o contributo da avalia o da macrotextura superficial concretizada com os ensaios da mancha de areia Tabela 4 11 Tabela 4 11 Resultados do IIAE com integra o da macrotextura Sec o i HAE Sec o i IAE r Sec o i AE Sec o i HAE 2 26 2 60 Apesar do IIAE se manter inalterado igual a 2 de notar que a influ ncia da avalia o da macrotextura tal como foi sugerida permitiu a subida de dois n veis no IIAE r a uma sec o 10 sombreada a azul aumentou um n vel a 40 das sec es avaliadas sombreadas a verde e manteve a classifica o a 50 sombreadas a amarelo 63 4 5 S ntese Uma vez apresentado o Caso de Estudo deste trabalh
5. 64 101 110 105 10 8 Realizado no maior derrame de derivados de petr leo da placa A Desagrega o da superf cie Raveling muito acentuada Observa es Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 111 ANEXO VI fensaion 5 7 Resultados Coordenadas GPS Tem Latitude Longitude 2 Hs Hr 96 38 72511 9 35402 153 15 66 117 115 114 11 5 Observa es Realizado no ponto de um derrame de combust vel no pavimento original com os agregados em claro relevo Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 112 ANEXO VI Resultados Coordenadas GPS n E Temp ae Longitude ec Hr 96 eps sas 35 ie 9 93 8 97 85 30 39208 97 85 Observa es Dificuldades na realiza o do ensaio devido s irregularidades da superf cie Agregados soltos e outros prestes a soltarem se Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 113 ANEXO VI fensaion 7 7 Resultados Coordenadas GPS Tem id Longitude us Hr 96 38 256 9 35439 150 15 63 132 13 3 128 131 Observa es Realizado numa mancha de combust vel sobre um pavimento mais recente com menor dimens o dos agregados Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 114 ANEXO VI Foto Resultados Coordenadas Coordena
6. Causas Insuficiente ader ncia entre as camadas do pavimento Carga excessiva nas rodas de nariz nas zonas de travagem Figura 5 16 Fendas de escorregamento lateral com forte desagrega o extra da de U S Department of Transportation 2004 A N vel N vel a segundo PCI Figura segundo Observa es IIAE VELOSO 2001 1 Fendas de escorregamento muito finas e acompanhadas de anomalias mais gravosas N o define Figura 2 Fendas de escorregamento lateral muito densas e com n veis 5 16 desagrega o superficial significativa 78 5 2 3 4 Fendas em Juntas e nas Bordas do Pavimento As fendas em juntas Paving joint cracks e nas bordas Edge cracks tendem a aumentar significativamente com o tempo e est o muito associadas aos procedimentos de constru o Identifica o Verificar a eventual abertura de fendas ao longo das juntas do pavimento geralmente espa adas da largura da mesa espalhadora utilizada na constru o e de fendas divergentes destas mas com desenvolvimento na vizinhan a das juntas Causas Deficiente processo de matar a junta durante a constru o do pavimento e ou insuficiente compacta o das camadas do pavimento Figura 5 17 Junta de pavimento com fenda aberta apesar da exist ncia de anomalias mais gravosas n vel 1 Figura 5 18 Fendas e deteriora o avan ada na junta do pavimento n vel 2 19 N vel N vel E segundo PCI Fig
7. Os pavimentos aeron uticos devem possuir as devidas caracter sticas de capacidade de suporte e de rugosidade macrotextura e microtextura definidas na regulamenta o da ICAO ICAO July 2004 de modo a assegurar adequadas condi es de conforto e de seguran a 2 3 Modelos de Avalia o de Pavimentos Aeron uticos 2 3 1 Introdu o Abordam se neste ponto alguns aspectos essenciais para compreender de onde surgem e em que se baseiam os modelos mais conhecidos para avaliar a condi o ou estado de degrada o dos pavimentos Para este efeito descrevem se os ndices que definem a capacidade estrutural ACN PCN e as condi es de degrada o do pavimento em cada momento podendo auxiliar na gest o e na extrapola o da degrada o no Futuro PCI e CRI Numa primeira fase n o s o considerados os m todos de avalia o da textura superficial dos pavimentos aeron uticos que s o utilizados para calibrar e enquadrar os resultados obtidos pelo modelo desenvolvido neste estudo mais adiante 2 3 2 Capacidade Estrutural Para o dimensionamento da estrutura constitui o do pavimento a carga transmitida pelo trem do avi o de projecto quando parado preponderante portanto para esta carga que o pavimento tem de garantir capacidade de suporte sem deforma es excessivas e uma vida til adequada Por outro lado quando se tem um pavimento j constru do importante conhecer a sua capacidade para determinar que avi
8. es o podem continuar a utilizar e com que frequ ncia A opera o de aeronaves sobre determinado pavimento s pode ser realizada com seguran a se estiver assegurada a sua capacidade de suporte para as caracter sticas de carga impostas As caracter sticas das cargas incluem as seguintes vari veis e Pesototal da aeronave e Configura o do trem e Press o de enchimento dos pneus 12 Dado que necess rio conhecer exactamente quais as caracter sticas dos pavimentos dos aer dromos e tamb m das aeronaves para que neles possam operar a ICAO exige a publica o dos dados relativos resist ncia e tipo de superf cie dos pavimentos dos aer dromos existentes As AIP Aeronautical Information Publication s o disponibilizadas em territ rio nacional pela NAV Portugal NAV 2009 Para que a apresenta o dessa informa o seja internacionalmente reconhecida e facilmente interpretada a ICAO Anexo 14 identifica o m todo ACN PCN que se apresenta de seguida como o nico que deve caracterizar a capacidade de suporte dos pavimentos ICAO July 2004 2 3 3 Classifica o ACN PCN ACN Aircraft Classification Number e PCN Pavement Classification Number s o dois indicadores de classifica o de aeronaves e de pavimentos Todos os pavimentos onde operem aeronaves com um peso total superior a 5700 kg 12 566 Ib devem ser avaliados segundo a classifica o ACN PCN onde consta ICAO July 2004 e Valor de classifica
9. o da Condi o Condition Rating Index CRI 18 2 3 4 3 Forma de c lculo do CRI Condition Rating Index 19 2 4 ndices de Avalia o da Textura e Rugosidade Superficial 20 2 4 1 Textura e Rugosidade de Pavimentos Aeron uticos 20 2 4 2 ndices de Rugosidade Superficial dos Pavimentos sse 22 2 4 3 Ensaio da Mancha de Areia area ra atua iai gas caga tea E eint a ede atada 26 2 5 Sistemas de Gest o de Pavimentos Aeron uticos sseeeeeee 27 DADs SVR S Er em M E n 29 3 4 Introducao a eee RN tv RR E eet t 30 3 2 Processo de Divis o dos Pavimentos Grelha D ccscccccssssceceesssseeeessseeeeeees 31 3 3 Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento Matrizes S e S 35 3 4 Avalia o do ndice de Manifesta o de Degrada o Matriz A 38 3 5 Integra o da Textura Superficial no Modelo do ndice Integrado de Avalia o Expedita testes ease ii NM teet E 40 3 6 Metodologia de C lculo do ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE 42 zl il IritFOdUCaO 1 er tere ERC mr ONGD E SODA er rte eto io oio POE RD 42 3 6 2 C lculo do DMI e HAE para uma sec o ccecececesssnssceceeeeeceessnseaeeeeeeeeessssssaeens 42 3 6 3 C lculo do IIAE para uma 2On acc gaia ema Eee eet epa eae Dee os Qu bee ama Rete na agens 46 MAC ctis Tr 47 4 Caso de Estudo Aer dromo Municip
10. o dos movimentos das aeronaves excepto em casos especiais como factores meteorol gicos adversos Contudo actualmente uma segunda pista paralela primeira comummente necess ria para potenciar a utiliza o simult nea e assim aumentar a capacidade de um aeroporto ao permitir o escoamento dum volume de tr fego superior Crescem tamb m as exig ncias de configura o do aer dromo pois pretende se a 7 independ ncia do funcionamento das reas de aterragem recorrendo se frequentemente a pistas paralelas dos quais s o exemplos os aeroportos de Madrid Barajas Jap o T kio e ainda do Novo Aeroporto Internacional de Lisboa em fase de Estudo Pr vio 2 2 Caracteriza o de Pavimentos Aeron uticos 2 2 1 Introdu o S o abordados os pavimentos aeron uticos os tipos existentes salientando o que os distingue dos outros tipos de pavimentos nomeadamente os rodovi rios Genericamente um pavimento o conjunto de uma ou mais camadas de material com determinadas caracter sticas devidamente acondicionadas sobre um solo previamente preparado para o efeito leito do pavimento Num aer dromo a exig ncia de um pavimento prende se com a necessidade de garantir seguran a s opera es das aeronaves no solo fazendo com que a distribui o das cargas transmitidas pelos pneus seja de tal forma que n o ocorra deforma o excessiva ou mesmo a rotura que poria em causa o rolamento dos pneus sobre a superf cie
11. o ser classificadas mais de tr s anomalias com o n vel 2 S dever o existir tr s anomalias classificadas com 2 em caso de d vida do avaliador sobre qual das tr s a menos gravosa o que s poder ocorrer no m ximo em 10 das sec es Tabela 3 7 Designa o correspondente Classifica o das Anomalias Classifica o Designa o gt Anomalia condicionante da avalia o e do desempenho do pavimento da sec o Anomalia existente mas n o condicionante da avalia o e do desempenho do pavimento da sec o 0 Anomalia n o existente no pavimento da sec o A classifica o das anomalias individualmente deve respeitar os crit rios sistematizados na Tabela 3 8 Tabela 3 8 Crit rios de Classifica o das Anomalias Crit rio Classifica o a nica anomalia detectada Existem outros tipos de anomalias na sec o mas esta a mais gravosa Existem outros tipos de anomalias na sec o mas esta uma das duas mais gravosas Existem outros tipos de anomalias na sec o mas esta uma das tr s mais gravosas n o se conseguindo distinguir as duas mais gravosas A anomalia existe na sec o Existe outra anomalia mais gravosa na mesma sec o 1 A anomalia n o existe na sec o 0 evidente a distin o entre as duas anomalias mais gravosas e as restantes detectadas na sec o Pode acontecer no m ximo em 10 das sec es
12. s da Figura 2 1 U S Department of Transportation 1996 17 100 QUANTIDADES DE ANOMALIA o S 85 70 eis p Per gt 25 GRAU DE GRAVIDADE DA ANOMALIA 0 Figura 2 1 Vari veis e escala do PCI extra do de VELOSO 2001 2 3 4 2 ndice de Classifica o da Condi o Condition Rating Index CRI O PCI n o o nico ndice de condi o de pavimentos aplicado T m sido desenvolvidos outros mais recentemente em pa ses como o Canad onde j se aplica especialmente em pavimentos aeron uticos o CRI Condition Rating Index Este ndice surge da necessidade de um modelo nico de avalia o da deteriora o de um pavimento que explicitamente permita a previs o do seu comportamento futuro Integra tamb m as vari veis de deteriora o e de prioriza o das interven es num pavimento Foi desenvolvido especialmente para a 1 Canadian Air Division 1 CAD SHAH et al 2004 Para al m da degrada o superficial condi o superficial as referidas vari veis de deteriora o de um pavimento incluem factores como a rugosidade a resist ncia derrapagem e ainda os Danos de Objectos Exteriores Foreign Object Damage FOD que s o devidos unicamente deteriora o do pavimento semelhan a do anterior o modelo de previs o de comportamento para os tipos de pavimentos baseia se nos processos estoc sticos de Markov Chains para as transi es de estado Por outro lado ao integr
13. ticas existentes exactamente para contribuir para esse prop sito que se apresenta um modelo totalmente novo e que se espera possa evoluir no sentido de enriquecer os conhecimentos e as pr ticas existentes 2 6 S ntese Descreveu se sumariamente um aer dromo os seus elementos e as caracter sticas espec ficas dos seus pavimentos foram apresentados alguns modelos de avalia o estrutural ACN PCN e da condi o de pavimentos aeron uticos PCI e CRI bem como algumas metodologias seguidas actualmente para aferir das suas caracter sticas funcionais designadamente de textura Esta apresenta o resumida juntamente com o fundamental dos Sistemas de Gest o de Pavimentos Aeron uticos e ainda da exposi o da forma de c lculo de um dos ndices de condi o mais conhecidos o Condition Rating Index CRI julga se servir para melhor perceber como surge o modelo proposto nesta disserta o 29 3 Modelo Proposto para Avalia o Integrada e Expedita da Condi o de um Pavimento 3 1 Introdu o Pretendeu se lan ar os princ pios de uma ferramenta inovadora que auxilie os t cnicos avaliadores no levantamento dos dados necess rios classifica o do desempenho dos pavimentos de forma integrada e expedita Surgiu assim o que se designa de ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE que proposto pelo signat rio na presente disserta o O objectivo pretendido o de obter um modelo de a
14. virei me para o homem que se encontrava na torre e acenei Imagens est ticas passaram ac o Um pux o nas cordas as rodas est o livres Preparei me para o impacto chegando me contra o lado esquerdo do cockpit vislumbrei a berma da pista e acelerei Agora numa quest o de segundos teremos uma resposta Ac o acarreta confian a e al vio LINDBERGH 1927 Charles Augustus Lindbergh Figura 1 2 partiu do Condado de Nassau Estado de Nova lorque Estados Unidos da Am rica em direc o a Paris Fran a em 20 de Maio de 1927 tendo aterrado na capital francesa no dia seguinte O avi o usado chamava se The Spirit of Saint Louis ficando Lindbergh famoso por ter feito o primeiro voo solit rio transatl ntico sem escalas Figura 1 2 Charles Augustus Lindbergh N o necess rio recuar muitos anos para perceber que as infraestruturas aeroportu rias s o uma realidade em constante evolu o tanto na forma como no grau de exig ncia de qualidade Isto apesar do sonho do Homem para procurar voar ter chegado at aos nossos dias atrav s de v rias refer ncias desde logo com as mitol gicas lendas de caro Figura 1 3 passando pelas pinturas murais das sepulturas eg pcias que representam seres humanos dotados de asas anjos e que tamb m aparecem nos monumentos Ass rios e Persas at s cr nicas que narram como os condenados morte eram lan ados no vazio atados a gansos ou com o corpo coberto de plumas
15. 2001 C digo Tipo de utiliza o C digo Tipo de utiliza o R Pista principal Runway S Bermas Shoulder s T Caminho de circula o Taxiway M Placa de manuten o Maintenance H Placa de helic pteros Helipad O Cabeceiras da pista Overruns A Placa de estacionamento Apron X Outros 32 No caso de existir mais do que uma zona com o mesmo tipo de utiliza o deve seguir se um caracter num rico identificativo Figura 3 1 Com a divis o das zonas em sec es percebe se de forma l gica o pavimento a analisar dividido em pequenas frac es quadrangulares Com o aux lio de um software de desenho assistido por computador CAD e com as plantas do aer dromo em formato digital todo este processo torna se mais simples Tendo em considera o as caracter sticas pr prias do modelo as sec es ter o rea inferior preconizada como ptima para determina o do PCI Tabela 3 2 Assim sugerem se as seguintes reas e dimens es para as sec es consoante a zona da infraestrutura a analisar Tabela 3 2 e Figura 3 2 Tabela 3 2 Geometria sugerida para as sec es em fun o da zona rea preconizada 7 2 Dimens es sugeridas para o PCI segundo Zonas Areas sugeridas m m VELOSO 2001 m R Se O 200 20 x 10 450 para ACC 1 o o 20 lajes para PCC H A Me X 100 10 x 10 Designa o americana para pavimentos flex veis Asphalt Concr
16. A Enciclop dia Livre 2009 Online Cited Dezembro 29 2009 http pt wikipedia org WSDOT Washington State Department of Transportation 2009 Pavement Evaluation WSDOT Online 2009 Cited Dezembro 27 2009 http training ce washington edu wsdot Modules 09 pavement evaluation 09 2 body htm YEAMAN John 2005 Are we afraid of the IFI Nova Zel ndia Pavement Management Services Pty Ltd 2005 96 ANEXOS A _ Desenvolvimento de um Modelo de Avallag o Expedita de Pavimentos Aeron uticos ndice Integrodo de Avalla o Expedito IIAE Data Mar o de 2009 Escala 1800 ANEXO 1 2 Matriz A 99 ANEXO 1 2 continua o Matriz A 100 OO O A Desenvolvimento de um Modelo de Avalia o Expedia de Pavimentos Aeron uticos Indice integrado de Avalia o Expedita IIAE LEGENDA a N mw E q Lu a T 4 o Es a Disserta o de Mestrado ento de um Modelo de avalia o Expedita de Pavimentos Aeron uticos im Desenvolvi ndice Integrado de amp vollag o Expedita CIIAE gt 1800 Escala Data Mar o de 2009 Gizos e outos stes OQ Derrame de combu 102 ANEXO III Matriz A Levantamento Objectivo de Anomalias na Plata
17. Estes Sistemas de Gest o fornecem a estrutura com a qual se organizam e se executam todas as actividades necess rias para o bom funcionamento da infraestrutura como sejam as opera es de explora o e de manuten o dos pavimentos aeroportu rios CANADA Transport of 2009 Um APMS n o tem por fun o avaliar apenas a condi o de fadiga do pavimento no presente como tamb m inferir sobre o seu futuro desempenho atrav s de um indicador de condi o como os que foram abordados nos pontos anteriores Ao 27 extrapolar para o futuro a taxa de deteriora o viabiliza se uma an lise ao custo do ciclo de vida de diferentes alternativas de repara o ou reabilita o Esta an lise ajuda na determina o do momento ptimo para a aplica o da melhor alternativa A Figura 2 7 mostra como um pavimento geralmente se deteriora com o tempo e o custo relativo de reabilita o em diferentes momentos V rios estudos concordam que manter um pavimento com uma boa condi o de desempenho em vez de periodicamente reabilitar um pavimento que atinge um n vel fraco diminui os custos de interven es entre quatro a cinco vezes U S Department of Transportation 2006 GOOD SATISFACTORY 1 00 FOR REHABILIATION HERE FAIR POOR SIGNIFICANT DROP IN CONDITION VERY POOR WILL COST 4 00 TO 5 00 HERE SERIOUS SMALL OF PAVEMENT LIFE FAILED TIME Figura 2 7 T pico Ciclo de Vida da Condi o de um
18. MPa define o ACN HORONJEFF et al 1993 Apesar de recomendado este m todo n o obrigat rio podendo as administra es dos aer dromos optar por utilizar outro m todo para determinar a capacidade de carga dos seus pavimentos Nesse caso ter de apurar o ACN do avi o cr tico para o pavimento atrav s da experi ncia e traduzi lo para o correspondente valor de PCN a publicar na AIP ICAO 1983 Uma das principais vantagens deste m todo a sua independ ncia em rela o t cnica usada para avaliar a capacidade de suporte do pavimento porque relaciona directamente o impacto da aeronave e a capacidade de resist ncia do solo de funda o HORONJEFF et al 1993 Para a determina o do ACN s o consideradas apenas as cargas est ticas impostas pelas aeronaves n o havendo lugar para penaliza es decorrentes de efeitos 14 din micos ou seja como se disse atr s a situa o de refer ncia mais penalizante para os pavimentos a composta pela aeronave imobilizada devidamente carregada Resumidamente a determina o do ACN de uma aeronave um processo que requer informa o detalhada das suas caracter sticas operacionais como o m ximo avan o do centro de gravidade o peso m ximo o espa amento das rodas e a press o dos pneus entre outros O ACN das aeronaves geralmente por estas raz es disponibilizado pelo seu fabricante U S Department of Transportation 2006 Por fim a apresenta
19. Para que possa ser utilizado para esse efeito por m ltiplas vezes exige se que ele degrada e transmita essas cargas de forma que a capacidade de suporte das camadas estruturais e do solo de funda o n o seja excedida Para al m desta fun o essencial uma s rie de val ncias necess rias ao bom desempenho ao longo do tempo associam se a um pavimento aeron utico que deve sempre manter crit rios de desempenho consoante a categoria da infra estrutura O pavimento deve ser rijo plano e est vel e o mais resistente poss vel aos ataques exteriores como sejam as ac es climat ricas ac es de sopro suc o dos reactores e h lices e ac es qu micas de derrames de leos combust veis e outros compostos Paralelamente deve manter se o mais limpo poss vel de part culas soltas e poeiras que possam ser prejudiciais ao funcionamento das aeronaves ou operacionalidade da pista Para que um pavimento possa satisfazer estas condi es dever ser bem dimensionado com recurso a um bom projecto estrutural definindo em fun o das solicita es impostas as espessuras das camadas e os materiais e processos de constru o 2 2 2 Tipos de Pavimentos 2 2 2 1 Pavimentos Flex veis A estrutura de um pavimento flex vel constitu da pelas camadas de desgaste e de regulariza o betuminosas e pelas camadas de base e sub base n o tratadas por aglutinantes hidr ulicos ou pozol nicos Segundo o modelo de degrada o das
20. a crescente valoriza o nos ltimos anos das caracter sticas superficiais dos pavimentos aeron uticos integra se ainda no ndice desenvolvido neste trabalho uma componente de avalia o funcional do pavimento atrav s de ensaios expeditos macrotextura dos pavimentos ensaio da Mancha de Areia Para al m de se introduzirem os conceitos te ricos do novo modelo apresentado um caso de estudo pr tico onde este novo modelo foi aplicado para a calibra o e a concretiza o da sua formula o matem tica Os resultados obtidos neste caso de estudo apesar de carecerem de verifica o mediante mais aplica es s o satisfat rios e prometedores das potencialidades que esta nova filosofia integrada de avalia o expedita da condi o de pavimentos aeron uticos pode representar para os aer dromos nacionais Palavras chave Pavimentos Aeron uticos Condi o de Pavimentos Textura Avalia o Expedita ABSTRACT Airfield Pavement Management Systems APMS based on the presently known indexes are still not fully implemented in Portugal and today s world economy makes the implementation in the majority of the national aerodromes a remote possibility With the goal of speeding up the procedures connected to the implementation of these management systems so that they can continue to convey the necessary financial resources for the stages of maintenance an unprecedented methodology that tackles the subject of aeronautical
21. confundirem as anomalias existentes por outro o risco de n o quantificar correctamente densidade as anomalias deixa de existir e mesmo o perigo de identifica o incorrecta do grau de gravidade minimizado VELOSO 2001 A incorrecta quantifica o da densidade da anomalia numa determinada sec o como o PCI exige uma dificuldade constante que para al m de sobrecarregar o dispositivo de equipamentos necess rios e mesmo de t cnicos meios humanos torna o processo mais moroso e por consequ ncia mais oneroso para todos colocando se por vezes em quest o a sua indispensabilidade Uma vez preenchida a Matriz A pode se calcular o ndice de manifesta o de fadiga de cada sec o arredondando s cent simas segundo a f rmula 4 No Caso de Estudo obteve se a seguinte classifica o nas sec es Tabela 4 8 59 Tabela 4 8 Resultados do ndice de Manifesta o de Fadiga Sec o i 23 24 25 26 27 28 30 31 32 33 34 35 36 37 40 41 42 43 44 50 51 Sec o i 00 01 02 03 04 05 06 07 08 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 21 22 WIRBIWIN O OR WIN RID W Ww m oo N m W oo nm X NINININININININININ WININ WINININININININ 7X PINIFP INI A OO BIN OIBRIBIOIOIUIU BIO DI DIN xX NINININIR INI RIE ININININININININ WIN N WIN lt O DMImea de 2 79 obtido atrav s da m dia aritm tica dos valore
22. contemplado 5 30 2 a classifica o da sec o e a operacionalidade do i pavimento 5 3 S ntese Ap s terem sido abordados os principais tipos de anomalias identificadas em pavimentos flex veis aeron uticos importa salientar que estas 18 anomalias s o as que concorrem quase exclusivamente para o mau desempenho funcional e estrutural dos pavimentos aeron uticos As fotografias apresentadas captadas na sua maioria pelo signat rio durante a aplica o do modelo ao caso de estudo servem para ilustrar e exemplificar a classifica o da gravidade destas especialmente no contexto do modelo proposto do IIAE uma vez que foca a sua avalia o na compara o de gravidade com as outras anomalias da sec o O ideal seria apresentar conjuntamente a este um manual para identifica o e classifica o de anomalias em pavimentos r gidos mas porque assim se iria prolongar para al m dos limites estabelecidos a dimens o deste trabalho opta se por deixar em aberto para futuros desenvolvimentos deste modelo de avalia o a sua aplica o pr tica e o desenvolvimento de um manual de apoio t cnico s avalia es nessas situa es espec ficas 87 O sistema de classifica o da gravidade das anomalias aqui exposto comparado com os desenvolvidos para os ndices de condi o dos pavimentos como o caso do PCI apresenta diferen as desde logo na filosofia seguida para a avalia o Enquanto a classifica o do PCI
23. dacdO ERG ERR DE EHE 69 5 2 1 3 Polimento dos AgregadOS sscccccssseccecsssececssseececeeseeeeceesstaeeeessseneeees 70 5 2 14 Eros o d JaCto mencoret Gas aaa a a a 71 5 2 2 Deforma o da Superficie e i ea isa SER SAEN TERS 72 52 2 1 ROCA Seose e a a a eaa 72 5 22 2 Ondula eS asrori reto e Ee re aaa aai diva 73 5 2 2 3 DepressOes 5 ee e E a das ana EGER EE Er SR Re EEEE NAR de ondas east 74 5 2 2 4 EMpolIMmeNtO Sni a a a i SM 75 52 3 NCPR AV UNE Oe ature e a utate 76 5 2 3 1 Fendilhamento TERMICA o irepl cana anna aaa be 76 5 2 3 2 Fendas de Re lexad Suas beta Sha A ams 77 5 2 3 3 Fendas de Escorregamento Lateral setar 78 5 2 3 4 Fendas em Juntas e nas Bordas do Pavimento ssesss 79 52 3 rendas CRUZADAS us si poor a a 80 5 2 3 6 Fendas Pele de Crocodilo gerada serrada aqua oe teta i ea 81 5 2 4 Remeridose BULACOS peor ete dod aa Sa A a Se 83 52 T Remelid68 cat lee tu Eolo papae de a eie 83 3 24002 BURACOS crua Iit de A reet litio a roe ceageds do nde AA dera a ein donde ado 84 5 2 5 Agress es Qu micas e Mec nicas csccecesssececessecececeeaeeeceeseeeecesseneeeeeeeaaes 85 5 2 5 1 Derrame de Combust veis leos e outros solventes 85 5 2 5 2 Rasgo ou Depress o de Impacto ssssssseseeeneemennennnn 86 DESA S INES E fui aaa RA diss teretes ia o quf aa Md bast alles ders eh tad iau E 87 E CON CISC SS eee Pc aaa nara relata ld a
24. de enquadramento proposta pelo autor para os resultados do ensaio de campo encontra se na Tabela 3 9 40 Tabela 3 9 Enquadramento da macrotextura no modelo do IIAE Classifica o da sec o o M O 0 6 1 10 6 0 8 10 8 1 0 11 0 1 2 11 2 1 4 11 4 1 6 1 6 2 0 2 0 2 4 2 4 es Grafico Hs mm BIN JOTB IU BIWIN Esta escala tem como fundamento os seguintes aspectos o facto de 0 6 mm ser o m nimo admitido para pavimentos novos pela EP para pavimentos de bet o betuminoso segundo o CEIEP JAE 1998 e o facto de se saber que pelas caracter sticas pr prias de um pavimento aeron utico nomeadamente ao praticarem se velocidades elevadas e ao ter de garantir boas condi es de drenabilidade com pequenas pendentes por exemplo nas placas de estacionamento a pendente ter de variar entre 0 5 e 1 0 nas posi es de estacionamento a um m ximo de 1 5 nas restantes reas ICAO 1983 Desta forma os pavimentos aeron uticos dever o idealmente ter texturas geralmente designadas de Grossa ou Muito grossa variando desta forma entre os 0 8 mm e 1 6 mm SPECHT et al 2007 Os restantes intervalos s o resultado dos ensaios realizados e da consulta de trabalhos publicados MENEZES 2008 A aferi o da macrotextura da superf cie do pavimento poder ser realizada sempre que surjam d vidas acerca da textura do pavimento sob an lise e por con
25. de escalas com as outras vari veis 2 a DMI 100 2 19 Na equa o 1 FODp representa o potencial de danos de objecto exterior devido a deteriora o do pavimento numa sec o espec fica i variando de 1 a 100 SN representa a resist ncia superficial derrapagem duma sec o espec fica i variando de 1 a 100 e RCI representa o ndice de conforto de circula o na sec o i que varia entre 1 a 10 As sec es i podem ser tantas quantas se queiram 1 a n conforme o m todo de divis o do pavimento adoptado Uma desvantagem que por vezes indicada a este ndice relaciona se com o facto de poder esconder alguns estados cr ticos de degrada o de determinado elemento por outro lado a vantagem principal deste tipo de ndices compostos fornecer informa o sobre o panorama geral do estado dos pavimentos da infra estrutura Para evitar o fen meno de encobrimento de informa o relativa a estados cr ticos duma vari vel imprescind vel estabelecer procedimentos que definam claramente quais os limites que cada vari vel tem Quando ultrapassados individualmente exigem a an lise espec fica dos procedimentos de manuten o e de reabilita o a aplicar 2 4 ndices de Avalia o da Textura e Rugosidade Superficial 2 4 1 Textura e Rugosidade de Pavimentos Aeron uticos A textura da camada de desgaste de um pavimento desempenha um papel determinante na sua qualidade funcional e tem influ ncia dire
26. de informa o deve sempre constar em qualquer relat rio tipo de uma avalia o ao estado dos pavimentos deste g nero de infraestruturas 4 2 Caracteriza o do Aer dromo O Aer dromo Municipal de Cascais localiza se a 2 km do centro da localidade de Tires concelho de Cascais distrito de Lisboa Situando se muito pr ximo do Oceano Atl ntico dist ncia aferida de 3 5 km tem uma altitude de refer ncia de 326 99 m aproximadamente Em termos aeron uticos as coordenadas do ponto de refer ncia do aer dromo localizado no centro da pista principal s o 382 43 32 Ne 092 21 19 W A orienta o da pista QFU Aviation Q code for Magnetic Heading of a Runway 17 35 e foi implementada tendo em conta a direc o dos ventos predominantes Na regi o s o geralmente do quadrante Norte com uma decorrente maior utiliza o da pista 35 A temperatura m dia anual ronda 22 9 SCe a precipita o m dia 735 mm RDPE Desenvolvimento de Projectos Empresariais 1999 48 Figura 4 1 Aer dromo de Tires visto do c u extra da de ARCASCAIS E M 2009 O Aer dromo Municipal de Cascais consiste na pista de orienta o 17 35 com 1700 m de comprimento total e 30 m de largura num caminho de circula o do lado nascente com 1000 m paralelo pista e mais quatro caminhos de circula o do lado poente de acesso as diferentes placas de estacionamento 5 no total A B C D E As caracter sticas geom tricas
27. destes elementos do aer dromo est o sintetizadas nas Tabela 4 1 Tabela 4 2 Tabela 4 3 Tabela 4 4 e Tabela 4 5 Tabela 4 1 Caracter sticas geom tricas da Pista do AMC adaptado de FONTUL 2007 Comprimento Total 1700 m Comprimento entre soleiras 1190 m Largura das bermas 49 Tabela 4 2 Caracter sticas dos caminhos de circula o do AMC adaptado de FONTUL 2007 Comprimento Total Largura Caminho de Circula o Nascente Betuminosas Granulares Comprimento Espessura total camadas Whiskey Largura Comprimento Largura Comprimento Largura Comprimento Largura Caminhos de Circula o Poente 15a 50m Juliet Charlie F Tabela 4 3 Caracter sticas dos caminhos de circula o poentes do AMC adaptado de FONTUL 2007 Whiskey Charlie F Comprimento 85m Largura 250 m 15 a 50 m vari vel 70m 7a20m 30m Espessura das camadas betuminosas Espessura das camadas de material granular 0 10 m 0 10 a 0 116 m 0 10 m 0 25 a 0 40 m 0 35a04m 0 35a0 45m Tabela 4 4 Caracter sticas das placas de estacionamento a nascente do AMC adaptado de FONTUL 2007 T Ano de Constru o Betuminosas Granulares 2 Plataformas de 2540m 1973 Alfal 2800m 0 0520 11m 020m Estacionamento 12960 m 1967 Nascente Tabela 4 5 Caracter sticas das placas de estacionamento poentes do AMC adaptado de FONTUL 2007 Dimens o da laje 5 0x 2 80 e
28. e 3 20 Quando integrada a componente da textura M obt m se um intervalo de valores do IIAE entre 1 31 e 3 60 segundo a distribui o da Figura 4 7 Apesar do resultado final para o IIAE da zona se ter mantido inalterado no n vel 2 notou se uma melhoria com a introdu o dos resultados dos ensaios pr ticos macrotextura do pavimento como se pode observar na Figura 4 7 E IIAEi m AEi t Figura 4 7 Distribui o dos resultados do IIAE 64 Posto isto em complemento indica o da condi o da superf cie do pavimento poss vel fazer corresponder empiricamente uma escala com as recomenda es de interven es necess rias em fun o do resultado Esta caracter stica do sistema de classifica o agiliza e aumenta o valor desta ferramenta como componente de um programa de manuten o de um pavimento aeron utico e IIAE 5 N o necessita qualquer interven o e IIAE 4 Interven es de manuten o muito localizadas e IIAE 3 Interven es de manuten o e preserva o em reas significativas e IIAE 2 Interven es de reabilita o estrutural e ou de tratamento generalizado da superf cie e IIAE 1 Reconstru o da estrutura do pavimento Conclui se que o pavimento da placa de estacionamento Alfa do AMC apresenta uma condi o de desempenho fraco em estado de pr ru na com necessidade urgente de interven es de reabilita o estrutural e de tratamento da generalidade da superf
29. em an lise Com este m todo classificativo tenta se contornar algumas das reconhecidas dificuldades dos m todos mais complexos que exigem entre outros a mensura o da densidade das anomalias identificadas a defini o da classifica o da gravidade das anomalias separadamente ou mesmo a consulta de uma variedade de bacos e tabelas para o c lculo do ndice de condi o A simplicidade da classifica o aqui preconizada conduz a uma redu o no risco da identifica o da gravidade das anomalias Elimina ainda a sobrecarga de procedimentos e a incerteza associada medi o da densidade das anomalias 39 A avalia o deve come ar pela primeira sec o avaliada na fase anterior seguindo a mesma sequ ncia e consultando apenas a Matriz S Figura 3 4 preenchida anteriormente para esclarecimento de d vidas na localiza o relativa do avaliador Em cada sec o o avaliador deve percorrer a p toda a rea t o devagar quanto necess rio para uma completa identifica o das anomalias presentes Ap s esse levantamento poder colocar se num v rtice da sec o e avaliar de entre as anomalias identificadas qual ou quais as condicionantes do desempenho do pavimento passando de seguida pr xima sec o e assim sucessivamente at ter a Matriz A Tabela 3 6 completamente preenchida 3 5 Integra o da Textura Superficial no Modelo do ndice Integrado de Avalia o Expedita Depois de observada a comp
30. globalmente definida com a metodologia proposta Tr s avalia es distintas igualmente expeditas e pass veis de serem executadas por apenas um elemento avaliador engenheiro qualificado caracterizam a estrutura b sica do modelo Avalia o Subjectiva Avalia o Objectiva DMI Avalia o do desempenho funcional macrotextura Dadas as dificuldades que se julga que muitos aer dromos nacionais apresentar o em implementar sistemas baseados em ndices mais completos que requeiram maior disponibilidade de recursos financeiros para os meios e equipamentos necess rios prop e se assim uma alternativa para aqueles que n o necessitem do grau de fiabilidade que esses ndices atingem Entende se que mesmo nas situa es em que estejam em funcionamento sistemas de gest o baseados em ndices internacionalmente aceites como o PCI se pode implementar o IIAE paralelamente Praticamente n o tem sobrecustos e permite aumentar a periodicidade das avalia es e por consequ ncia melhorar a monitoriza o do desempenho dos pavimentos Pode se dessa forma despistar alguns pontos menos fortes do sistema proposto melhorando globalmente a gest o da infraestrutura 6 3 Proposta de Desenvolvimentos Futuros Durante a execu o deste trabalho e por ele lan ar as bases de um m todo que se julga totalmente inovador foi sendo referida a necessidade de nos trabalhos futuros investir na aplica o pr tica dos procedimentos aqui e
31. maioria dos casos a deficiente drenagem superficial do pavimento Figura 5 25 Buraco com 2cm de profundidade mas limitado na rea com outras anomalias na sec o n vel 1 ou 2 Figura 5 26 Buraco com 2cm de profundidade mas de rea significativa e desagrega o importante n vel 2 a Nivel Nivel E segundo PCI Figura segundo Observa es IAE VELOSO 2001 Buraco de pequena profundidade e sem potencial de Hele 1 desagrega o acompanhado de outras anomalias 5 25 He z Tipo n o mais gravosas na sec o 7 m z m contemplado Figura Buraco com dimens o e desagrega o condicionante 2 pane 5 26 da classifica o da sec o 84 5 2 5 Agress es Qu micas e Mec nicas 5 2 5 1 Derrame de Combust veis leos e outros solventes O derrame de derivados do petr leo ou outros solventes qu micos ataca fortemente a coes o do pavimento betuminoso deteriorando o ao longo do tempo medida que se pode ir infiltrando nas camadas inferiores Identifica o Manchas geralmente circulares de derrame de fluidos com descolora o ou mudan a da tonalidade do pavimento Causas Derrame de pequenas quantidades de combust veis leos e outros solvente Figura 5 28 Derrame significativo de leos na sec o n vel 2 85 Nivel Nivel t n segundo PCI Figura segundo Observa es MAE VELOSO 2001 Figura 1 Derrame pequeno que n o condiciona a avali
32. o do caso de estudo deste trabalho o Aer dromo Municipal de Cascais com a sua resenha hist rica e caracteriza o no panorama actual De seguida demonstra se a primeira aplica o do modelo desenvolvido com enfoque nos procedimentos sugeridos para a sua prossecu o com base nas dificuldades sentidas durante a implementa o S o expostos os resultados obtidos em todas as fases de c lculo discutindo e comparando esses mesmos resultados e No cap tulo 5 complementam se os procedimentos para a aplica o do modelo com um guia pr tico de apoio directo aos avaliadores que o aplicarem assim produzido um manual que ajuda identifica o e hierarquiza o das anomalias detectadas durante as inspec es a um tipo de pavimentos os flex veis e No cap tulo 6 faz se o fecho deste estudo com a discuss o dos resultados obtidos e com especial relev ncia para os pontos fortes e fracos que o modelo introduzido apresenta Deixam se ainda as refer ncias para aquilo que s o os indispens veis contributos futuros para um modelo em fase embrion ria 1 4 Breves considera es sobre a Aeron utica A 17 de Dezembro de 1903 nos arredores de Kitty Hawk Carolina do Norte um mec nico de bicicletas que dava pelo nome de Orville Wright lan ou se no ar uma distancia de 120 ft Figura 1 1 HORONJEFF et al 1993 Figura 1 1 Voo dos irm os Wright Apertei o meu cinto de seguran a coloquei os culos sobre os meus olhos
33. os Wright e posteriormente em feitos como a travessia do Atl ntico Norte pelo solit rio Lindbergh em 1927 Mas mesmo a esses primeiros campos de avia o eram simplesmente terrenos planos aos quais se retiravam alguns obst culos como pedras e arbustos n o medindo mais de 450 m at Guerra Mundial e 900 a 1200 m ap s esta Por outro lado o aumento significativo de tr fego a reo ap s a 2 Grande Guerra levou constru o de avi es maiores mais pesados e mais r pidos surgindo nesta altura os avi es a jacto Da resultou a necessidade de verdadeiras pistas mais largas e mais resistentes com recurso primeiro ao alcatr o e mais tarde aos pavimentos de asfalto 2 Pavimentos Aeron uticos 2 1 Descri o de um Aer dromo Um aer dromo constru do para proporcionar condi es de operacionalidade das aeronaves no solo mediante superf cies que permitam que elas se movimentem e estacionem ARGUE 2005 Concorrem para a sua concep o factores t o distintos como factores econ micos estrat gia comercial e interesses militares ou particulares consoante os objectivos que lhe d o origem Incluem se ainda num aer dromo todas as constru es como edif cios de administra o instala es de manuten o das aeronaves hangares e equipamentos destinados a dar apoio s opera es acima referidas torre de controlo sistemas de r dio ajudas entre outros A Pista ou pistas o elemento central de qua
34. pavimento na Tabela 2 1 Tabela 2 1 Vari veis de que depende o desempenho de um pavimento extra da de ICAO 1983 Vari veis dependentes Carga total do avi o Carga por roda Configura o do trem no que respeita s rodas Press o de contacto dos pneus N mero de movimentos Dura o dos movimentos Distribui o lateral dos pontos de aplica o Carga est tica ou din mica Quantidade e distribui o da precipita o Temperatura ambiente Temperatura dos jactos dos avi es Derrame de combust veis e leos Tipo de ac es Disponibilidade e planeamento de ac es Dimensionamento das diferentes camadas Caracter sticas dos materiais utilizados Das cargas Do meio Da manuten o Do projecto estrutural Aumentar a vida til de um pavimento com ac es de manuten o atempadas segundo um planeamento que seja fun o das avalia es estruturais e superficiais permite manter o seu bom desempenho ao longo de mais tempo Cada vez mais se adoptam em todo o mundo sistemas de gest o de pavimentos inclusivamente nos aer dromos para se optimizarem as tarefas de manuten o de pavimentos redu o de custos e de prazos de interdi o 10 2 2 3 Pavimentos Rodovi rios versus Pavimentos Aeron uticos Sabendo que a constitui o dos tipos de pavimentos descritos atr s id ntica recai sobre o tipo de utiliza o a maior diferen a entre pavimentos rodovi rios e aeron
35. tal como apresentada ao longo deste cap tulo n o estabelece n veis de gravidade para algumas anomalias indicando apenas a sua presen a o sistema proposto classifica todas elas Mas por outro lado enquanto o primeiro investe na determina o da densidade da maior parte das anomalias o proposto m todo comparativo do IIAE apenas exige o reconhecimento da maior gravidade de umas perante outras anomalias na mesma sec o Pretende se conseguir assim de uma forma mais expedita e com par metros objectivos uma correcta avalia o da condi o do pavimento Apesar de inicialmente se poder estabelecer alguma confus o com o facto do sistema classificativo n o ser absoluto ou seja n o classificar sempre com o mesmo n vel duas anomalias exactamente iguais em sec es diferentes cr se que um engenheiro com experi ncia em pavimentos aeron uticos n o ter dificuldade em distinguir dentro das anomalias existentes a s mais gravosa s pelo comprometimento do desempenho estrutural ou funcional do pavimento que acarretam Consegue se tamb m com esta caracter stica comparativa do sistema de classifica o que surjam menos d vidas e hesita es no momento de avaliar a gravidade de cada anomalia De qualquer forma todo este modelo inovador de avalia o n o pretende concorrer directamente com os ndices internacionalmente aceites e inegavelmente mais robustos Pretende sim assumir se como uma alternativa cred vel e muito ex
36. uticos Neste aspecto empiricamente apresentam se as duas principais caracter sticas que os distinguem as estradas suportam cargas repetidas ou ciclos de carga descarga muito mais frequentes os aer dromos sofrem as maiores cargas concentradas consequ ncia do peso total de um avi o e do tipo de trem de aterragem ICAO 1983 Qualquer rodovia com pavimento r gido que tenha um significativo tr fego de pesados maior n mero de ciclos de repeti o de cargas apresenta quase sempre anomalias derivadas da bombagem de finos pumping ao contr rio do que geralmente acontece com os pavimentos aeron uticos que mostram uma longevidade bem maior Porque as aeronaves seguem marcas de circula o e circulam no centro das faixas de pavimento devido manobrabilidade s cargas envolvidas e seguran a exigida mais comum a observa o de anomalias nos bordos dos pavimentos rodovi rios flex veis do que nos aeroportu rios Para al m destas diferen as importante salientar que o tr fego de aeronaves muito diferente do tr fego rodovi rio n o s pela repeti o de passagem das cargas mas tamb m pela intensidade destas Enquanto numa estrada o eixo de carga da ordem de grandeza de 100 kN isto 50 kN por par de rodas duas em cada extremidade do eixo num avi o o trem de aterragem pode aplicar cargas superiores a 900 kN Por outro lado a press o de enchimento nos pneus tamb m muito d spar sendo nos ve culo
37. 009 Tendo sido j abordada a constitui o dos solos do aer dromo observa se que os terrenos envolventes est o moderadamente urbanizados Figura 4 1 e Figura 4 2 A orografia existente designadamente a proximidade ao morro de Manique Figura 4 2 constitui um dos dois principais constrangimentos amplia o da utiliza o do AMC A densidade de urbaniza o representa o outro factor condicionante mais significativo Actualmente o AMC continua a servir essencialmente avia o civil A maior percentagem de movimentos pertence instru o e treino de voo Escola Aerocondor entre outras nomeadamente com utiliza o das aeronaves Cessna 150 152 172 210 421 Dornier 228 e Short 360 dois ltimos de categoria m dia de peso para transporte a reo e ainda a avia o executiva a h lice e jactos e avia o ligeira de combate a inc ndios entre muitos outros tipos de aeronaves Os movimentos anuais totais de aeronaves rondavam os 40 mil em 1998 tendo duplicado em 2009 segundo os dados mais recentes 53 4 4 Aplica o do ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE 4 4 1 Introdu o O Caso de Estudo ser a Placa de Estacionamento Alfa do Aer dromo Municipal de Cascais Neste cap tulo descreve se mais em pormenor o modelo do ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE de modo a tirar partido das circunst ncias caracter sticas do trabalho de campo para exemplificar algumas das op es tomadas e a
38. 1 1 Valor obtido 2 1 1 1 1 do DMI pela 3 1 1 1 1 equa o 4 4 2 1 1 1 1 5 1 1 proposta esta matriz Matriz B com os dados recolhidos no Caso de Estudo embora s com a adop o de mais casos pr ticos pudesse ser devidamente calibrada Esta matriz Matriz B serve para resolver o caso espec fico da exist ncia de apenas uma anomalia na sec o i nesse caso DMI 4 Se essa anomalia tiver gravidade para que a avalia o subjectiva S tenha sido que o pavimento se encontra em estado de ru na ou de pr ru na classifica o de 1 s com a aplica o deste factor de correc o de 2 o resultado ser correcto As zonas sombreadas s o combina es que significariam a ocorr ncia de incompatibilidade grave que teriam de ser resolvidas pelo avaliador com um processo de avalia o revisto Essa combina o da Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento e da Avalia o do ndice de Degrada o impediria a aplica o racional do modelo Um exemplo dessa situa o seria apurar se um DMI 1 ou seja serem identificadas muitas anomalias na sec o i e independentemente ter sido atribu da para a mesma sec o uma avalia o subjectiva de 4 pavimento em boas condi es ou 5 pavimento em excelentes condi es Os pesos relativos atribu dos nas f rmula 4 e 5 a b ps e po bem como o factor de correc o c f rmula 4 prov m da experi ncia adquirida no
39. 18 9 35444 158 14 60 130 16 0 150 13 5 144 15404 160 130 Observa es Ensaio realizado muito pr ximo da berma no pavimento original desgastado dos anos Textura um pouco agressiva Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 119 ANEXO VI fensaion 13 Resultados Coordenadas GPS E Temp xo Longitude ec Hr 38 72512 9 35434 150 15 58 13 0 12 9 13 2 12 9 Observa es Ensaio no eixo da linha de circula o que serve a placa Alfa no pavimento original desgastado da utiliza o Agregados polidos Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 120 ANEXO VI Ensaione a 7 Resultados Coordenadas Coordenadas GPS Tem Erie rei Longitude en Hr 96 OW Observa es Repara o recente com uma mistura betuminosa com agregados de dimens o m xima muito menor Pavimento spero Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 121 ANEXO VI fensaion 15 7 Resultados Coordenadas GPS Tem Latitude Longitude ey Hr Observa es Pavimento muito polido e sem desagrega o superficial Aparenta ser diferente do pavimento original numa zona de forte utiliza o Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 122 Desenvolvimento de um Modelo de Avalia o Expedia de Pav
40. 3 Caracter sticas dos caminhos de circula o poentes do AMC adaptado de FONTUL 2007 50 Tabela 4 4 Caracteristicas das placas de estacionamento a nascente do AMC adaptado de FONTUL 2007 50 Tabela 4 5 Caracteristicas das placas de estacionamento poentes do AMC adaptado de FONTUL 2007 50 Tabela 4 6 Caracteristicas da placa de estacionamento Alfa do AMC extraida de NAV 2009 55 Tabela 4 7 Resultados da Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento 58 Tabela 4 8 Resultados do ndice de Manifesta o de Fadiga 60 XI Tabela 4 9 Resultados dos ensaios da Mancha de Areia utilizados na determina o do HAE 62 Tabela 4 10 Resultados do IIAE de cada sec o 63 Tabela 4 11 Resultados do IIAE com integra o da macrotextura 63 Tabela 5 1 Tipos e codifica o das anomalias adaptado de U S Department of Transportation 2004 68 XII LISTA DE ABREVIATURAS E ACR NIMOS ACN Aircraft Classification Number AIP Aeronautical Information Publication AMC Aer dromo Municipal de Cascais ASTM American Society for Testing and Materials CBR California Bearing Ratio CRI Condition Rating Index ndice de Classifica o de Pavimentos DMI Distress Manifestation Index ndice de Manifesta o de Fadiga EP Estradas de Portugal S A FAA Federal Aviation Administration FOD Foreign Object Damage Danos de Objectos Exteriores ICAO International Civil Aviation Organization
41. BR California Bearing Ratio em percentagem ICAO 1983 Conv m salientar que n o se trata de um m todo de dimensionamento de pavimentos para o qual existem diversos m todos consoante o Pa s mas antes de avalia o de pavimentos e de compatibilidade entre estes e as aeronaves partindo exactamente destas e dando nfase avalia o da carga e de como determinar essa carga e o efeito relativo sobre o pavimento Segundo o Anexo 14 ACN o n mero que expressa o efeito relativo de uma aeronave sobre um pavimento r gido ou flex vel fundado num solo com uma determinada capacidade de resist ncia e PCN o n mero que traduz a capacidade de resist ncia desse pavimento sob uma utiliza o sem restri es ICAO 1983 Ambos os valores s o fun o do efeito de carga de uma roda nica caracter stica rodado de c lculo ou de dimensionamento Uma determinada aeronave ter um diferente ACN consoante o tipo de pavimento onde vai operar r gido ou flex vel e a capacidade resistente relativa do solo de funda o e do pavimento O conceito da carga de uma roda nica adoptado para determinar o ACN de modo que a interac o entre o trem de aterragem e o pavimento possa ser avaliado sem depender da sua espessura A rela o entre a espessura do pavimento necess ria para a aeronave e a que seria necess ria para a tal roda nica caracter stica com uma carga de 500 kg e com uma press o de enchimento de 1 25
42. CAO tem seguido esta mesma tend ncia recomendando a um leque cada vez maior de infraestruturas aeroportu rias a adop o de sistemas de gest o eficazes prevendo se que a sua obrigatoriedade esteja para um futuro pr ximo 1 2 Objectivos Com este trabalho pretende se contribuir de forma modesta mas inovadora lan ando as bases de um novo modelo no sentido de disponibilizar um m todo que seja simples expedito e de custos reduzidos que fique ao alcance de qualquer administra o de aer dromos Prop em se estabelecer procedimentos claros para a avalia o da condi o de pavimentos aeron uticos para o seu processamento e verifica o com a finalidade de enriquecer bases de dados integrantes de sistemas de gest o anteriores ou a implementar de raiz que sejam uma ajuda decis o na defini o do planeamento de interven es de manuten o e reabilita o a m dio e longo prazo O objectivo prolongar a vida til dos pavimentos mediante um planeamento atempado e objectivo conseguindo consequentemente uma maior efic cia funcional e uma capitaliza o mais eficiente dos investimentos realizados ao longo do tempo A implementa o destes Sistemas de Gest o de Pavimentos pode ainda servir semelhan a do que j acontece noutros pa ses para garantias de seguros mais vantajosos para as administra es dos aer dromos A optimiza o de cada solu o de pavimenta o passa pela sua adequa o s solicita es d
43. Figura 5 17 Junta de pavimento com fenda aberta apesar da exist ncia de anomalias mais gravosas n vel 1 79 Figura 5 18 Fendas e deteriora o avan ada na junta do pavimento n vel 2 79 Figura 5 19 Fendas cruzadas numa sec o com outras anomalias mais gravosas rodeiras e derrame de leos 80 Figura 5 20 Fendas cruzadas formando blocos e abertas permitindo a entrada de gua extra da de U S Department of Transportation 2004 81 Figura 5 21 Pele de crocodilo existente mas numa rea diminuta com outras anomalias mais gravosas na sec o 82 Figura 5 22 Pele de crocodilo extensa e claramente condicionante da classifica o da sec o n vel 2 82 Figura 5 23 Junta do remendo aberta mas sem influ ncia na classifica o da sec o n vel 1 83 Figura 5 24 Junta do remendo aberta e ligeiro assentamento deste n vel 2 83 Figura 5 25 Buraco com 2cm de profundidade mas limitado na rea com outras anomalias na sec o n vel 1 ou 2 84 Figura 5 26 Buraco com 2cm de profundidade mas de rea significativa e desagrega o importante n vel 2 84 Figura 5 27 Derrame de pequena quantidade de combust vel ou leo n vel 1 85 Figura 5 28 Derrame significativo de leos na sec o nivel 2 85 IX Figura 5 29 Rasgo provocado por arrastamento de elemento met lico pouco significante n vel 1 86 Figura 5 30 Depress o provocada por impacto mec nico com forte desagrega o n vel 2 87 ndice de Tabelas Tabe
44. IFI International Friction Index ndice de Atrito Internacional IAE ndice Integrado de Avalia o Expedita IRI International Roughness Index ndice de Irregularidade Internacional LCCA Life Cycle Cost Analysis An lise ao Custo do Ciclo de Vida LNEC Laborat rio Nacional de Engenharia Civil NAV Navega o A rea Portuguesa PCI Pavement Condition Index ndice de Condi o de Pavimento PCN Pavement Condition Index RCI Riding Comfort Index SGPA Sistemas de Gest o de Pavimento Aeron uticos SN Skid Resistance Number Resist ncia derrapagem XIII 1 Introdu o 1 1 Motiva o Realizada no mbito do Mestrado Integrado em Engenharia Civil no ano lectivo 2008 2009 esta disserta o tem como tema o Desenvolvimento de um Modelo de Avalia o Expedita de Pavimentos Aeron uticos Este tema surge como resultado de uma curiosidade por satisfazer por parte do autor deste trabalho sobre os sistemas de avalia o e gest o da manuten o dos pavimentos de infraestruturas aeroportu rias Dada a escolha do ramo de especializa o ter reca do na Constru o n o tendo sido abordado com tanta profundidade os pavimentos aeron uticos a oportunidade de realizar esta tese de disserta o nessa rea tornou se nica e imperd vel A oportunidade de poder estudar e aprofundar conhecimentos nesta rea dos pavimentos t o espec fica como a dos pavimentos aeron uticos co
45. If INSTITUTO SUPERIOR T CNICO Desenvolvimento de um Modelo de Avalia o Expedita de Pavimentos Aeron uticos ndice Integrado de Avaliac o Expedita IIAE aplicado ao caso do Aer dromo Municipal de Cascais Jo o Maia e Silva Rodrigues Lu s Disserta o para obten o do Grau de Mestre em Engenharia Civil J ri Presidente Professor Doutor Ant nio Heleno Domingues Moret Rodrigues Orientador Professor Doutor Joaquim Jorge da Costa Paulino Pereira Vogais Professor Doutor Jos Manuel Coelho das Neves Mar o de 2010 AGRADECIMENTOS A realiza o do presente trabalho s foi poss vel com a colabora o e apoio de pessoas s quais n o quero deixar de manifestar os meus agradecimentos em particular Ao Professor Doutor Joaquim Jorge Paulino Pereira Professor Associado do Instituto Superior T cnico pela possibilidade de desenvolver este tema sob sua orienta o e toda a disponibilidade demonstrada durante a execu o da disserta o Ao Arquitecto Carlos Reis da Arcascais E M pela disponibilidade informa es transmitidas acerca das caracter sticas do aer dromo e simpatia em me receber no Aer dromo Municipal de Cascais sempre que necess rio para a realiza o do trabalho de campo Ao Eng L cio Pereira da Armando Cunha S A pela colabora o na disponibiliza o do equipamento e material necess rios para os ensaios macrotextura do pavimento sem o qual uma componente do estudo n o poder
46. MENEZES 2008 Com o objectivo de ser um modelo o mais completo poss vel tratar se de integrar ao contr rio do que acontecia at 2 aqui com os modelos mais conhecidos n o s a avalia o estrutural atrav s da manifesta o de fadiga superf cie como aliar a vertente funcional com medidas objectivas de determina o de caracter sticas da textura 1 3 Estrutura Geral Ap s este cap tulo inicial de apresenta o dos objectivos e de introdu o tem tica dos pavimentos aeron uticos a estrutura do trabalho ser a seguinte e No cap tulo 2 caracteriza se um aer dromo e os pavimentos aeron uticos Definem se as reas espec ficas de um aer dromo e procede se compara o dos pavimentos aeron uticos com os rodovi rios salientando as diferen as entre estes A descri o dos pavimentos aeron uticos incluir m todos espec ficos de determina o de capacidade estrutural e ainda modelos de avalia o da sua condi o superficial do ponto de vista estrutural PCI integrados CRI e meios de quantifica o de caracter sticas de textura e No cap tulo 3 apresentam se as bases do novo modelo de avalia o integrada da condi o da superf cie de pavimentos aeron ticos Nele se introduzem as diferentes fases constituintes do modelo a descri o e enquadramento dos resultados parciais bem como o m todo de c lculo e obten o do ndice inovador proposto e No cap tulo 4 procede se apresenta
47. Pavimento extra do de SHAHIN 2005 Um APMS muitas vezes denominado de sistema integrado pois dever conter na sua filosofia quatro conceitos fundamentais enquanto sistema Integrado Robusto e coerente Compat vel e Coeso Work Together Um Sistema de Gest o de Pavimentos Aeron uticos deve integrar tantas val ncias quanto poss vel com o objectivo de se tornar mais robusto e eficiente Deve se manter coerente compat vel e coeso para que cada procedimento duma actividade do sistema n o seja contra producente no alcan ar dos objectivos das outras actividades Inicialmente um APMS tinha como objectivo nico a modela o do desempenho de deteriora o do pavimento Actualmente muito mais do que isso mesmo que se mantenha como uma fase onde ainda muito se investiga e investe Em 1997 a Associa o de Transportes do Canad Transportation Association of Canada num documento intitulado Pavement Management and Design Guide Guia de Design e Gest o de Pavimentos referia se assim aos APMS O prop sito base de 28 um sistema de gest o de pavimentos alcan ar a melhor valoriza o poss vel para os fundos p blicos e simultaneamente disponibilizar um transporte em seguran a confort vel e econ mico alcan vel atrav s da compara o de alternativas de investimento de um design constru o manuten o e actividades de avalia o coordenados fazendo ainda um eficiente uso dos conhecimentos e pr
48. a o da 5 27 sec o lt 20 da rea N o define Figura 2 Derrame de quantidades significativas de combust veis n veis 5 28 leos ou outros solventes na sec o 22096 da rea 5 2 5 2 Rasgo ou Depress o de Impacto Devido a ac es mec nicas de intensidade superior capacidade do pavimento surgem por vezes rasgos ou depress es localizadas na superf cie devido ao arrastamento ou queda de elementos met licos por exemplo Identifica o Corte rasgo ou depress o na superf cie do pavimento originada por um elemento claramente diferente dos pneus das aeronaves mas n o executado propositadamente para efeitos de drenagem ou de aumento de rugosidade Figura 5 29 Causas Qualquer ac o humana que conduza queda ou arrastamento de elementos capazes de deformar a superf cie do pavimento Por exemplo a aterragem de uma aeronave que perdeu uma roda ou a queda de um elemento met lico pesado durante a manuten o de uma aeronave Figura 5 29 Rasgo provocado por arrastamento de elemento met lico pouco significante n vel 1 86 Figura 5 30 Depress o provocada por impacto mec nico com forte desagrega o n vel 2 7 N vel N vel segundo PCI Figura segundo Observa es AE VELOSO 2001 Figura 1 Rasgo ou depress o de impacto sem desagrega o e 5 29 com demais anomalias gravosas Tipo n o Rasgo ou depress o de impacto que ponha em causa P Figura e o N Sdn
49. a o superficial n vel 2 69 Figura 5 3 Exsuda o extensa n vel 2 70 Figura 5 4 Polimento como uma anomalia entre outras mais gravosas 71 VIII Figura 5 5 Polimento de agregados como anomalia evidente ainda que seja acompanhada de desagrega o da superf cie numa fase inicial 71 Figura 5 6 Rodeiras com filme de gua ap s chuvas extra da de U S Department of Transportation 2004 72 Figura 5 7 Rodeira profunda com mais de 2cm acompanhada de fendilhamento extra da de U S Department of Transportation 2004 73 Figura 5 8 Ondula es significativas da superf cie do pavimento extra da de U S Department of Transportation 2004 73 Figura 5 9 Depress o com profundidade inferior a 1 5cm numa sec o com outras anomalias importantes 74 Figura 5 10 Depress o significativa numa sec o com outra anomalia tamb m evidente Desagrega o da superf cie 74 Figura 5 11 Empolamento com mais de 2cm de altura extra da de U S Department of Transportation 2004 75 Figura 5 12 Fendas t rmicas numa sec o com outras anomalias mais gravosas __ 76 Figura 5 13 Fendas t rmicas como anomalia preponderante na sec o 76 Figura 5 14 Fenda de reflex o do fim do pavimento inferior 77 Figura 5 15 Fendas de reflex o do pavimento inferior extra da de U S Department of Transportation 2004 77 Figura 5 16 Fendas de escorregamento lateral com forte desagrega o extra da de U S Department of Transportation 2004 78
50. a f rmula do IIAE f rmulas 5 e 6 como tamb m da matriz d Tabela 3 11 Com o aumento da experi ncia adquirida com o tempo e com as aplica es deste modelo prev em se tamb m como teis as introdu es de factores de correc o como por exemplo da experi ncia do avaliador 47 4 Caso de Estudo Aer dromo Municipal de Cascais 4 1 Introdu o Apresentados os procedimentos te ricos para a concretiza o da aplica o do ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE realiza se de seguida a apresenta o do Caso de Estudo o Aer dromo Municipal de Cascais AMC incluindo a descri o do aer dromo e os dados relevantes respeitantes aos seus pavimentos seguida da demonstra o da implementa o do IIAE Neste cap tulo descreve se mais em pormenor o modelo do IIAE de modo a aproveitar as circunst ncias caracter sticas do trabalho de campo para exemplificar algumas das op es tomadas e dificuldades encontradas durante o mesmo Dentro da rede de pavimentos do aer dromo dada maior relev ncia placa de estacionamento Alfa A primeira avalia o da condi o dos pavimentos segundo o m todo do ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE foi aqui efectuada Posto isto come a se por descrever sucintamente o Aer dromo Municipal de Cascais real ando as suas caracter sticas f sicas localiza o mercado alvo idade de constru o e obras de beneficia o dos seus pavimentos Este tipo
51. a infligir danos s aeronaves Foreign Object Damage FODp Uma vez seleccionadas as vari veis do modelo ficam reunidas as condi es para apresentar a forma final de c lculo do CRI 2 3 4 3 Forma de c lculo do CRI Condition Rating Index O intervalo do CRI varia entre 1 e 100 onde 100 corresponde a um pavimento em excelente estado e 1 corresponde ao estado de ru na tal como acontece na escala de classifica o do PCI Para obter o valor do CRI necess rio contudo atribuir pesos relativos a cada uma das vari veis em jogo wi SHAH et al 2004 Neste momento os pesos conhecidos resultam n o de um extenso trabalho de campo para calibra o mas da experi ncia de v rios especialistas no assunto inquiridos sobre tal Numa escala de O a 10 cada uma das vari veis convertida num valor com base nas respostas obtidas dos especialistas respectivamente DMI 9 FODp 3 SN 6 e RCI 4 O valor menor atribu do a FODp prende se com o facto de alguns especialistas acreditarem que se trata de um efeito que pode ser analisado individualmente n o devendo entrar no c lculo de um ndice de condi o O somat rio destes valores d origem ao factor de normaliza o designado de W na equa o do CRI 1 CRI usines DMIj w 100 FOD we SN wa X 10 RCI W ul Nesta equa o DMImax 208 para pavimentos flex veis e DMImax 196 para pavimentos r gidos Este termo dividido por a para coer ncia
52. a sec o 5 2 1 3 Polimento dos Agregados O polimento dos agregados Polishing d se com a utiliza o do pavimento ao longo do tempo e depende fortemente do tipo de material utilizado como agregado aumentando com a menor dureza deste Identifica o Textura macia ao toque com os agregados em relevo ou n o a apresentarem um polimento da sua superf cie 70 Causas Baixa qualidade dos agregados e ou utiliza o intensiva Caracter stico de um pavimento sem manuten o atempada Figura 5 5 Polimento de agregados como anomalia evidente ainda que seja acompanhada de desagrega o da superf cie numa fase inicial F N vel N vel T segundo PCI Figura segundo Observa es E VELOSO 2001 Figura 1 Polimento de agregados numa rea extensa mas 5 4 acompanhado de outras anomalias mais gravosas N o define Figura gt Polimento de agregados como nica anomalia gravosa n veis 5 5 numa extensa rea da sec o 5 2 1 4 Eros o de Jacto Anomalia muito espec fica caracterizada pela carboniza o da superf cie do pavimento quando atingida pelas altas temperatura de um reactor a jacto muito pr ximo 71 Identifica o Mancha escurecida e queimada do pavimento com forma semelhante a gota de gua Causas Demasiada proximidade a um reactor de uma aeronave a jacto e s altas temperaturas dele emanadas Muito caracter stico de pavimentos onde operem essenci
53. a severidade de cada anomalia separadamente Elas s o comparadas com as outras identificadas na mesma sec o seguindo os procedimentos e restri es definidos anteriormente Para a identifica o e a classifica o das anomalias nos pavimentos aeron uticos este manual sugere a confronta o entre as imagens apresentadas como exemplos e a inspec o visual no local 66 Com o objectivo de contribuir para o desenvolvimento de um ndice de condi o de pavimentos e por consequ ncia melhorar o desempenho dos sistemas de gest o dos aer dromos julga se importante estabelecer as liga es poss veis entre as anomalias detectadas e as suas causas O conhecimento das causas prov veis do estado actual de deteriora o parece ser um dado relevante na defini o posterior do tipo de manuten o ou reabilita o a implementar U S Department of Transportation 2004 A deteriora o dos pavimentos que conduz ao surgimento das anomalias tem no geral tr s causas e Ambientais devido s ac es climat ricas e envelhecimento ao longo do tempo e Estruturais devido repeti o de solicita es de cargas do tr fego e Utiliza o devido ao derrame de qu micos combust veis leos e outros solventes ac es mec nicas e ainda devido ao efeito dos jactos A pequena susceptibilidade dos pavimentos r gidos s ac es t picas decorrentes da utiliza o destes no contexto aeron utico permite desprezar e
54. a uma sec o e depois para uma zona de pavimento numa infraestrutura aeron utica 3 6 2 C lculo do DMI e IIAE para uma sec o Levantadas e classificadas as anomalias de cada sec o o c lculo do IIAE relativamente simples passando primeiro pelo c lculo do DMI A classifica o atribu da a cada anomalia durante a avalia o objectiva distingue tr s situa es a n o exist ncia da anomalia a sua exist ncia e a exist ncia de anomalias com preponder ncia sobre as demais Atribuiu se naturalmente mais peso na determina o do DMI quantidade de anomalias classificadas com 2 Tabela 3 7 por serem condicionantes da classifica o da sec o sabendo que poder o existir entre O no caso de n o ser identificada nenhuma anomalia na sec o e 3 num m ximo de 10 do n mero de sec es da zona Procede se ent o soma do n mero de anomalias em cada sec o classificadas com 2 a qual se pode denominar vari vel Y e somar o n mero de anomalias tamb m em cada sec o classificadas com 1 que se denominar de vari vel X 42 Tabela 3 10 Exemplo de Determina o das Vari veis X e Y Para o exemplo da Tabela 3 10 X 5 e Y 2 Sabe se at agora que Y tomar valores entre 0 e 3 Por seu lado X poder variar entre O no caso da sec o n o apresentar nenhuma ou somente uma anomalia e 12 valor que se prop e como m ximo admiss vel para sobreposi o de anomalias numa sec o Est
55. acrotextura apresenta defici ncias patol gicas graves e generalizadas tais como forte desagrega o superficial e insuficiente capacidade de suporte mesmo tendo em considera o o tipo de utiliza o a que est sujeita Por fim com o objectivo de ajudar quem aplique no futuro esta filosofia de avalia o de pavimentos e com base na experi ncia adquirida durante a primeira aplica o desta apresentou se um manual ilustrativo de identifica o e classifica o pelo m todo comparativo das anomalias que se podem encontrar num pavimento aeron utico flex vel 6 2 Conclus es Gerais Julga se que os objectivos a que o signat rio se prop s foram atingidos com sucesso O m todo apresentado parece ser inovador notando potencialidades para se constituir como uma alternativa pouco dispendiosa e expedita na avalia o da condi o de um pavimento aeron utico O presente trabalho deve ser encarado como um exemplo de avalia o desse m todo que se prop e A avalia o peri dica da condi o dos pavimentos uma componente indispens vel de um Sistema de Gest o de Pavimentos Aeron uticos dando um importante contributo no apoio decis o e no planeamento antecipado das interven es necess rias manuten o da condi o ideal de operacionalidade A import ncia deste estudo e a pertin ncia de um modelo como o apresentado prende se com a percep o da realidade dos aer dromos que pretendem uma gest o mais eficient
56. ad a A EA 89 6 1 Consideracoes Finals use enn iit diana datada 89 6 2 COMCIUSOES Gel dis us isst eL O gi e ute deadeye 90 6 3 Proposta de Desenvolvimentos Futuros ccccccessessssceeceeecessessaeeeceeeesseesssseaeens 91 7 Bibliografia iere tdeo e ies ses dise ed iret 93 DX 2r O 97 Anexo 1 1 Grelha D para an lise do pavimento do caso de estudo 98 Anexo 1 2 Exemplo de Matriz A esses enne nennen nnn nnr enn nnn nnne 99 Anexo II Matrizes S e S de classifica o de pavimentos do caso de estudo 101 Anexo III Matriz A do levantamento de anomalias do Caso de Estudo 103 VI Anexo IV Plano Resumido de Ensaios da Mancha de Areia 105 Anexo V Mapa de localiza o de ensaios da Mancha de Areia 106 Anexo VI Fichas individuais de resultados do ensaio da Mancha de Areia 108 Anexo VII Grelha D com resultados do IHAE enn 123 Anexo VIII Grelhas de classifica o com as anomalias relevantes 124 VII ndice de Figuras Figura 1 1 Voo dos irm os Wright Figura 1 2 Charles Augustus Lindbergh 4 4 Figura 1 3 caro e D dalo por Charles Paul Landon 5 Figura 1 4 Passarola de Bartolomeu de Gusm o 5 6 Figura 1 5 O 14 bis de Santos Dumont a ser testado no campo de Bagatelle em 1906 Figura 1 6 Um dos primeiros hidro avi es Fi
57. ais de 2cm de altura condicionantes MeA 5 11 da avalia o da sec o 15 5 2 3 Fendilhamento 5 2 3 1 Fendilhamento T rmica As fendas t rmicas Thermal Cracks com a idade tendem a adensar se caracterizando se por serem direccionais e regularmente espa adas Identifica o Fendas na superf cie do pavimento com forte direccionalidade e geralmente periodicamente espa adas Causas Devido retrac o do bet o betuminoso com a idade e devido aos efeitos de varia o t rmica Diferentes comportamentos t rmicos devido a pinturas ou materiais selantes podem tamb m originar fendas t rmicas Figura 5 13 Fendas t rmicas como anomalia preponderante na sec o 76 N vel N vel segundo Figura segundo Observa es PCI HAE VELOSO 2001 Figura 1 Fendas t rmicas juntamente com anomalias mais B 5 12 evidentes e gravosas Figura TM z 5 13 2 Fendas t rmicas como anomalia dominante na sec o MeA 5 2 3 2 Fendas de Reflex o As fendas de reflex o Reflection Cracks s o o resultado da reflex o a superf cie do fendilhamento nas camadas de pavimento inferiores Nos casos onde existe um pavimento r gido por baixo surgem fendas ortogonais e originadas pelos esfor os de corte devido ao tr fego e aos efeitos das varia es t rmicas nas lajes de bet o de cimento Identifica o Fendas de qualquer dimens o ortogonais nos casos em que existe um pavim
58. al o avaliador deve come ar por identificar as zonas alvo de avalia o Para tal deve consultar todos os dados dispon veis acerca dos projectos de execu o dos 31 pavimentos bem como dos ensaios de carga realizados composi o estrutural e tr fego de modo a que a divis o da rede de pavimentos em zonas verifique as condi es supracitadas Resumem se os passos necess rios a adoptar nesta fase VELOSO 2001 Dividir a rea da rede de pavimentos a avaliar em zonas Verificar a uniformidade de caracter sticas das zonas identificadas segundo os crit rios definidos atr s Utilizar plantas de escalas menores 1 50 ou 1 100 para os registos de observa o Caso seja poss vel utilizar plantas de pavimentos que contenham o tipo a constitui o e o ano de constru o desses pavimentos SS SS NO o Y 77 7777777 wa N YY mM 7 mm yyy jis KU A 4 E ESIACIONAM LI Y NV NS S NS A NE Ss WSN SS IN Figura 3 1 Exemplo de divis o e designa o de duas sub zonas de uma placa de estacionamento de aeronaves Procedeu se atribui o de c digos s zonas identificadas com o intuito de contribuir para a constitui o de uma base de dados til ao longo do tempo com as v rias inspec es Utilizaram se os seguintes c digos Tabela 3 1 Tabela 3 1 C digos de Zona definidores do tipo de utiliza o segundo VELOSO
59. al de Cascais ese 48 4 1 INtrodu O ssa eet eee Fics us NS P d atv E ERN Perro Bete 48 4 2 Caracterizacao do Aer dromo as asigustesessssdon seti n eoa ger eaa re esa qul La kae 48 4 3 Resenha HISEOPIC So ue eerie diat eden bep E aae eR bue ca edd 52 4 4 Aplica o do ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE 54 AA IntroOdUCa0 er E SERERE REP RP rece rri uid 54 4 4 2 Divis o da rea de Pavimento a Analisar 54 4 4 3 Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento 56 4 4 4 Avalia o do ndice de Manifesta o de Fadiga DMI 58 4 4 5 Avalia o da Textura do PaViMentO ccccscccccececessessnseeeeeeeseessesssaeeeeeeeens 60 4 45 T Introducao i ee ten eto mee t R ses 60 4 4 5 2 Ensaio da Mancha de Areia cecssesscesesccesesecessseeesssncesnsneessseeeeseeeenaes 61 4 4 6 Determina o do IIAE de cada sec o e da Placa de Estacionamento Alfa do AME oua iei ta eiat aquae SAR CL Ed CaL ee 62 AS SIMOES e oor ut A Piedad tanto dg TS 64 5 Manual de Avalia o da Condi o de Pavimentos Aeron uticos proposto pelo signiatario etie E EP RERO e ra ds afro B ai ce IHE 66 5 1 IntroduCdOo ciet ni Oen 66 5 2 Anomalias em Pavimentos Flex veis esee 67 5 2 1 Defeitos de Textura deest eg a A e A Sa 68 5 2 1 1 Desagrega o superficial cesses enne 68 5 21 2 Exs
60. almente aeronaves militares a jacto 7 N vel N vel E segundo PCI Figura segundo Observa es AE VELOSO 2001 1 Eros o de jacto existente mas n o a pior anomalia da sec o z I ST TENUES N o define Eros o importante que condiciona a classifica o da n veis 2 sec o entre outras eventuais anomalias menos gravosas 5 2 2 Deforma o da Superf cie 5 2 2 1 Rodeiras As rodeiras Rutting s o a impress o no pavimento da passagem consecutiva das rodas das aeronaves numa determinada direc o Identifica o Depress o segundo o alinhamento de rolamento preferencial com eventual eleva o dos bordos Causas Capacidade de suporte das camadas do pavimento e ou da funda o insuficiente devido utiliza o de cargas que excedem a sua capacidade aeronaves com ACN superior ao PCN ou devido ao seu enfraquecimento ao longo do tempo Pode ainda ocorrer devido insuficiente compacta o das camadas constituintes do pavimento i Figura 5 6 Rodeiras com filme de gua ap s chuvas extra da de U S Department of Transportation 2004 72 LII EN CODEE Figura 5 7 Rodeira profunda com mais de 2cm acompanhada de fendilhamento extra da de U S Department of Transportation 2004 N vel N vel segundo Figura segundo Observa es PCI HAE VELOSO 2001 Rodeira pouco profunda que geralmente s claramente Fi z iS Er 1 pe
61. ancha de derrame 4 Grau resultante do derrame de combust veis e 8 Mancha de derrame 5 Grau leos i Inferir sobre a 9 Pavimento Fendilhado Pele de Crocodilo de influ ncia de fendas 14 Repara es posteriores N vel 1 Avaliar o estado de 15 Repara es posteriores N vel 2 intervenc es recentes 10 Pavimento Original Estado A Avana estado ae pavimento mais antigo 1 Pontos espec ficos Junto a sistema de drenagem 12 Pontos espec ficos Zona de menor Caracteriza o de circula o pontos espec ficos 13 Pontos espec ficos Eixo da linha de circula o que serve a plataforma 105 Fr 3090 Lo mw Ensaio n 2 Hs 1 1763mm Ensaio n i Hs 0 9743mm Ensaio n 3 S Hs 1 8058 NIT N ale EN INN Ns PISTA 35 LOCALIZA O DE ENSAIOS Disserta o de Mestrado Jo o Rodrigues Luis Desenvolvimento de um Modelo de Avalia o Expedito de Povimentos amp eron amp utlcos indice Integrado de amp vallag amp o Expedlta lt IIAE gt Data Mar o de 2009 Escala 1800 106 salo n 7 s 1 8548rmm nsolo mil x Hs 1 5140mm Hs 2 3964 C Ensaio n 6 x Hs 3 9298mm Ensaio n 10 Hs 3 3143mm DO N Ensaios n l4 d s 1 6357mm Ensaio mi3 X Ensaio n 15 AN Hs 1 8835mm Hs 1 0574mm YY Ensalo Hs 1 1112mm Ensaio aae 1 5404 DO Hs 1 mm ANEXO V 2 PLACA ALFA LOCALIZA O DE ENSAIOS Disserta o de Mestrado Jo o Rodri
62. ar a hierarquiza o prioridade de interven o em determinada sec o f lo podendo n o s distinguir duas zonas de import ncia distintas dentro de uma mesma infraestrutura aeroportu ria como tamb m pode comparar a import ncia estrat gica relativa entre aer dromos Dado que o objectivo ltimo o aux lio decis o enquanto instrumento indispens vel a implementa o de um Sistema de Gest o de Pavimentos a optimiza o da escolha do tipo de interven o entre os v rios poss veis baseia se na An lise do Custo do 18 Ciclo de Vida LCCA Life Cycle Cost Analysis que est dependente dos benef cios decorrentes e das eventuais restri es de or amento SHAH et al 2004 O que diferencia este modelo dos outros modelos de avalia o da condi o dos pavimentos e em particular do mais utilizado o Pavement Condition Index PCI o facto do PCI apenas considerar o ndice de manifesta o de fadiga Distress Manifestation Index DMI enquanto o CRI inclui n o s esta como outras vari veis importantes Essas vari veis est o relacionadas com a avalia o do desvio da superf cie do pavimento em rela o a uma superf cie perfeitamente plana medida longitudinalmente Riding Confort Index RCI a resist ncia derrapagem dos pneus sobre o pavimento quando estes s o impedidos de rodar Skid Resistance SN e a avalia o do potencial do pavimento enquanto origem de qualquer part cula que poss
63. ar que as anomalias mais gravosas e evidentes n o transitam de sec o entre as duas avalia es Por exemplo uma anomalia detectada e integrada na avalia o da sec o 12 Figura 3 3 nesta fase pode devido imprecis o de medi o do avaliador ser avaliada na sec o 13 Figura 3 3 na fase seguinte Avalia o do ndice de Manifesta o de Degrada o Para evitar tal situa o recorre se a uma nova Grelha D completamente limpa onde se apontam as anomalias mais gravosas na respectiva sec o obtendo se uma Matriz S como a que se apresenta na Figura 3 4 Figura 3 4 Matriz S e Matriz S para o exemplo da Figura 3 2 37 3 4 Avalia o do ndice de Manifesta o de Degrada o Matriz A Os ndices de Manifesta o de Degrada o Distress Manifestation Index DMI s o ndices que classificam o mais objectivamente poss vel a condi o de degrada o e de fadiga da superf cie dos pavimentos O ndice que se pretende implementar neste modelo ter de corresponder a uma classifica o objectiva da condi o da superf cie do pavimento Deve possuir uma correspond ncia de escala classifica o da Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento obtida Ter ainda de proporcionar a sua implementa o por um nico avaliador e de recorrer a procedimentos simples e expeditos Nestas condi es torna se mais importante a correcta identifica o de anomalias que reperc
64. as em sec es de forma a agilizar as avalia es subsequentes e a facilitar a localiza o das sec es no local por parte do avaliador Tendo em considera o a descri o dos elementos de um aer dromo esclarece se o que daqui em diante se entende por rede de pavimentos zonas e sec es Por Rede de Pavimentos entenda se todo o conjunto de reas pavimentadas utilizadas pelo tr fego a reo pistas caminhos de circula o placas de estacionamento e manuten o etc VELOSO 2001 Por Zona entende se a divis o da rede de pavimentos total nas reas com fun es e caracter sticas espec ficas em termos aeron uticos ou seja uma placa de estacionamento ou um caminho de circula o O importante o pavimento possuir caracter sticas homog neas de idade tipo de constru o e tipo de utiliza o Caso n o se verifiquem estas condi es divide se a zona em duas sub zonas distintas por exemplo uma placa de estacionamento com utiliza o ou capacidade do pavimento distintas deve ser separada em duas sub zonas Figura 3 1 Veloso VELOSO 2001 designa de Ramo o que aqui se entende por Zona Ao contr rio do que acontece com a vulgar divis o de pavimentos aeron uticos para determina o do PCI Pavement Condition Index o modelo proposto n o recorre a amostragem Por isso mesmo a menor divis o do pavimento designa se de Sec o Na posse das plantas gerais do aer dromo de prefer ncia em formato digit
65. atrizes S es Uma vez efectuada a divis o do pavimento a analisar pode se dar in cio aos procedimentos de classifica o da condi o do pavimento mediante as indispens veis inspec es ao local A avalia o subjectiva a primeira de duas avalia es distintas que este modelo prop e que devem ter lugar aquando da inspec o ao local A avalia o subjectiva deve ser a primeira porque prefer vel que o avaliador n o tenha j observado a gravidade das anomalias de cada sec o individualmente Se por um lado altamente recomend vel tratar se de algu m com bastante experi ncia neste tipo de pavimentos em particular estaria a ser influenciado partida por uma classifica o que se pretende seja feita independentemente a posteriori O avaliador deve ent o come ar a percorrer a p o pavimento a avaliar localizando com base na planta do aer dromo e na matriz que se lhe sobrep e a primeira sec o Com base na sua experi ncia de pavimentos aeron uticos j inspeccionados e muito importante tamb m do seu conhecimento acerca da realidade do aer dromo em quest o dever observar atenta e individualmente cada sec o como um todo classificando a Tendo sido consultada a bibliografia dispon vel pareceu adequado considerar 5 n veis para caracterizar o estado de conserva o do pavimento Trata se de uma hierarquiza o que considera os seguintes escal es mau med ocre razo vel bom e muito
66. bom Traduzindo para uma classifica o mais detalhada definem se os seguintes crit rios Tabela 3 5 35 Tabela 3 5 Classifica o Subjectiva Directa da Condi o dos Pavimentos Classif Escal o Designa o Descri o A condi o do pavimento condiciona a Pavimento em E 1 Mau a operacionalidade e ou coloca em risco a seguran a das aeronaves e pessoas que o utilizam Pavimento com Apesar de n o colocar em risco evidente a gt iedod estado de seguran a das aeronaves e pessoas que o utilizam desempenho apresenta defeitos que necessitam ser corrigidos fraco rapidamente Apresenta as condi es de deteriora o decorrentes Pavimento com da utiliza o e envelhecimento naturais Apesar de 3 Razo vel estado de n o colocar em causa a seguran a nem necessitar desempenho de interven es de manuten o imediatas normal apresenta anomalias que requerem uma monitoriza o apertada e cuidada Apresenta as condi es normais decorrentes da Pavimento em VES 4 Bom cu utiliza o e envelhecimento com pequenas boas condi es f mM anomalias que n o requerem monitoriza o f Pavimento em Tp Muito Apresenta as condic es ideais de novo e bem 5 excelente bom ps constru do sem qualquer anomalia condi o Nesta fase que se designa de Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento com base na Grelha D anteriormente definida coloca se a classifica o para cada
67. cargas em profundidade a camada superficial directamente em contacto com as ac es exteriores est sujeita s maiores solicita es Tamb m fica exposta s agress es dos agentes atmosf ricos devendo por isso possuir caracter sticas espec ficas que lhe confiram boas caracter sticas mec nicas resist ncia e deformabilidade A camada de base a respons vel por conferir uma base s lida e est vel s camadas estruturais betuminosas mais resistentes que lhe ficam sobrejacentes Degrada e transmite as solicita es camada de sub base e ao terreno de funda o A base pode ser formada por agregados naturais ou britados devidamente organizados por ac o de uma for a exterior e compactados macadame Se a base for eventualmente tratada com outro ligante betuminoso ou hidr ulico o pavimento passa a denominar se respectivamente de semi flex vel ou semi r gido Uma caracter stica especialmente importante nesta camada a sua compacta o recorrendo se por isso normalmente a agregados britados de granulometria extensa ABGE A camada de sub base tem como principal fun o fazer a transi o da estrutura do pavimento para o terreno de funda o e constitu da por material granular seleccionado mas de menor valor econ mico Desempenha essencialmente fun es de drenagem embora tamb m possua caracter sticas resistentes 2 2 2 2 Pavimentos R gidos Um pavimento r gido caracteriza se pela laje de bet o
68. cie apesar dos ensaios da mancha de areia terem um contributo positivo n o penalizante na avalia o da condi o do pavimento Resta ainda salientar que devido ao estado inicial de desenvolvimento deste modelo de avalia o necess rio verificar para mais aplica es pr ticas os resultados obtidos cruzando os de prefer ncia com resultados obtidos atrav s de outro ndice como o PCI na mesma rea de pavimento para valida o final Com o ganho de experi ncia ao longo do tempo e com as aplica es futuras deste modelo pode se aferir a necessidade de corrigir e ou introduzir factores de correc o no c lculo do IIAE como o factor dy apresentado na Tabela 3 11 ou uma correc o em fun o dos anos de experi ncia do avaliador Por fim para melhor poderem executar as futuras aplica es do modelo do IIAE apresenta se no cap tulo seguinte um manual de apoio identifica o e classifica o das anomalias 65 5 Manual de Avalia o da Condi o de Pavimentos Aeron uticos proposto pelo signat rio 5 1 Introdu o Este manual foi elaborado para servir de base Avalia o da Condi o de Pavimentos Aeron uticos e em particular implementa o do modelo proposto pelo signat rio o ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE Este pequeno manual ilustrativo da presen a e severidade das anomalias poss veis de encontrar num pavimento aeron utico flex vel foi elaborado pelo autor com o intu
69. clui entre outros a descri o dos pavimentos designadamente da capacidade estrutural Essa informa o est condensada na Tabela 4 6 54 Tabela 4 6 Caracter sticas da placa de estacionamento Alfa do AMC extraida de NAV 2009 Placa de estacionamento A Alfa Designa o Capacidade estrutural PCN 03 F C W T Tipo de pavimento Flex vel ASPH rea total 2540 m Ano de constru o 1977 Altitude 101m Parqueamento e Manuten o de Utiliza o aeronaves ligeiras de instru o e treino Na posse destes dados e da planta do aer dromo em formato digital foi poss vel elaborar a divis o da zona correspondente placa de estacionamento Alfa seguindo os procedimentos definidos anteriormente A divis o do pavimento materializada na Grelha D est para o caso em estudo apresentada em anexo Anexo 1 1 Foram desta forma obtidas 42 sec es numeradas e 3 pequenas frac es integradas nas sec es imediatamente anteriores ou seja nas sec es n 37 44 e 51 Vide Anexo 1 1 Como para a divis o do pavimento desta plataforma em reas de 100 m malha quadrada de 10 m x 10 m na direc o segundo a maior dimens o em planta resultava um n mero de sec es inferior a 10 elas foram numeradas de 00 a 09 de modo a que o primeiro algarismo corresponda linha e o segundo coluna da Grelha D Figura 4 3 Caso a dimens o fosse superior podia se optar por uma numera o igualmente representat
70. conciliar a integra o de diferentes val ncias avalia o subjectiva e objectiva avalia o estrutural e funcional mantendo uma simplicidade e rapidez de execu o mpares com baixos custos associados Outro objectivo inicial era dar uma componente pr tica ao trabalho seguindo se a indispens vel apresenta o do Caso de Estudo o Aer dromo Municipal de Cascais AMC onde se aplicou pela primeira e nica vez o IIAE no caso placa de estacionamento Alfa Os resultados efectivamente apurados foram reveladores de uma boa presta o do modelo apresentado notando se contudo que melhoramentos nos pesos relativos das componentes da avalia o e nos factores de correc o ser o introduzidos com o ganho de experi ncia ao longo do tempo Se isto se deveu por um lado aplica o numa s situa o pr tica a placa de estacionamento Alfa do AMC o que permitiu a calibra o da formula o matem tica apenas a partir dessa rea de pavimento analisado prende se por outro com a assumida inexperi ncia do signat rio neste campo de actividade 89 A classifica o final da condi o de desempenho do pavimento da placa de estacionamento Alfa foi de 2 correspondente a um desempenho fraco um estado de pr ru na Esta classifica o significa que s o urgentes obras de reabilita o estrutural apesar dos resultados dos ensaios textura do pavimento serem regulares Este facto traduz que apesar de possuir uma boa m
71. cta sobre a seguran a das opera es no custo de opera o e manuten o dos ve culos no conforto e ambiente sendo da maior import ncia adoptar m todos fi veis de avalia o desta caracter stica AIPCR PIARC 2003 Para o dom nio dos pavimentos a designa o de comprimento de onda da textura designa os comprimentos de onda das irregularidades ou ondula es de um perfil da camada de desgaste MENEZES 2008 Apresentam se na Figura 2 2 as divis es feitas para esses comprimentos de onda 20 200 100 Nw So Amplitude mm m 0 05mm 5mm 50 mm 0 5m 5m 15m 50m Figura 2 2 mbito das designa es de textura em fun o do comprimento de onda extra do de MENEZES 2008 adaptado de AIPCR PIARC 2003 A microtextura corresponde ao intervalo de comprimentos de onda entre 1 um e 0 5 mm Pode ser avaliada indirectamente a partir da medi o do coeficiente de atrito nomeadamente recorrendo ao ensaio do P ndulo Brit nico EN 13036 4 A microtextura fun o das propriedades das part culas dos agregados dependendo se estes t m a sua superf cie polida devido aos efeitos do tr fego climat ricos e mesmo da sua mineralogia A macrotextura tem como intervalo de comprimentos de onda de 0 5 mm a 50 mm Esta escala de medi o pode ser efectuada recorrendo aos m todos volum tricos dos quais o ensaio da mancha de areia o mais vulgar EN 13036 1 2001 ou por um m todo perfilom trico sem contacto com as
72. ction Index para Revestimentos Asf lticos S o Paulo Brasil Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo 2006 ARCASCAIS E M 2009 Aer dromo Municipal de Cascais Aer dromo de Cascais Online 2009 Cited Setembro 30 2009 http www aerodromo cascais pt fotos aerodromo html ARGUE G H 2005 Canadian Airfield Pavement Engineering Reference Otawa Canad s n 2005 ASTM D5340 98 1998 Standard Test Method for Airport Pavement Condition Index Surveys s l American Society for Testing and Materials 1998 ASTM E1960 07 2007 Standard Practice for Calculating International Friction Index of a Pavement Surface s l American Society for Testing and Materials 2007 ASTM E965 96 2006 Standard Test Method for Measuring Pavement Macrotexture Deph Using a Volumetric Technique s l American Society for Testing and Materials 2006 AWASTHI G and Singh T May 2001 Roughness of Pavement Surfaces IIT Kanpur B Tech Tesis Department of Civil Engineering May 2001 AWASTHI G Singh T and Das A 2003 On Pavement Roughness Indices IIT Kanpur s n 2003 C mara Municipal de Cascais C mara Municipal de Cascais Sistemas de Informa o Geogr fica Online Cited Setembro 13 2009 http sig cm cascais pt sig html index1280 asp 93 CANADA Transport of 2009 Pavement Management System Transport Canada Online 2009 Cited Setembro 12 2009 http www tc gc ca civilaviation
73. da m dia aritm tica dos IIAE obtidos 7 IIAE 7 Y IAE n Onde IIAE ndice Integrado de Avalia o Expedita de uma zona arredondado s unidades lIAE ou IIAE r ndice Integrado de Avalia o Expedita da sec o i ou o mesmo ndice com correc o generalizada da macrotextura arredondado s unidades n n mero de secc es na zona de pavimento O valor obtido para o IIAE traduzido na mesma escala que foi introduzida para a avalia o subjectiva anteriormente Tabela 3 5 importante salientar que este valor final para a zona avaliada n o traduz mais do que a m dia das avalia es de todas as sec es n o dispensando por isso um olhar cr tico sobre o mapa de classifica es do IIAE pois podem ocorrer situa es mais ou menos pontuais que necessitem de aten o pormenorizada e diferenciada 46 3 7 S ntese O modelo do IIAE surge como uma resposta necessidade dos aer dromos em especial dos mais pequenos devido s suas limita es or amentais terem acesso a ferramentas simples e pouco dispendiosas que lhes possibilitem iniciar um Sistema de Gest o de Pavimentos tal como se prev que venha a ser obrigat rio em breve Est o lan adas desta forma as bases de um m todo simples expedito e pouco dispendioso de avalia o da condi o de um pavimento aeron utico que recorre avalia o da totalidade da sua superf cie com procedimentos que pretendem torn lo
74. da sec o Figura Fendas cruzadas de largura superior a 1mm ou nica 2 MeA 5 20 anomalia presente 5 2 3 6 Fendas Pele de Crocodilo As fendas pele de crocodilo ou de fadiga Alligator cracks ou Crocodile Skin formam padr es como o pr prio nome indica semelhantes pele de um crocodilo e se devem fadiga devido ao tr fego normal estarem acompanhadas de deforma o da superf cie depress o Identifica o Fendas interconectadas que formam peda os com dimens es que podem variar de 2 a 15cm aproximadamente e geralmente acompanhadas de depress es no pavimento Causas Ruptura do pavimento devido fadiga acumulada das cargas do tr fego associada insuficiente capacidade de suporte do solo de funda o ou da camada de base 81 Figura 5 21 Pele de crocodilo existente mas numa rea diminuta com outras anomalias mais gravosas na sec o Figura 5 22 Pele de crocodilo extensa e claramente condicionante da classifica o da sec o n vel 2 N vel N vel segundo Figura segundo Observa es PCI HAE VELOSO 2001 ete Fendas em pele de crocodilo presentes mas numa rea 521 1 pequena existindo outras anomalias mais evidentes na BeM sec o Figura 2 Fendas abertas e ramificadas ou nica anomalia na A 5 22 sec o 82 5 2 4 Remendos e Buracos 5 2 4 1 Remendos Os remendos Patches e cortes t cnicos s o resultado de interven es passa
75. das GPS gru Longitude w 38 7253 9 35429 152 17 60 164 17 3 17 16 5 Observa es Realizado numa mancha de combust vel num remendo mais recente com uma mistura betuminosa deficiente e com exsuda o presente Foto 115 ANEXO VI Foto Resultados Coordenadas GPS Tem Latitude Longitude 2 a Hr Observa es Ensaio realizado sobre uma Pele de Crocodilo Contraria a ASTM E965 2006 pois n o deve ser realizado numa zona fendilhada Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 116 ANEXO VI Ensaione 10 7 Resultados Coordenadas Coordenadas GPS Tem te oe Longitude ach Hr W 38 72509 9 35414 155 16 59 95 102 99 9 6 Observa es Pavimento original de 1977 com imenso desgaste e uma desagrega o superficial muito significativa Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 117 ANEXO VI fensaion 11 7 Foto Resultados coordenadas Coordenadas GPS Temp w 145 rsm i48 140 Observac es Zona de pavimento mais recente junto ao sistema de drenagem frente dos hangares de manuten o Textura normal Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 118 ANEXO VI fensaion 12 7 Resultados Coordenadas GPS F E Temp ues Longitude ec Hr 38 725
76. das com finalidade de resolu o de uma anomalia do pavimento ou com fins t cnicos Identifica o Diferente tonalidade e ou mistura betuminosa acompanhada de qualquer tipo de outra anomalia fendas abatimento distor es entre outras desde que circunscrita a essa rea de interven o posterior constru o Causas Mistura betuminosa de deficientes caracter sticas ou mal compactada indicando que por vezes as causas originais para a interven o tomada se mant m Figura 5 24 Junta do remendo aberta e ligeiro assentamento deste n vel 2 e Figura 5 23 Junta do remendo aberta mas sem influ ncia na classifica o da sec o n vel 1 9 N vel N vel E segundo PCI Figura segundo Observa es E VELOSO 2001 Figura Remendo existente com ligeira abertura de fenda de E 1 junta ou numa sec o com outras anomalias mais BeM i gravosas Figura 2 Remendo com anomalias condicionantes da A 5 24 classifica o da sec o 83 5 2 4 2 Buracos Obviamente conhecidos e de f cil identifica o os buracos Pothole podem variar significativamente na rea e profundidade e provocar danos importantes nas aeronaves Identifica o Falta de material da camada de desgaste ou das camadas superficiais do pavimento com forte tend ncia para acumula o de gua Causas Inadequada capacidade resistente da camada de desgaste fadiga e cargas actuantes do tr fego associadas na
77. de cimento constru da sobre uma camada de sub base e excepcionalmente directamente sobre o solo de funda o dependendo das suas caracter sticas Mais uma vez a compacta o do solo de funda o e da camada de sub base tem grande import ncia no desempenho do pavimento A laje de bet o o elemento essencial destes pavimentos podendo ser ou n o armada Devido limita o dos processos de constru o e aos efeitos diferidos conhecidos do bet o as lajes s o separadas por juntas fun o da espessura dos materiais utilizados e das condi es ambientais Para garantir a continuidade entre 9 lajes uma vez que as juntas devem ser preenchidas por materiais com propriedades el sticas utilizam se var es de aco passadores que penetram lajes cont guas permitindo a transmiss o de cargas e impedindo movimentos diferenciais A fun o destes var es juntamente com a dos materiais selantes das juntas impedem a penetra o da gua e a sa da de finos atrav s destas da sub base efeito conhecido como pumping ou bombagem de finos 2 2 2 3 Vari veis de Dimensionamento O projectista tendo em considera o os dois tipos de pavimentos utilizados em infraestruturas aeroportu rias tem de dimensionar o pavimento para o avi o de projecto avi o cr tico segundo algumas vari veis Esquematizam se as vari veis espec ficas de um pavimento aeron utico que se consideram mais relevantes para o dimensionamento do
78. desenrolar do Caso de Esudo na impossibilidade da recolha de mais dados Os pesos a e b s o naturalmente o reflexo da maior import ncia dada s anomalias condicionantes Tabela 3 7 da avalia o de uma sec o Depois de avaliado o Caso de Estudo foi poss vel verificar que uma valoriza o de 3 1 destas anomalias perante as anomalias apenas existentes Tabela 3 7 nas sec es analisadas era uma boa estimativa permitindo juntamente com o factor de correc o c obter um resultado 45 do DMI correspondente s expectativas expectativas resultado das orienta es fornecidas pelos ensaios e da percep o subjectiva do signat rio J os pesos relativos a atribuir avalia o subjectiva e ao ndice DMI ps e po reflectem a necessidade de aumentar a responsabilidade da avalia o subjectiva 60 com a finalidade de corrigir os casos em que a simplicidade e a falta de casos de aplica o do modelo matem tico traduziriam incorrectamente a realidade Com a calibra o futura dos factores c e dx dos pesos relativos e de eventuais factores de correc o que se julga importante adicionar nas futuras aplica es esta valoriza o relativa das avalia es dever dissipar se 3 6 3 C lculo do IIAE para uma zona O procedimento para o c lculo do IIAE de uma zona do pavimento por exemplo de uma placa de estacionamento com um nico tipo de piso uniforme e sem utiliza es claramente distintas resume se ao c lculo
79. e A Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento foi efectuada percorrendo a p todas as sec es do pavimento por ordem crescente do seu n mero de identifica o Figura 4 3 Durante a avalia o o avaliador tendo em conta a sua experi ncia mas tamb m a realidade do aer dromo classificou cada sec o individualmente numa escala de 1 a 5 como descrito na Tabela 3 5 preenchendo assim a Matriz S Anexo 11 1 Figura 4 4 Figura 4 4 Matriz S 56 Eventualmente numa segunda avalia o realizada pelo mesmo avaliador posteriormente podem resultar classifica es diferentes para as sec es do pavimento assumido como verdade que essas discrep ncias possam acontecer Nessa situa o assume se que o n mero de sec es onde se verifique uma diferen a na classifica o inferior a 10 e que ocorre com a dist ncia de um nico n vel Por outro lado pode se afirmar que a classifica o depende do avaliador ou seja para l de ser assumidamente subjectiva perder validade a partir do momento em que outro avaliador fizer uma classifica o onde mais de 10 das sec es sejam classificadas com n veis distintos Para mitigar estas discrep ncias contribui n o s a experi ncia do avaliador mas essencialmente o conhecimento integral da realidade do aer dromo e da zona sob avalia o em particular fundamental uma investiga o pr via s caracter sticas f sicas do aer drom
80. e dos recursos e com a no o de que os pavimentos aeron uticos se deterioram de formas distintas segundo vari veis t o diferentes como a qualidade de constru o condi es ambientais e de utiliza o A necessidade de se monitorizar periodicamente a condi o dos pavimentos surge como consequ ncia directa A implementa o de um sistema de gest o permite simultaneamente a obten o de melhores condi es de seguran a e de conforto com menores gastos associados manuten o e reabilita o dos pavimentos e consequentemente tamb m das aeronaves A m dio e longo prazo os investimentos necess rios para a manuten o do desempenho dos pavimentos pr ximo do ideal podem ser planeados de forma eficaz e atempada prolongando a sua vida til com o m nimo de custos poss vel 90 Com este estudo mais do que uma formula o matem tica de obten o de um valor indicativo da condi o superficial de um pavimento aeron utico procurou se desenvolver uma nova filosofia de avalia o e de interpreta o O estruturante desta nova forma de abordagem passa pela integra o de diferentes vertentes num mesmo modelo e por um m todo comparativo de interpretar a gravidade das anomalias detectadas por unidade de an lise A formula o matem tica poder ser aprimorada com a experi ncia tanto no que diz respeito ao n mero de aplica es como ao n mero de avaliadores envolvidos mas a forma de abordagem parece ter ficado
81. e valor tem como significado que n o se julga poss vel identificarem mais de 13 anomalias numa sec o ou seja se X 12 Y ser pelo menos igual a 1 e que portanto n o ser poss vel numa t o reduzida rea identificar mais de 13 diferentes anomalias Significa que se est a admitir que 30 das anomalias poss veis s o mutuamente exclusivas fisicamente numa sec o com as restantes No final da avalia o objectiva caso se conclua que existem mais de 10 de sec es com Y 3 o avaliador deve despromover algumas anomalias de classifica o 2 anomalia condicionante a 1 anomalia existente seguindo o real conhecimento do pavimento e caso estritamente necess rio realizar nova passagem pelas sec es em causa O mesmo deve acontecer caso se verifique em qualquer sec o que X gt 12 pois certamente ter ocorrido uma deficiente identifica o das anomalias aconselhando se o avaliador a consultar os manuais ilustrativos de que s o exemplos o apresentado 43 posteriormente no presente trabalho Cap tulo 5 ou ainda em VELOSO 2001 e no U S Department of Transportation 2004 Apuradas as vari veis X e Y para todas as sec es e verificadas as condi es supracitadas aplica se a seguinte f rmula matem tica proposta pelo signat rio para o c lculo do DMI 4 aXX bxY DM So 4 Onde DMI valor do ndice de Manifesta o de Degrada o da sec o i arredondado s cent simas a
82. ectivo de remover os erros sistem ticos evidenciando as irregularidades que passariam impercept veis nos perfis originais devido aos efeitos de condensa o e de ondula es muito longas do movimento acumulado de uma suspens o de um ve culo comum Posteriormente ele dividido pela extens o dos trechos em an lise resultando no avaliador num rico do IRI com unidades usuais de m km ou mm m Figura 2 3 Normalmente se duas passagens na mesma faixa de tr nsito s o disponibilizadas o ndice toma o nome de HRI Half car Roughness Index procedendo se an lise da m dia ponto por ponto 22 Normal Use 16 T Erosion Gullies and 44 Deep Depressions 59 km h 12 B Frequent Shallow Depressions Some 10 0 JU m amp O km h 8 mmm u E Frequent Minor 80 80kmih E 6 Depressions E 4 Surface eo 5 40 100 km h 35 MI 5 CJ 0 Airport New Older Maintained Damaged Rough Runways amp Pavements Pavements Unpaved Pavements Unpaved Superhighways Roads Roads Figura 2 3 Escala IRI adaptado de SAYERS et al September 1998 A regularidade dum pavimento tem multiplos aspectos a considerar tais como as diferentes formas de calcular a rugosidade e a percep o que o corpo humano dele tem SHAHIN 2005 Este ltimo factor ganha especial import ncia no mbito dos pavimentos aeroportu rios e em especial das pistas pois t m sido repetidamente verificadas discrep ncias entre os resultados dos ensaios tradicionais
83. ed Dezembro 27 2009 http www airport int com upload image files suppliers images companies 1735 douglas mu meterl jpg IRVINE Findlay 2009 Grip Tester Findlay Irvine Online 2009 Cited Dezembro 27 2009 http www findlayirvine com JAE 1998 Junta Aut noma das Estradas Caderno de Encargos s l Instituto das Estradas de Portugal S A 1998 LINDBERGH Charles A 1927 The Spirit of St Louis 1927 94 MENEZES Miguel Vaz Preto de 2008 Estudo das Caracter sticas de Superf cie de Pavimentos Rodovi rios para An lise da Seguran a do Tr fego Disserta o de Mestrado Lisboa Instituto Superior T cnico 2008 NAV 2009 AIP LPCS Cascais NAV Portugal Online 2009 Cited Dezembro 18 2009 http www nav pt ais cd 2009 11 19 AIRAC html index html NAV 2009 AIP LPPC Porto NAV Portugal Online 2009 Cited Dezembro 27 2009 http www nav pt ais cd 2009 11 19 AIRAC html index html PROC 51 1 3416 Ensaio da Mancha de Areia Lisboa LNEC Laborat rio Nacional de Engenharia Civil RDPE Desenvolvimento de Projectos Empresariais 1999 Aer dromo de Cascais Estudo de Mercado Cascais C mara Municipal de Cascais 1999 SAYERS Michael W and Karamihas Steven M September 1998 The Little Book of Profiling Basic Informaiton about Measuring and Interpreting Road Profiles s l University of Michigan September 1998 SHAH Anwar Tighe Susan and Stewart Allen 2004 Developme
84. entifica o A superf cie do pavimento apresenta os agregados em relevo soltos ou em vias de se soltarem sob a ac o do tr fego Causas O envelhecimento do pavimento juntamente com a perda de componentes vol teis do betume conduz ao aumento da rigidez da mistura e falta do material aglutinante Figura 5 1 Desagrega o superficial n vel 1 Figura 5 2 Desagrega o superficial n vel 2 N vel N vel segundo Figura segundo Observa es PCI IAE VELOSO 2001 Figura 1 Anomalia presente pass vel de ascender a n vel 2 caso n o BeM 5 1 se verifique mais nenhuma anomalia Figura T zc 52 2 Anomalia claramente condicionante da avalia o A 5 2 1 2 Exsuda o A exsuda o Flushing caracteriza se pela concentra o superficial geralmente localizada de uma pel cula de betume 69 Identifica o Mancha escura possivelmente pegajosa e brilhante de betume superf cie Causas Mistura com defeitos na homogeneiza o que leva a acumula o de betume superf cie normalmente acompanhando temperaturas mais elevadas Figura 5 3 Exsuda o extensa n vel 2 z N vel N vel A segundo PCI Figura segundo Observa es IIAE VELOSO 2001 1 Exsuda o presente mas numa pequena percentagem da rea da sec o que apresenta outras anomalias N o define Figura gt Exsuda o numa rea significativa ou nica anomalia n veis 5 3 existente n
85. ento r gido por baixo e que traduzem um estado de tens o elevado sem que haja deforma o significativa da superf cie Causas Dilata es t rmicas das camadas de pavimento inferiores e tens es de corte provocadas pelo tr fego sobre as lajes de bet o de cimento Figura 5 14 Fenda de reflex o do fim do pavimento inferior Figura 5 15 Fendas de reflex o do pavimento inferior extra da de U S Department of Transportation 2004 77 N vel N vel segundo Figura segundo Observa es PCI IAE VELOSO 2001 Figura 1 Fendas de reflex o existentes mas sem import ncia no B 5 14 desempenho do pavimento da sec o Fendas de reflex o abertas largura superior a 0 5cm ou Figura nie Lus TN 5 15 2 com deficiente selagem condicionantes da avalia o da MeA secc o 5 2 3 3 Fendas de Escorregamento Lateral As fendas devido a escorregamento lateral Slippage Cracks tamb m denominadas de fendas em meia lua devido sua forma geom trica caracter stica resultam do escorregamento diferencial entre duas camadas do pavimento Identifica o Fendas densamente agrupadas e em forma semi circular deixando ver quando num estado avan ado de deteriora o do pavimento as camadas inferiores em condi es de fendilhamento diferente Est o associadas s tens es impostas pelas rodas das aeronaves especialmente a de nariz e por isso est o localizadas em geral no eixo dos pavimentos
86. entre fontes bibliogr ficas U S Department of Transportation 2004 e a experi ncia adquirida no Caso de Estudo Tabela 5 1 Tipos e codifica o das anomalias adaptado de U S Department of Transportation 2004 Categoria de Anomalia C digo Tipo de Anomalia A l 1 Desagrega o Superficial A J 2 Exsuda o A J 3 Polimento de Agregados Al 4 Eros o de Jacto A ll 1 Rodeiras A ll 2 Ondula es A ll 3 Depress es A ll 4 Empolamentos A lll 1 T rmica A II 2 De Reflex o All 3 De Escorregamento Lateral A IIl 4 De Juntas e Bordas AII 5 Cruzadas AII 6 De Pele de Crocodilo ou Fadiga A IV 1 Remendos e Cortes T cnicos A IV 2 Buracos ANV Derrame de Combust veis leos e Agress es Qu micas e Mec nicas outros solventes A V 2 Rasgo ou Depress o de Impacto Defeitos de Textura Deforma o da Superf cie Fendilhamento Remendos e Buracos Apresentam se seguidamente estas 18 anomalias individualmente recorrendo sempre que poss vel s imagens captadas destas no Caso de Estudo do Aer dromo Municipal de Cascais 5 2 1 Defeitos de Textura 5 2 1 1 Desagrega o superficial A desagrega o Raveling de um pavimento o resultado da perda dos elementos vol teis do betume e devido ac o do tr fego que conduzem a que os agregados do pavimento se soltem desalojando se das posi es iniciais 68 Id
87. es mas no mbito da microtextura e de macrotextura Dentro destes existem dois ensaios bvios o do P ndulo Brit nico e o da Mancha de Areia 24 Integrated Analysis Vehicle Mon M nr RS click hare to display interactive picture directions Rondware Group Inc Figura 2 4 Ve culo instrumentado para m ltiplas an lises da superf cie de pavimentos extra da de WSDOT 2009 Figura 2 5 Grip Tester extra da de IRVINE 2009 Figura 2 6 Mu Meter extra da de INTERNATIONAL 2009 25 Sabendo que o ensaio da mancha de areia n o fornece uma indica o directa do atrito pneu pavimento mas constitui um bom indicador do seu potencial valor MENEZES 2008 simultaneamente d indica es das caracter sticas de drenagem e de rugosidade da superf cie ao contr rio do P ndulo Brit nico estando mais relacionado com o n vel de degrada o ao n vel da perda da camada de betume e da desagrega o superficial Foi este o ensaio escolhido para integrar o modelo proposto neste estudo 2 4 3 Ensaio da Mancha de Areia O ensaio da mancha de areia permite caracterizar de modo simples e por um valor nico a profundidade da textura superficial de um pavimento Pode se aplicar a qualquer tipo de pavimentos de bet o betuminoso ou bet o de cimento A macrotextura determinada atrav s dos desvios entre a superf cie de um pavimento e uma superf cie plana de refer ncia Este ensaio realizado actualmente segundo a no
88. ete Cement Designa o americana para pavimentos r gidos Portland Concrete Cement grelha te rica desenhada para o pavimento a analisar d se o nome de Grelha D ou Matriz D Figura 3 2 Exemplo de divis o de uma Zona de pavimento placa de estacionamento em pavimento flex vel em sec es numeradas 10 m x 10 m 33 Efectuada a grelha te rica sobre a rea de pavimento em estudo verifica se que existem algumas bandas de pavimento que excedem a dimens o de qualquer das sec es por exemplo Figura 3 2 zona a tracejado Quando elas representam mais de 25 do quadril tero da grelha i e sec o devem ser numeradas individualmente para o exemplo fict cio da Figura 3 2 a Tabela 3 3 justifica a classifica o No caso contr rio devem integrar o quadril tero ou sec o adjacente precedente A Tabela 3 4 sintetiza esta informa o Tabela 3 3 Descri o da classifica o efectuada no exemplo da Figura 3 2 N mero da Observa es sec o N o numerada e a rea passa a ser inclu da o na sec o 04 15 numerada e considerada uma sec o 25 numerada e considerada uma sec o N o numerada e a rea passa a ser inclu da na sec o 25 26 S o numeradas e consideradas sec es N o numerada e a rea passa a ser inclu da na sec o 35 A raz o das menores reas propostas prende se com o facto do avaliador so
89. feitos rugosidade e o desconforto ou n vel de conforto registado pelos pilotos e pelos passageiros das aeronaves U S Department of Transportation 2006 Em primeira inst ncia este aspecto est relacionado com as velocidades a que s o realizados os levantamentos dos perfis e as velocidades das aeronaves Torna se importante esclarecer o que se entende ent o por percep o humana da rugosidade de um pavimento Basicamente o julgamento feito pelo utilizador de uma estrada ou passageiro de uma aeronave ao n vel de rugosidade da mesma depende do desconforto experimentado devido s vibra es durante o percurso AWASTHI et al 2003 Estas vibra es provocam sobre os humanos diferentes sensa es em fun o de quatro par metros principais magnitude frequ ncia dura o e direc o A magnitude medida em termos da acelera o de oscila o das part culas neste caso do corpo humano e expressa no valor m dio quadr tico Cada parte do corpo humano tem uma frequ ncia de vibra o pr pria e mais sens vel a determinado intervalo de frequ ncias em especial para vibra es verticais da ordem dos 5 Hz devido a resson ncia na cavidade abdominal Como natural a percep o de desconforto aumenta com o tempo de exposi o a determinada vibra o e esta deve ser avaliada segundo os tr s eixos ortogonais V rias destas raz es tais como a import ncia da frequ ncia e da direc o da vibra o le
90. foi inaugurado a 11 de Outubro de 1964 com a designa o de Campo de Turismo Conde Monte Real tendo sido erigido nos antigos terrenos pertencentes ao Casal de Tires AMC Aer dromo Municipal de Cascais Todavia as obras de constru o iniciais s terminaram em 1966 contando com a ajuda de meios da For a A rea Portuguesa e servindo desde ent o a avia o geral voos privados e de instru o RDPE Desenvolvimento de Projectos Empresariais 1999 O local onde este se encontra implantado dominado por uma grande bancada de rocha constitu da essencialmente por calc rios e arenitos da denominada Forma o de Cane as de onde se retiraram para a sua constru o blocos de dimens es significativas AMC Aer dromo Municipal de Cascais Devido passagem pelo aer dromo de uma ribeira a Ribeira das Marianas encontram se ainda solos constitu dos principalmente por aluvi es numa faixa paralela e outra transversal pista C mara Municipal de Cascais O projecto original do aer dromo foi da autoria do Arquitecto M rio de Meneses e o primeiro avi o levantou da pista do aer dromo pelas m os do piloto civil Jorge Vargas Ao longo dos anos o aer dromo tem sido alvo de obras de beneficia o e de amplia o das quais s o exemplo os v rios hangares e outras instala es de apoio que s o hoje propriedade do munic pio A amplia o da pista inicial de 600 m para 1000 m permitiu que o aer dromo p
91. forma de Estacionamento Alfa Aer dromo de Tires 103 Matriz A continua o Levantamento Objectivo de Anomalias na Plataforma de Estacionamento Alfa Aer dromo de Tires 104 ANEXO IV PLANO DE ENSAIOS RESUMIDO NOME Jo o Rodrigues Lu s ORIENTADOR Prof Jorge Paulino Pereira DATA 10 de Fevereiro de 2009 CURSO Engenharia Civil AREA Pavimentos de Infraestruturas de GRAU Tese de Disserta o Mestrado Transportes E MAIL joaorluis gmail com T TULO DO TRABALHO i DESENVOLVIMENTO DE UM NDICE EXPEDITO DE AVALIA O DA CONDI O DE PAVIMENTOS AERON UTICOS Ensaio de mancha de areia para aferi o de rugosidade superficial macrotextura do pavimento Quantidade e caracteriza o dos ensaios a realizar Ensaio n Local Descri o Objectivo Calibrar e padronizar Pista Principal resultados dos ensaios seguintes 1 Ponto de toque Pista 35 Ponto espec fico 2 Eixo da pista E A 7 m do eixo Padrao Placa de Estacionamento Plataforma em estudo Alfa 4 Mancha de derrame 1 Grau Caracterizar e 5 Mancha de derrame 2 Grau distinguir diferentes 6 Mancha de derrame 3 Grau est dios de degrada o 7 M
92. gues Luis Desenvolvimento de um Modelo de Avallagio Expedita de Pavimentos amp eron amp utlcos ndice Integrado de Avalia o Expedita CIIAE Data Mar o de 2009 Escala 1800 107 ANEXO VI fensaion 1 7 Resultados Coordenadas GPS Latitude Longitude Observa es Ponto de toque com clara deposi o de borracha apesar de n o ser percept vel a altera o da macrotextura antes de efectuar o ensaio Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 108 ANEXO VI fensaion 2 7 Resultados Coordenadas Coordenadas GPS Tem Edo rei Longitude m Hr 96 9W 2C 38 71976 9 35325 146 14 68 16 5 168 16 4 16 1 Observa es Eixo da pista no ponto de toque com a superf cie do pavimento a denotar algum desgaste devido utiliza o Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 109 ANEXO VI fensaion 3 7 Resultados Coordenadas GPS E E Temp aa Longitude ec Hr 38 71977 9 35335 144 15 68 20 9 19 3 188 20 5 A cerca de 7m do eixo no ponto de toque com a superficie a Observa es apresentar uma macrotextura menos agressiva do que no eixo Foto Obtidos de um receptor GPS SiRF Star III de utiliza o comum 110 ANEXO VI Resultados Coordenadas GPS 7 7 Temp cas Longitude ec Hr 38 72552 9 35415 154 14
93. gura 2 1 Vari veis e escala do PCI extra do de VELOSO 2001 18 Figura 2 2 mbito das designa es de textura em fun o do comprimento de onda extra do de MENEZES 2008 adaptado de AIPCR PIARC 2003 21 Figura 2 3 Escala IRI adaptado de SAYERS et al September 1998 23 Figura 2 4 Ve culo instrumentado para m ltiplas an lises da superf cie de pavimentos extra da de WSDOT 2009 25 Figura 2 5 Grip Tester extra da de IRVINE 2009 25 Figura 2 6 Mu Meter extra da de INTERNATIONAL 2009 25 Figura 2 7 T pico Ciclo de Vida da Condi o de um Pavimento extra do de SHAHIN 2005 28 Figura 3 1 Exemplo de divis o e designa o de duas sub zonas de uma placa de estacionamento de aeronaves 32 Figura 3 2 Exemplo de divis o de uma Zona de pavimento placa de estacionamento em pavimento flex vel em sec es numeradas 10 m x 10 m 33 Figura 3 3 Grelha D e Matriz S para o exemplo da Figura 15 36 Figura 3 4 Matriz S e Matriz S para o exemplo da Figura 15 37 Figura 4 1 Aer dromo de Tires visto do c u extra da de ARCASCAIS E M 2009 49 Figura 4 2 Aer dromo Municipal de Cascais extra da de ARCASCAIS E M 2009 53 Figura 4 3 Grelha D para o Caso de Estudo 55 Figura 4 4 Matriz S 56 Figura 4 5 Matriz S 57 Figura 4 6 Mapa de ensaios da Mancha de Areia utilizados no modelo dollAE 62 Figura 4 7 Distribui o dos resultados do IIAE 64 Figura 5 1 Desagrega o superficial n vel 1 69 Figura 5 2 Desagreg
94. ia ter sido aplicada Aos meus colegas de curso que me acompanharam e apoiaram durante o percurso universit rio em geral e no desenrolar deste trabalho em particular minha fam lia pelo incans vel apoio durante todo o trabalho bem como aos meus amigos pela palavra de incentivo nas alturas certas que juntos me possibilitaram as condi es ptimas para a realiza o deste estudo RESUMO Os Sistemas de Gest o de Pavimentos Aeron uticos com base nos ndices actualmente conhecidos ainda n o se encontram totalmente introduzidos em Portugal e a conjuntura actual torna a sua implementa o na maioria dos aer dromos nacionais uma possibilidade remota Com o objectivo de agilizar os procedimentos associados implementa o desses sistemas de gest o para que se continuem a veicular os recursos financeiros para as fases das interven es de manuten o desenvolvida e proposta nesta disserta o uma metodologia de abordagem avalia o de pavimentos aeron uticos in dita De forma a constituir se como uma alternativa aos reconhecidos ndices de avalia o da condi o de pavimentos j existentes o modelo do ndice Integrado de Avalia o Expedita aqui introduzido tem como objectivos fundamentais a redu o de custos associados a esta fase de levantamento e processamento de informa o e a simplifica o de procedimentos que tornem simultaneamente a aplica o do modelo menos onerosa e mais expedita Com
95. icos est regulamentada pela ICAO ICAO 1994 baseiam se no levantamento de determinados perfis da estrada e ou pista ao longo de uma linha imagin ria obtendo uma superf cie bidimensional Estes perfis s o constitu dos por uma s rie de n meros representativos de uma altura ou seja de uma dist ncia a um n vel de refer ncia Geralmente s o elaborados recorrendo a duas passagens por faixa uma em cada alinhamento de rodados no caso de rodovias A dificuldade passa por transpor esta enorme quantidade de dados para um ndice de refer ncia que seja representativo da rugosidade que entendida como as varia es da superf cie da estrada que originam vibra es nos ve culos circulantes numa dada extens o desta AWASTHI et al 2003 Destes quantificadores da rugosidade de um pavimento o IRI sem d vida o mais utilizado e internacionalmente aceite Desenvolvido pelo World Bank na d cada de 1980 foi dos primeiros a responder necessidade de caracterizar o perfil longitudinal das estradas ao longo dos alinhamentos dos rodados SAYERS et al September 1998 Objectivamente calculado a partir de um nico perfil longitudinal isto utilizando apenas uma passagem do ve culo instrumentado Primeiramente o perfil obtido normalizado segundo a inclina o m dia corrigida Average Rectified Slope ARS que um filtro c lculo realizado sobre uma s rie de valores num ricos processado por computador com o obj
96. ifica o num rica da condi o da superf cie dum pavimento e uma medida da performance funcional com implica es na performance estrutural U S Department of Transportation 1996 uma avalia o baseada numa medida objectiva do tipo da severidade e da extens o da anomalia observada num pavimento atrav s de indicadores superficiais HORONJEFF et al 1993 Estes ndices dos quais o PCI dos mais utilizados t m como fun o evitar a ocorr ncia de anomalias graves nos pavimentos e priorizar as zonas que devem ser intervencionadas com maior urg ncia Uma nica avalia o permite apenas estabelecer um panorama da condi o superficial do pavimento num determinado 16 momento o que ajuda ao processo de decis o sobre manuten es a realizar num futuro pr ximo J uma estrat gia de levantamentos planeados e peri dicos permite seleccionar formas de tratamentos preventivos A recolha de dados sobre a evolu o do estado de degrada o dos pavimentos permite antecipar o seu comportamento futuro auxiliando as administra es dos aer dromos a planear a m dio prazo as interven es necess rias em fun o da degrada o expect vel devido a estas potencialidades que estes ndices est o estreitamente ligados aos Sistemas de Gest o de Pavimentos SGP As administra es dos aer dromos conscientes de que a responsabilidade ltima sua em situa es de acidentes por exemplo quando uma aeronave n o
97. imentos Aeronauticos Indice integrado de Avalia o Expedia IIAE 123 ANEXO VIII Grelhas dos resultados das classifica es da placa de estacionamento Alfa Tabela 1 Classifica o DMI e Anomalias condicionantes 8 7 6 5 4 3 1 Linha Coluna e 2 p 2 a nue Alt AJV 2 A II 2 A III A 0 Ale t AV A lll 1 ANA p p pm gu n ALI ALl AL1 IAT A 1 ANZI AV AV 1 AV 1 i E E JE ges PMN ea ada me aja Al A III A dis d A V 1 2 i A II 3 3 A III 6 A 4 i E 5 Linha Coluna 0 124 125
98. international technical pavement management me nu htm COSTA Hugo Bernardo Campos Branquinho Matos da 2008 An lise de Custos de Ciclo de Vida Relativa a Pavimentos Rodovi rios Flex veis Tese de Disserta o de Mestrado Lisboa Instituto Superior T cnico 2008 EN 13036 1 2001 Road and airfield surface characteristics Test methods Part 1 Measurement of pavement surface macrotexture depth using a volumetric patch technique s l TC 227 2001 FONTUL Simona 2007 Classifica o ACN PCN dos Pavimentos do Aer dromo Municipal de Cascais NIRA N cleo de Infraestruturas Rodovi rias e Aeroportu rias s l LNEC Laborat rio Nacional de Engenharia Civil 2007 407 2007 HORONJEFF Robert and McKelvey Francis X 1993 Planning amp Design of Airports Fourth Edition U S A Mc Graw Hill 1993 ICAO International Civil Aviation Organization 1983 Aerodrome Design Manual Part 3 Pavements 1983 Second Edition ICAO International Civil Aviation Organization July 2004 Aerodromes Annex 14 July 2004 Fourth Edition ICAO International Civil Aviation Organization 1994 Airport Services Manual Part 2 Pavement Surface Conditions Montreal s n 1994 Third Edition ICAO International Civil Aviation Organization 1983 Aerodrome Design Manual Part 2 Taxiways Aprons and Holding Bays Second Edition Montreal 1983 INTERNATIONAL Airport 2009 Douglas Mu Meter Airport International Online 2009 Cit
99. ito fundamental de auxiliar qualquer t cnico no processo de identifica o da anomalia detectada bem como na classifica o objectiva da sua severidade dito por outras palavras pretendeu se estabelecer um manual de apoio de campo para avalia o de pavimentos aeron uticos O desenvolvimento deste manual decorreu do modelo proposto neste trabalho Distinguem se neste manual as situa es da simples presen a da anomalia e da presen a e condicionamento da avalia o da sec o onde ela se encontrar Colocam se desta forma as anomalias segundo uma hierarquiza o caso a caso Existindo j manuais desenvolvidos e aceites internacionalmente para a determina o de ndices como o ndice de Condi o de Pavimento PCI ser apresentado o paralelismo com essa escala de tr s n veis de gravidade Baixa M dia e Alta VELOSO 2001 sempre que poss vel semelhan a do utilizado no detalhado modelo do PCI o sistema de classifica o aqui introduzido pretende ser uma fonte de informa o para a classifica o de pavimentos no mbito do programa de seguran a e gest o dos aer dromos N o tem no entanto como inten o fornecer directamente informa o sobre a necessidade ou o estabelecimento de programa o de interven es de manuten o ou reabilita o de pavimentos A peculiaridade do modelo de classifica o proposto ndice Integrado de Avalia o Expedita prende se com o facto de n o se classificar
100. iva numerando de 000 a 099 a primeira linha da matriz e assim sucessivamente AU Linha 0 Coluna 0 Figura 4 3 Grelha D para o Caso de Estudo 55 4 4 3 Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento Estando conclu da a fase de divis o da rea de pavimento a analisar numa grelha Grelha D como descrito anteriormente prosseguiu se com a inspec o ao local a fim de avaliar a condi o do pavimento introduzindo um procedimento de avalia o espec fico e inovador Para que o modelo que se apresenta possa aproximar se dos objectivos a que se prop s desde cedo se tornou claro que se devia apostar na integra o de val ncias esmiu ando racionalmente todas as val ncias indispens veis sua boa concretiza o Materializou se no aproveitamento das capacidades do inspector idealmente com experi ncia na rea de pavimentos juntamente com as reconhecidas capacidades dos modelos matem ticos na produ o de valores objectivos O modelo matem tico procurado foi simplificado ao m ximo com a finalidade de o tornar mais emp rico e expedito Pretendeu se com a integra o de uma componente assumidamente subjectiva o enriquecimento dos resultados obtidos no modelo do ndice de Manifesta o de Degrada o DMI proposto que possui invariavelmente lacunas devido sua simplicidade No final ambas as componentes modelo objectivo DMI e Avalia o Subjectiva Directa t m um peso important
101. la 2 1 Vari veis de que depende o desempenho de um pavimento extra da de ICAO 1983 10 Tabela 2 2 Valores ACN para pavimentos flex veis para a aeronave Fokker 100 extra da de ICAO 1983 14 Tabela 2 3 Classifica o ACN PCN segundo o tipo de pavimento 15 Tabela 2 4 Classifica o ACN PCN segundo a resist ncia do solo de funda o 15 Tabela 2 5 Classifica o ACN PCN segundo a press o dos pneus 15 Tabela 2 6 Classifica o ACN PCN segundo o m todo de determina o 16 Tabela 3 1 C digos de Zona definidores do tipo de utiliza o segundo VELOSO 2001 32 Tabela 3 2 Geometria sugerida para as sec es em fun o da zona 33 Tabela 3 3 Descri o da classifica o efectuada no exemplo da Figura 15 34 Tabela 3 4 Numera o e classifica o de sec es parciais de pavimento 34 Tabela 3 5 Classifica o Subjectiva Directa da Condi o dos Pavimentos 36 Tabela 3 6 Excerto de um exemplo de Matriz A 38 Tabela 3 7 Crit rios de Classifica o das Anomalias 39 Tabela 3 8 Designa o correspondente Classifica o das Anomalias 39 Tabela 3 9 Enquadramento da macrotextura no modelo do IIAE 41 Tabela 3 10 Exemplo de Determina o das Vari veis X e Y 43 Tabela 3 11 Matriz B para factor de correc o dk 45 Tabela 4 1 Caracter sticas geom tricas da Pista do AMC adaptado de FONTUL 2007 a esq e 0 ea mo ua e nm me a O Tabela 4 2 Caracter sticas dos caminhos de circula o do AMC adaptado de FONTUL 2007 50 Tabela 4
102. lquer aer dromo constituindo se na zona pavimentada rectangular onde t m lugar as ac es longitudinais de aterragem e de descolagem das aeronaves nela operantes Esta rea liga com os caminhos de circula o taxiways devendo proporcionar os seguintes aspectos uma adequada separa o f sica entre aeronaves a menor interfer ncia nas opera es de aterragem circula o e de descolagem a menor dist ncia a percorrer nos caminhos de circula o entre a rea do terminal e o topo das pistas adequadas condi es para que a sa da das aeronaves da pista para os caminhos de circula o possa acontecer t o rapidamente quanto poss vel percorrendo nestas o menor trajecto dispon vel at ao terminal rea total ocupada pelas pistas e pelos caminhos de circula o chamada de rea de manobra A pista designada de rea de aterragem Por outro lado ao referir a totalidade da rea afecta circula o ou estacionamento de aeronaves ou seja a pista caminhos de circula o taxiways e placas de estacionamento costuma designar se vulgarmente de rea de movimento Quando se verifica a exist ncia de duas ou mais pistas cruzadas elas s o classificadas em geral segundo uma hierarquia onde se estabelece a pista principal e a pista ou pistas secund rias Esta classifica o est associada ao facto de numa situa o de utiliza o normal a pista principal apresentar melhores condi es para a opera
103. m 5 0x 5 30 5 0x 5 0 3 7x4 0 3 8x4 0 Dimens o total m 60 x 25 110 x 25 110 x 34 220x32 Espessura m 0 25 0 25 0 15 Base Solo cimento 0 10 m Solo cimento 0 10m Solo cimento 0 10 m Observa es Sem projecto dispon vel 50 Exceptuando os lugares de estacionamento da placa Delta e a placa Echo em pavimento r gido lajes de bet o de cimento a totalidade da pista e dos caminhos de circula o s o em bet o betuminoso assim como as placas de estacionamento Alfa Bravo e Charlie Segundo informa es contidas no ltimo relat rio desenvolvido pelo Laborat rio Nacional de Engenharia Civil LNEC FONTUL 2007 para a empresa municipal gestora do mesmo Arcascais E M com o fim de atribuir uma classifica o ACN PCN aos pavimentos do aer dromo as espessuras originais das camadas da pista s o as seguintes e Camadas betuminosas 0 12 a 0 19 m e Camadas de material granular 0 20 a 0 30 m Deve se salientar que este estudo tem sido pedido regularmente ao LNEC O ltimo data de 2007 tendo sido realizados os ensaios em Outubro e Novembro de 2005 com o intuito suplementar de aferir a necessidade de refor o da pista para garantir uma utiliza o em seguran a de aeronaves com um peso m ximo descolagem de 400 kN Estudos anteriores ajudaram os rg os gestores da infra estrutura a decidir sobre a necessidade de obras de manuten o e a cer
104. met dico e cred vel ao mesmo tempo que acrescenta valor s gest es dos aer dromos que o adoptem Parte de uma filosofia inovadora ao basear se num m todo comparativo para a classifica o da gravidade das anomalias e com um objectivo ambicioso de cruzar com sucesso dois tipos de avalia o distintas uma subjectiva e outra objectiva semelhan a do que foi introduzido com um dos ltimos ndices a ser desenvolvido nesta rea espec fica o CRI o modelo do IIAE pretende integrar o maior leque de val ncias poss vel continuando a cumprir os objectivos a que se prop s Para esse efeito incorpora como componente essencial a medi o objectiva segundo ensaios expeditos a par metros do desempenho funcional do pavimento como a macrotextura concretizados atrav s de ensaios de Mancha de Areia Este ensaio tem como vantagem servir ao mesmo tempo de indicador do atrito de desempenho do pavimento drenagem das guas superficiais e de indicador da pr pria condi o de degrada o do pavimento Por outro lado a forma de c lculo dos diferentes procedimentos deste novo modelo s o apresentados ap s uma nica aplica o para calibra o e verifica o dos resultados A formula o matem tica n o naturalmente apresentada na sua forma final ou seja estar durante as pr ximas aplica es pr ticas sujeita a melhoramentos significativos no que diz respeito tanto ao c lculo do DMI f rmula 4 dos pesos relativos n
105. nduziu o autor percep o da necessidade real das administra es dos aer dromos em especial dos mais pequenos poderem ter acesso a ferramentas de apoio decis o no mbito da gest o da manuten o que se constituam como cred veis alternativas aos existentes mais dispendiosos Tendo em considera o a realidade s cio econ mica nacional e os requisitos n o s normativos mas de competitividade do maior interesse estabelecer princ pios e gerir as infraestruturas nomeadamente os pavimentos aeron uticos com o maior empenho de forma a conciliar a m xima efic cia aos menores custos presentemente indiscut vel que um bom planeamento e gest o de pavimentos aumenta a qualidade das opera es garantindo melhores condi es de seguran a e conforto ao mesmo tempo que permite uma explora o nessas condi es por mais tempo com menores custos de manuten o e repara o Assim conseguem se cumprir os objectivos de qualquer entidade respons vel por estas infraestruturas com maiores proveitos a m dio e longo prazo Ao mesmo tempo as regulamenta es e recomenda es que s o produzidas nesta rea traduzem uma preocupa o crescente muito significativa com as quest es abordadas atr s sobre a qualidade funcional dos pavimentos e em particular dos aeron uticos uma vez que para os rodovi rios j existem aplicados mais e melhor divulgados Sistemas de Gest o de Pavimentos Posto isto resta salientar que a I
106. nseguindo assim melhorar as condi es dos pavimentos e por consequ ncia melhorar as condi es de seguran a conforto e durabilidade para todos aqueles que usufruem e dependem destes pavimentos Um modelo com estas caracter sticas necessita de menos avaliadores e t cnicos nas inspec es assim como de equipamentos de medi o e ensaio Conflitua menos com as normais opera es dum aer dromo permitindo ainda o estreitamento da periodicidade normalmente implementada para as avalia es da condi o e do 30 comportamento dos pavimentos ao longo do tempo Deste modo poder se contribuir de forma decisiva em qualquer tipo de aer dromo para uma decis o de interven o de manuten o ou reabilita o atempada e com objectivos bem delineados A descri o de procedimentos a adoptar bem como de sugest es que se julguem pertinentes em cada uma das fases de desenvolvimento da avalia o dos pavimentos apontado de seguida come ando pelo processo de divis o dos pavimentos seguido dos procedimentos para a avalia o subjectiva da avalia o objectiva da integra o da avalia o do desempenho funcional e por fim a metodologia de c lculo do ndice desenvolvido 3 2 Processo de Divis o dos Pavimentos Grelha D O processo de divis o do pavimento sugerido neste trabalho foi fun o do pavimento sob an lise e tamb m da sua geometria D o se de seguida algumas formas pr ticas de dividir o pavimento das zon
107. nt of a unique deterioration index prioritization methodology and foreign object damage evaluation models for Canadian airfield pavement management Canada National Research Council Canada 2004 SHAHIN M Y 2005 Pavement Management for Airports Roads and Parking Lots s l Springer 2005 pp 93 95 SPECHT Luciano P et al 2007 Evaluation of Pavement Macrotexture by Sand Patch Technique Brasil s n 2007 U S Department of Transportation 2004 Airfield Pavement Surface Evaluation and Rating Manuals Washington Federal Aviation Administration 2004 AC 150 5320 17 U S Department of Transportation 2004 1996 Airport Pavement Design and Evaluation Washington Federal Aviation Administration 1996 Advisory Circular AC 150 5320 6D U S Department of Transportation 2004 2006 Airport Pavement Management Program Washington Federal Aviation Administration 2006 AC 150 5380 7A U S Department of Transportation 2004 2007 Guidelines and Procedures for Maintenance of Airport Pavements Washington Federal Aviation Administration 2007 AC 150 5380 6B 95 U S Department of Transportation 2004 2006 Standardized Method of Reporting Airport Pavement Strength PCN Washington Federal Aviation Administration 2006 Advisory Circular AC 150 5335 5A VELOSO Joaquim J 2001 Gest o de Pavimentos Aeron uticos Tese de Disserta o de Mestrado Lisboa Instituto Superior T cnico 2001 WIKIPEDIA
108. o o Aer dromo Municipal de Cascais e realizado o seu enquadramento na envolvente mais pr xima e na regi o descreveu se a sua evolu o e condi es actuais com especial aten o aos seus pavimentos julgando se importante referir algumas caracter sticas da constitui o dos solos de funda o e dos pavimentos existentes para melhor se perceber a adequabilidade do Caso de Estudo ao modelo proposto Foi exactamente numa das placas de estacionamento na placa Alfa que se efectuou a primeira aplica o do modelo proposto e desenvolvido nesta disserta o Depois de realizada a primeira aplica o pr tica do ndice Integrado de Avalia o Expedita importante realizar uma primeira cr tica aos resultados obtidos e presta o do m todo Da avalia o subjectiva realizada Plataforma de Estacionamento Alfa do AMC resulta um indice de Smeq 2 10 que coloca o pavimento num estado de pr ru na enquanto da avalia o objectiva resulta um DMI m dio de 2 79 correspondente a um n vel de desempenho normal Desta diferen a entre os indicadores interm dios do modelo talvez se possa concluir que a formula o do DMI seja moderadamente optimista O talvez justifica se com o facto de n o se esperar obter em todas as situa es indicadores exactamente iguais pois poder se ia dessa forma dispensar uma das componentes da avalia o Para as sec es analisadas obteve se um valor para o IIAE que varia entre 1 31
109. o Matriz S e Matriz S na plataforma de estacionamento Alfa do Aer dromo Municipal de Cascais est o em anexo Anexo II 1 e 11 2 apresentando se aqui resumidamente os resultados na Tabela 4 7 Tabela 4 7 Resultados da Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento ny Sec o i 12 13 14 15 16 17 18 20 21 22 23 o Sec o i 24 25 26 27 28 30 31 32 33 34 35 o Sec o i 36 37 40 41 42 43 44 50 51 e Sec o i 00 01 02 03 04 05 06 07 08 10 11 3 3 2 2 2 3 3 2 3 MN o H IH BIPB N O O UJjU N M Oo ENTE NTE NTE NTE IPIBININ g N NIOIN N INI INIP HmB A m dia para o S de 2 10 colocando o pavimento numa posi o de pr ru na pela avalia o subjectiva atrav s da aplica o do crit rio definido na Tabela 3 5 4 4 4 Avalia o do ndice de Manifesta o de Fadiga DMI Nesta fase da aplica o do modelo do IIAE guarda se a Matriz S preenchida anteriormente Procedeu se fase de levantamento das anomalias presentes no contexto da determina o de um ndice de condi o para cada sec o A inspec o foi realizada percorrendo a p os pavimentos sob an lise de forma cont nua e por ordem crescente da numera o das sec es recorrendo sempre que necess rio consulta da Matriz S 58 A medida que se progrediu nas sec es fez se o levantamento na matriz de anomalias Mat
110. o da classifica o ACN PCN dum pavimento inclui condensadamente informa o relativa aos factores apresentados por essa mesma ordem recorrendo aos c digos apresentados nas tabelas Tabela 2 3 Tabela 2 4 Tabela 2 5 e Tabela 2 6 Tabela 2 3 Classifica o ACN PCN segundo o tipo de pavimento Tipo de pavimento para classifica o ACN PCN C digo Pavimento R gido R Pavimento Flex vel F Tabela 2 4 Classifica o ACN PCN segundo a resist ncia do solo de funda o Capacidade de Caracterizada por resist ncia do solo de funda o Alta K 150MN m K gt 120MN m CBR 15 CBR gt 13 M dia K 80MN m 60 Kx120MN m CBR 10 8 lt CBR lt 13 Baixa K 40MN m 25 lt K lt 60MN m CBR 6 4 lt CBR lt 8 Muito Baixa K 20MN m KX25MN m CBR 3 CBR lt 4 K m dulo de reac o do solo de funda o segundo o m todo Westergaard ICAO 1983 U S Department of Transportation 1996 Pavimentos R gidos Pavimentos Flex veis Tabela 2 5 Classifica o ACN PCN segundo a press o dos pneus Categoria de press o Press o m xima dos AE C digo de enchimento pneus Alta llimitada W M dia 1 50MPa X Baixa 1 00MPa Y Muito Baixa 0 50MPa Z 15 Tabela 2 6 Classifica o ACN PCN segundo o m todo de determina o M todo de ae Descric Avalia o C digo escri o Realizado mediante um estudo espec fico das caracter sticas T cnica T do paviment
111. o e sua realidade incluindo nesta as actividades a que as diferentes zonas est o sujeitas quantidade e tipo de tr fego Se o conhecimento do aer dromo e da utiliza o das diferentes zonas diferentes caminhos de circula o placas de estacionamento ou pistas for efectivo torna se mais f cil estabelecer partida o que se entender como o n vel de desempenho m dio do pavimento para cada zona A partir desse n vel a classifica o das sec es ser mais evidente e a classifica o feita por avaliadores diferentes mais coerente Por uma quest o de facilidade de localiza o e identifica o no local das diferentes sec es a classificar sugere se que a Grelha D seja reproduzida sobre a planta do aer dromo com a marca o dos v rtices das sec es a giz Desta forma atrav s de pontos identific veis a partir da planta por exemplo das linhas de marca o de circula o ou do alinhamento com os hangares a tarefa do avaliador fica facilitada Pode se transpor a divis o imagin ria para o n vel do pavimento da pista sem a necessidade do aux lio de equipamentos adicionais Figura 4 5 Matriz S 57 Como ponto cr tico de modo a que uma anomalia localizada n o possa alternar entre duas sec es anotaram se algumas anomalias numa nova Grelha D tal como descrito anteriormente obtendo desta forma a Matriz S Figura 4 5 e Anexo II 2 As matrizes preenchidas durante esta fase de avalia
112. o e aplicando tecnologia na avalia o do comportamento do mesmo Realizado com base na experi ncia adquirida do tipo de Empirica U aeronave que regularmente utilizada e satisfatoriamente suportada pelo pavimento Por exemplo atrav s desta classifica o a pista principal do Aeroporto Francisco S Carneiro no Porto classificada como PCN 80 F C W T NAV 2009 Significa que nele podem operar aeronaves com classifica o ACN igual ou inferior a 80 sem restri es bem como indica que o pavimento asf ltico F que a capacidade resistente dos solos de funda o baixa C que n o est limitada superiormente a press o de enchimento dos pneus das aeronaves que nele operam W e que esta classifica o foi obtida atrav s de um estudo espec fico das caracter sticas do pavimento T Depois de desenvolvido um m todo de caracteriza o da capacidade estrutural de um pavimento come ou se nos Estados Unidos a pensar numa forma de avaliar a sua condi o ao longo da vida til assim que surgem os ndices de condi o de deteriora o de um pavimento 2 3 4 Avalia o da Condi o de um Pavimento 2 3 4 1 ndice de Condi o do Pavimento PCI Paralelamente com o m todo de determina o da capacidade de carga ACN PCN surgiu um ndice de avalia o da condi o de um pavimento denominado de PCI Pavement Condition Index U S Department of Transportation 2006 O PCI uma class
113. ompacta o das camadas de pavimento incluindo do pr prio solo de funda o durante a constru o Figura 5 9 Depress o com profundidade inferior a 1 5cm numa sec o com outras anomalias importantes Figura 5 10 Depress o significativa numa sec o com outra anomalia tamb m evidente Desagrega o da superf cie 74 N vel N vel segundo Figura segundo Observa es PCI IAE VELOSO 2001 Figura 1 Depress o pouco profunda 1 5cm com outras B 5 9 anomalias presentes Figura gt Depress o com extens o e profundidade perigosa para a MeA 5 10 manobra das aeronaves ou nica anomalia da sec o 5 2 2 4 Empolamentos Um empolamento Frost Heave uma eleva o mais ou menos localizada devido a caracter sticas particulares do ndice de vazios das camadas do pavimento ou do solo de funda o Identifica o Eleva o da superf cie do pavimento sem depress o cont gua localizada ou segundo uma direc o preferencial Causas Solo de funda o com caracter sticas expansivas na presen a da gua ou durante os ciclos gelo degelo Figura 5 11 Empolamento com mais de 2cm de altura extra da de U S Department of Transportation 2004 N vel N vel segundo Figura segundo Observa es PCI IAE VELOSO 2001 1 Empolamentos de pequena altura ou acompanhados de B anomalias bem mais gravosas para a sec o Figura 2 Empolamentos com m
114. onente subjectiva e objectiva da avalia o da condi o do pavimento ser normal constatar algumas varia es entre elas ou seja casos onde a avalia o n o coincide Apesar de n o ser surpreendente julga se pertinente adicionar uma ltima componente integrando mais uma val ncia sem com isso dificultar significativamente o processo de avalia o com este objectivo que se prop e a integra o da avalia o da textura superficial que integra a outra face da avalia o de um pavimento a funcional concretizada por ensaios pr ticos que ter o de responder perante os requisitos originais do modelo desenvolvido isto serem expeditos e de baixo custo Facilmente se conclui que o ensaio que re ne estas caracter sticas o ensaio expedito a macrotextura ou seja o ensaio volum trico para determina o da textura de um pavimento tamb m designado de ensaio da mancha de areia Este ensaio e a interpreta o dos seus resultados permite despistar e calibrar situa es onde a inexperi ncia do avaliador poderia resultar em avalia es menos precisas Como a balizagem da interpreta o dos resultados s foi poss vel depois de eles terem sido realizados o procedimento de obten o ser explicitado posteriormente no caso de estudo onde se aplicou o modelo proposto e agora apresentado Contudo a influ ncia destes par metros no ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE tem de ficar expl cita por ora A tabela
115. os trens das aeronaves funda o e metodologias de projecto adoptadas caso a caso Claramente uma solu o que tenha que responder a condi es de tr fego e funda o entre outras mais agressivas ter a priori um custo superior de execu o No entanto no panorama actual importante analisar que a m dio e longo prazo poder trazer benef cios reduzindo por exemplo as necessidades de manuten o COSTA 2008 com este intuito que se pretende apresentar um modelo de avalia o da condi o de desempenho de um pavimento que ajude a optimizar o resultado das interven es a realizar Com o desenvolvimento de um modelo in dito torna se indispens vel a realiza o da sua primeira aplica o e assim dota se este estudo de um cariz pr tico para al m da componente te rica O caso de estudo pr tico o Aer dromo Municipal de Cascais Aer dromo de Tires onde se efectuaram os ensaios e a aplica o do modelo descrito adiante dentro das restri es de tempo e dimens o deste trabalho A principal fun o de um pavimento aeron utico constituir uma superf cie livre e desempenada destinada s opera es no solo das aeronaves em condi es adequadas de seguran a conforto e economia Para cumprir essa fun o a superf cie do pavimento deve possuir determinadas caracter sticas nomeadamente funcionais de onde se destacam a ader ncia a regularidade geom trica e a capacidade de drenagem das guas superficiais
116. pedita posicionando se entre as avalia es globais da condi o de um pavimento menos objectivas e os indices mais complexos e reconhecidos como o PCI ou o CRI 88 6 Conclus es 6 1 Considera es Finais O presente trabalho seguiu uma ordem l gica para a apresenta o daquilo que se prop e ser um m todo de avalia o expedito da condi o de um pavimento aeron utico o ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE Come ou se por apresentar o tema e os objectivos que conduziram a elabora o deste estudo seguindo se ap s uma breve descri o dos elementos de um aer dromo a apresenta o do que s o os modelos actuais e mais utilizados internacionalmente que t m por finalidade a avalia o e caracteriza o de pavimentos aeron uticos No contexto da avalia o e caracteriza o do desempenho de pavimentos aeron uticos enquadraram se a capacidade de suporte ndices de avalia o da condi o e ndices de avalia o da textura e rugosidade de pavimentos Resumiu se o essencial sobre os Sistemas de Gest o de Pavimentos Aeron uticos antes de introduzir o modelo desenvolvido pelo signat rio deste estudo uma vez que este pretende ser uma ferramenta importante no estabelecimento destes modernos sistemas por parte das administra es dos aer dromos De seguida procedeu se apresenta o completa e descritiva dos procedimentos necess rios aplica o do modelo que tem como fundamentos essenciais
117. procedimento LNEC PROC 51 1 3416 N o se seguiram os procedimentos preconizados nos normativos mais recentes EN 13036 1 2001 ASTM E965 96 2006 por indisponibilidade de material para a realiza o dos ensaios esferas de vidro A localiza o para a realiza o dos ensaios seguiu o plano de ensaios apresentado em anexo Anexo IV sem nenhuma rela o directa com o modelo apresentado e aplicado Eles foram planeados e efectuados antes da defini o de todo este novo modelo Em alguns casos foram realizados em pontos muito espec ficos o que n o permite a utiliza o dos seus resultados neste m todo Contudo a sua realiza o veio a verificar se importante e enriquecedora e o seu contributo para o c lculo do IIAE j foi abordado anteriormente Dos ensaios realizados 3 localizaram se na pista perto do topo 35 e os restantes na plataforma de estacionamento e manuten o Alfa segundo o mapa de ensaios apresentado no anexo Anexo V 1 e V 2 Os 3 primeiros ensaios efectuados na pista t m como objectivo a calibra o do ensaio para aquilo que se considera como o pavimento com condi es de utiliza o claramente distintas e conhecidas 1 ponto de toque da pista 35 com evidente deposi o de borracha 2 eixo da pista perto do ponto de toque da pista 35 mas sem deposi o vis vel de borracha utiliza o significativa ao longo dos anos de servi o 3 ponto a 7m da berma sujeito a tr fego intenso devido configu
118. ra o do trem de aterragem das aeronaves que utilizam o aer dromo Os resultados destes e dos outros ensaios s o apresentados em anexo Anexo VI com fichas individuais de ensaio A correspond ncia entre os ensaios realizados e que se podem aproveitar pela sua localiza o e por respeitarem integralmente os procedimentos normativos pode se 61 constatar na Tabela 4 9 e na Figura 4 6 juntamente com os resultados obtidos e correspondente classifica o Tabela 4 9 Resultados dos ensaios da Mancha de Areia utilizados na determina o do IIAE sz Ensaio n 5 6 7 8 10 11 12 13 14 BjJIWUIJWU BIBIR BIWIRIN Ensaio n 5 Hsz2 3964mm Ensaio n 6 Hs 3 9298mn Ensaio n Hs 3 3143mm e Hs 1 1112mm nsaio n 7 s 1 8548mm Ensalo n i4 s 1 6357mm Ensaio n 13 Hs 1 8835mm Ensalo n l C o Hs 1 5404mm Figura 4 6 Mapa de ensaios da Mancha de Areia utilizados no modelo do IIAE 4 4 6 Determina o do IAE de cada sec o e da Placa de Estacionamento Alfa do AMC Os valores do ndice Integrado de Avalia o Expedita de cada sec o analisada s o apresentados na Tabela 4 10 e em anexo Anexo VII 62 Tabela 4 10 Resultados do IIAE de cada sec o Sec o i HAE Sec o i HAE Sec o i HAE Sec o i HAE 00 12 24 36 Bu 01 260
119. rcept vel ap s chuvas com acumula o de pequenos BeM filmes de gua Figura gt Rodeira profunda com mais de 2cm que condiciona a A 5 7 classifica o da sec o 5 2 2 2 Ondula es As ondula es Distortion s o deforma es da superf cie do pavimento de forma sucessiva alternando entre eleva es e depress es Identifica o Depress es sucessivas segundo um perfil geralmente longitudinal do pavimento Causas Enfraquecimento da capacidade de suporte do solo de funda o influenciada com a ac o da carga e da direc o do tr fego Figura 5 8 Ondula es significativas da superf cie do pavimento extra da de U S Department of Transportation 2004 13 N vel N vel segundo Figura segundo Observa es PCI HAE VELOSO 2001 Ondula es de pequena amplitude inferior a 2 cm que 1 n o condicionam a classifica o da sec o por existirem BeM outras anomalias mais gravosas Figura gt Ondula es profundas com mais de 2 cm de amplitude A 5 8 que condicionam o desempenho do pavimento da sec o 5 2 2 3 Depress es As depress es Settling s o o que o pr prio nome indica abatimentos localizados da superf cie do pavimento provocados pelas cargas impostas pelas aeronaves por vezes estacionadas Identifica o Depress es isoladas que facilmente acumulam gua e que geralmente s o acompanhadas de denso fendilhamento Causas Insuficiente c
120. riz A de todas as anomalias presentes na superf cie do pavimento ou seja que sejam identificadas nesta Vide Anexo III O preenchimento da ficha de inspec o em causa seguiu os procedimentos definidos anteriormente com o objectivo de tornar o levantamento sistem tico e o mais objectivo poss vel Este preenchimento consistiu na classifica o para cada anomalia poss vel de encontrar em n o existente 0 existente 1 existente e mais relevante ou condicionante da avalia o da sec o 2 tendo sido repetido para todas as sec es identificadas do pavimento nesta fase que a experi ncia do avaliador e o conhecimento de manuais de avalia o da gravidade de anomalias em pavimentos e em particular aeron uticos ganha grande relev ncia A correcta identifica o da anomalia existente bem como a correcta avalia o do grau de gravidade indispens vel para um resultado cred vel objectivo e til Um dos objectivos deste modelo prende se com a agiliza o da implementa o de um ndice de condi o de pavimentos aeron uticos logo tornou se evidente a necessidade de tentar contornar as dificuldades muitas vezes encontradas na aplica o dos modelos mais conhecidos e indiscutivelmente mais completos mas tamb m mais complexos Desta forma se se olhar para o ndice de Condi o do Pavimento PCI o mais utilizado em todo o mundo constata se que se por um lado continua presente a hip tese dos avaliadores
121. rma europeia EN 13036 1 2001 ou americana ASTM E965 96 2006 que s o uma vers o revista do antigo ensaio que deu o nome de mancha de areia e que recorre presentemente utiliza o de pequenas esferas de vidro de dimens o normalizada Anteriormente era realizado com areia de granulometria bem definida obtida por passagem em peneiros normalizados seguindo em solo nacional o procedimento do LNEC n252 1 3416 O material necess rio para realizar o ensaio o seguinte e Uma r gua graduada em mil metros de 500 m e Um cilindro com volume interior de 25 cm e Um disco plano de borracha dura de 63 mm de di metro e Um recipiente para armazenar a areia e Uma escova de pelo macio e Protector circular plano com 50 cm de di metro de forma a proteger do vento poss vel recorrer a um pneu de autom vel e Quantidade de areia de gr os arredondados de granulometria 0 30 mm a 0 16 mm Para cada zona a caracterizar devem se efectuar v rios ensaios devendo a superf cie do pavimento apresentar as seguintes particularidades e Estar seca nem que para tal seja necess rio secar com recurso a uma chama de aquecedor a g s por exemplo e Estar isenta de fendas ou juntas e part culas soltas devendo ser limpa com a escova num raio de pelo menos 25 cm 26 Inicia se o procedimento com a medi o do material granular necess rio 25 cm que est colocado no cilindro com esse volume Compacta se com tr s pancadas la
122. s dificuldades encontradas no mesmo Por raz es da dimens o do volume de dados necess rios e tempo exigido para os levantar e processar esta an lise n o se estende a todos os pavimentos do aer dromo No mbito do presente trabalho apenas se pretendem demonstrar as suas mais valias numa aplica o pr tica no terreno As diferentes fases essenciais de aplica o do IIAE como sejam a divis o dos pavimentos e o c lculo final do ndice para a Placa Alfa seguiram os crit rios definidos anteriormente Contudo apresentam se sugest es decorrentes da experi ncia adquirida nesta primeira aplica o Por fim real aram se os pontos fortes e fracos deste modelo prevendo se aquilo que ainda seria necess rio evoluir a fim de melhor lo e com o intuito de o colocar como uma ferramenta v lida e interessante para as Administra es de qualquer aer dromo que pretenda implementar ou aprimorar o seu Sistema de Gest o de Pavimentos 4 4 2 Divis o da rea de Pavimento a Analisar Para a aplica o do modelo ao Caso de Estudo procedeu se divis o da rea a analisar no caso a placa de estacionamento e manuten o Alfa do Aer dromo Municipal de Cascais Para melhor se poder compreender o seccionamento a realizar na plataforma foram recolhidos os dados disponibilizados n o s no estudo supracitado do LNEC FONTUL 2007 mas tamb m a informa o disponibilizada no AIP Aeronautical Information Publication NAV 2009 que in
123. s dos DMI colocando a avalia o da condi o de fadiga do pavimento num n vel um pouco abaixo das condi es de deteriora o normal numa escala equivalente preconizada na Tabela 3 5 4 4 5 Avalia o da Textura do Pavimento 4 4 5 1 Introdu o Nesta fase o objectivo constatar de que forma a integra o da componente funcional por meio do Ensaio da Mancha de Areia valoriza e enriquece a avalia o feita at aqui atrav s da vertente estrutural do modelo desenvolvido neste trabalho o ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE Os resultados deste ensaio executado no decorrer do trabalho de campo desta disserta o est o apresentados e interpretados de seguida 60 4 4 5 2 Ensaio da Mancha de Areia Encaixando se nos requisitos para a determina o da textura dos pavimentos mais especificamente da macrotextura encontra se o ensaio volum trico de avalia o da textura de um pavimento tamb m designado de Ensaio da Mancha de Areia Outra vantagem deste ensaio para al m de ser expedito necessitar de equipamento e material ao alcance do autor ao contr rio do que aconteceria obviamente com outros ensaios mais sofisticados Com esta finalidade de apoiar o desenvolvimento de um modelo expedito de avalia o da condi o de pavimentos aeron uticos a qual se junta desta feita um par metro objectivo de avalia o da textura superficial foram executados 15 Ensaios de Mancha de Areia segundo o
124. s pesados de cerca de 0 7 MPa e num Boeing B747 400 por exemplo varia entre os habituais 1 25 MPa e 1 6 MPa VELOSO 2001 Nem s destas solicita es est ticas decorre a degrada o dum pavimento Muitos exemplos h onde a degrada o mais acentuada ocorre nas zonas de viragem quando a aeronave percorre a marca de circula o e onde os pneus do trem transmitem elevados esfor os tangenciais ao pavimento A subestima o destes esfor os horizontais no pavimento muito superiores nos pavimentos aeron uticos conduz muitas vezes ao aparecimento nas zonas de viragem ou de travagem de situa es de escorregamento entre as camadas betuminosas e a de base dum pavimento flex vel Para precaver estas anomalias e assumindo grande import ncia no contexto dos pavimentos aeron uticos a geometria dos pavimentos tem especificidades pr prias como seja o n o paralelismo entre a linha de circula o e a berma do pavimento nas zonas de viragem Enquanto a marca de circula o para a roda de nariz tem um tra ado circular a berma toma uma geometria pr pria semelhante s curvas de transi o clot ides nas rodovias definidas na regulamenta o da ICAO permitindo 11 manter uma dist ncia de seguran a e de dissipa o das tens es horizontais entre o trem da aeronave que corta o interior da linha e a berma ICAO 1983 A especificidade destes pavimentos adv m das caracter sticas tamb m elas espec ficas do tr fego a reo
125. se consegue imobilizar antes do final da pista devido s m s condi es do pavimento tendem a encontrar nos ditos SGP a garantia de qualidade e seguran a dos pavimentos aeron uticos em qualquer momento VELOSO 2001 Salienta se que o PCI n o mede a capacidade resistente dos pavimentos nem avalia directamente as condi es da textura superficial e deixa de parte a an lise s condi es de atrito realmente existentes O c lculo do ndice de Condi o do Pavimento PCI baseia se na base de dados recolhidos ao longo do tempo e permite o planeamento e o desenvolvimento de projectos de manuten o e de reabilita o de pavimentos de forma atempada h bito estar integrado num sistema de gest o completamente informatizado muito mais vasto Contudo sempre um instrumento de decis o importante com vista determina o dos custos de manuten o e alternativas de repara o de pavimentos aeron uticos VELOSO 2001 Os procedimentos estabelecidos para o c lculo do PCI em pavimentos aeron uticos podem se encontrar nas normas americanas ASTM ASTM D5340 98 1998 Encontram se ainda recomenda es para a implementa o deste ndice nas circulares da FAA U S Department of Transportation 2006 e U S Department of Transportation 2007 Os valores de PCI variam entre 100 para um pavimento sem defeitos vis veis a O para um pavimento sem nenhuma vida til remanescente numa escala que se pode apresentar atrav
126. sequ ncia do atrito desenvolvido entre pneu e pavimento A realiza o de dois a tr s ensaios em cada zona do pavimento em avalia o permite obter uma classifica o integrada mais abrangente classificando n o s a avalia o estrutural do pavimento mas tamb m a funcional com as preocupa es objectivas de seguran a e de conforto a serem visadas explicitamente Numa fase inicial do desenvolvimento deste m todo e de forma a for ar a compensa o da eventual inexperi ncia do avaliador prop e se que a classifica o proveniente do ensaio da mancha de areia tenha um peso de 50 na classifica o do IIAE de cada sec o sempre que exista o resultado desse ensaio e seja v lido Essa metodologia de c lculo ser apresentada de seguida 41 3 6 Metodologia de C lculo do ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE 3 6 1 Introduc o Neste ponto descreve se o procedimento de obten o matem tica do ndice Integrado de Avalia o Expedita IIAE Tendo sido desenvolvido com a experi ncia adquirida no Caso de Estudo feito pelo signat rio natural que necessite de afinamentos mas eles s ser o poss veis de determinar com mais aplica es De real ar contudo que o objectivo deste estudo desenvolver um m todo o mais simples poss vel e que por isso os factores de correc o dever o ser expl citos e de prefer ncia emp ricos Descrevem se de seguida os procedimentos para apurar o IIAE primeiro par
127. sta causa para este tipo de pavimentos Torna se bvio que a generalidade dos pavimentos se deteriora em resultado da ac o conjunta destas tr s causas No entanto para que se possa definir a ac o de manuten o e reabilita o mais adequada importante tentar distingui las U S Department of Transportation 2004 O ritmo a que um pavimento se degrada depende de v rios factores como sejam as condi es ambientais o tipo e o volume de tr fego a qualidade da constru o original o tipo de manuten o peri dica efectuada entre outros Mas indiscutivelmente esse ritmo est relacionado numa proporcionalidade inversa com o n vel de desempenho prestado pelo pavimento Por isso reconhecer as anomalias apresentadas e perceber as suas prov veis causas ajuda a estabelecer um ndice de condi o cred vel e seleccionar as interven es mais eficientes economicamente As anomalias que se apresentam posteriormente procuram ser uma contribui o nesse sentido 5 2 Anomalias em Pavimentos Flex veis No presente manual identificam se cinco categorias de anomalias comummente encontradas em pavimentos flex veis e Defeitos de Textura I 67 e Deforma o da Superf cie II e Fendilhamento III e Remendos e Buracos IV e Agress es Qu micas e Mec nicas V Estas categorias de anomalias subdividem se em 18 tipos de anomalias segundo a Tabela 5 1 proposta pelo signat rio que resulta do cruzamento
128. superf cies devido s suas propriedades pticas Equipamento laser Norma ISO 13473 1 Ao contr rio da micro a macrotextura n o depende da condi o da superf cie dos agregados mas antes da quantifica o do relevo dos agregados no pavimento A macrotextura contribui para a componente de histereses do atrito potenciando propriedades de drenagem das guas do pavimento e favorecendo o contacto do pneu com a superf cie reduzindo os riscos de hidroplanagem MENEZES 2008 A megatextura ao corresponder a um dom nio de comprimentos de onda entre 50 mm e 500 mm o resultado de deforma es e de degrada es localizadas da superf cie do pavimento e portanto n o avaliada por ser uma caracter stica da textura do pavimento mas segundo os ndices de degrada o e de fadiga O mbito de comprimentos de onda da megatextura e das irregularidades pequeno m dio e grande comprimento de onda s o os geralmente aferidos com os ndices de rugosidade de pavimentos A megatextura compreende o intervalo de comprimentos de onda de 50 mm a 0 5 m as irregularidades de pequeno comprimento de onda P O de 0 5 m a 5 m as irregularidades de m dio comprimento de onda M O de 5 m a 15 m e as irregularidades de grande comprimento de onda no intervalo de 15 m a 50 m 21 2 4 2 ndices de Rugosidade Superficial dos Pavimentos Os ndices mais comuns de avalia o da rugosidade superficial cuja aplica o a pavimentos aeron ut
129. surfaces evaluation will be developed and proposed throughout this dissertation In order to become an alternative to the recognized evaluation rating indexes already known the model Prompt Evaluation and Integrated Index IIAE here introduced has as its elementary goals the reduction of costs connected with this stage of survey and data processing as well as the simplification of procedures that will simultaneously turn the application of the model less onerous and more prompt With the increasing concern in recent years for the characteristics of airfield pavements surfaces another component of functional evaluation of the surface is also combined in the index developed in this work through tests applied to the macrotexture of the surface Standard Test Method for Measuring Pavement Macrotexture Deph Using a Volumetric Technique Besides the introduction of the theoretical concepts of the new model a particular case study is also presented where this same model was applied with the intention of calibrating and proceeding to the creation of its mathematical formula The obtained results in this case study although revealing a lack of verification by means of more applications are satisfactory and promising of the potential that this new prompt and integrated evaluation of airfield pavements conditions philosophy can represent for the portuguese aerodromes Key Words Airfield Pavements Pavement Condition Texture Prompt Evalua
130. terais retirando o material sobrante Depois de vertido o conte do no local a analisar que foi previamente limpo espalha se com o disco em movimentos circulares de forma ao material preencher todos os interst cios do pavimento at n o ser poss vel aumentar o di metro de espalhamento Da medi o de tr s diferentes di metros com aproxima o de 1 mm poss vel extrair o resultado da profundidade m dia da rugosidade atrav s da f rmula 3 H 4V nD 3 Onde H profundidade m dia da textura superficial mm V volume de material espalhado 25 cm D di metro m dio do c rculo obtido com o espalhamento do material mm O resultado do ensaio de uma determinada zona de pavimento deve ser o valor m dio de cinco pontos ensaiados 2 5 Sistemas de Gest o de Pavimentos Aeron uticos Uma an lise aprofundada do que se investiga e regulamenta em diferentes pa ses acerca de Sistemas de Gest o de Pavimentos Aeron uticos Airfield Pavement Management Systems APMS extrapola o mbito deste trabalho Contudo para a apresenta o de um modelo que se pretende constituir como um aux lio a esses sistemas standardizados n o se poder deixar de abordar este assunto Para perceber o contributo dos ndices apresentados neste estudo para as empresas gestoras das infraestruturas necess rio e til clarificar em que se baseiam os Sistemas de Gest o de Pavimentos Pavement Management System PMS
131. tificar a utiliza o do aer dromo para determinadas aeronaves como aconteceu em 1998 para o avi o Fokker 100 O restante historial de estudos anteriores aos pavimentos do aer dromo datam de Julho de 1987 de Outubro de 1990 e de Outubro de 1995 Da inspec o visual realizada pelos t cnicos que elaboraram o supracitado relat rio da camada de desgaste da pista foi poss vel concluir que O pavimento da pista est de uma forma geral em bom estado com acabamento homog neo e boa textura aparente FONTUL 2007 Segundo o mesmo relat rio os caminhos de circula o encontravam se igualmente em bom estado Por outro lado as plataformas Alfa1 e Alfa2 foram consideradas em avan ado estado de degrada o com fendilhamento tipo pele de crocodilo e assentamentos Quanto aos pavimentos r gidos das plataformas poentes foi observado que as plataformas Delta2 e Echo2 apresentavam um fendilhamento que deveria ser alvo de selagem com a falta ou deficiente selagem na Charlie R e Delta2 e ainda com fendas longitudinais por sua vez na Echo1 e Delta1 Em 1986 os solos de funda o forneceram amostras do tipo A6 e A7 segundo a classifica o rodovi ria da AASHTO AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials 2001 com ndices de plasticidade compreendidos entre 20 e 2596 FONTUL 2007 51 4 3 Resenha Hist rica O Aer dromo Municipal de Cascais tamb m conhecido por Aer dromo de Tires
132. tion ndice TIntrod cao eie ehem Eh ed eet hinds come tates DIS e EO oR Na AA 1 MA MOLIVA O PR 1 1 2 ObjectiV0S i eet hepate A aes es A RR ed 2 1 3 EStr tura Geral Su estara iss senna tesa ound emi I d veo E US dL pr 3 1 4 Breves considera es sobre a ACrONnautica cccccccccccccessesssscececeeecesssssneseeeeeens 4 2 Pavimentos AeFOFTadtleOS asc rar ita tecta eov eri a Mon da El RN EN rd RENE ga 7 2 1 Descri o de um ACrOdroM0 cccccecesssssecececeeeceesenseaececeeeceeseasececeeseessessaeaeeeeeens 7 2 2 Caracteriza o de Pavimentos Aeron uticos sssssseseseessssssesrreesessssesrrereessssno 8 22 4Introducao ome tier eset ee e reet eee ecttvetie 8 2 22 Tipos de Pavimentos 5 5 5 in eee nad 9 2 2 2 1 Pavimentos FlexiVelsastcieister aka mit dica Hag Sue Uu hd Ott a 9 2 2 2 2 Pavimentos RIgidOs eei e EON NE 9 2 2 2 3 Vari veis de Dimensionamento eese 10 2 2 3 Pavimentos Rodovi rios versus Pavimentos Aeron uticos 11 2 3 Modelos de Avalia o de Pavimentos Aeron uticos ccceesesssceceeeeeseesssseaeees 12 2 34 INtROdU O see iecit utut 12 2 3 2 Capacidade Estr t ral aaa station eU o aa a dep ad 12 2 3 3 Cl ssifica o AGNI GIN sita na a aiaa taudst 13 2 3 4 Avalia o da Condi o de um Pavimento serena 16 2 3 4 1 ndice de Condi o do Pavimento PCI see 16 2 3 4 2 ndice de Classifica
133. udesse ser utilizado por avi es de maior capacidade e consequentemente tenha alcan ado categoria internacional e certifica o que actualmente est em processo de avalia o para obter a classe III C segundo a classifica o do INAC Mais recentemente a amplia o do aer dromo tem sido mencionada de forma a possibilitar a este constituir se como o destino preferencial da avia o executiva da regi o de Lisboa bem como fomentar o turismo de t o grande relevo nesta cidade Para este prop sito est o em estudo diversos investimentos nesta infra estrutura que visam torn la num importante p lo econ mico desta regi o com investimentos que ascendem a sete milh es de euros que visam permitir entre outros a realiza o de seis a oito voos executivos por dia e abrigar mais aeronaves em hangares 52 A utiliza o do aer dromo para a realiza o de voos charter e para servir de alternativa ao Aeroporto de Lisboa em casos pontuais como m s condi es climat ricas a mais ambiciosa e menos prov vel previs o do futuro pr ximo deste Do historial de interven es de manuten o amplia o h a destacar as obras de amplia o e refor o na d cada de 90 Estas consistiram essencialmente no prolongamento da pista em 600 m no topo 17 e 70 m no topo 35 e ainda num reperfilamento e refor o geral em bet o betuminoso FONTUL 2007 Figura 4 2 Aer dromo Municipal de Cascais extra da de ARCASCAIS E M 2
134. um dos quadril teros sec es Deste modo obt m se uma matriz Matriz S como a da Figura 3 3 Figura 3 3 Grelha D e Matriz S para o exemplo da Figura 3 2 36 Depois de anotada a classifica o na Matriz S dever prosseguir para a sec o seguinte sem se preocupar com a classifica o j atribu da sec o cont gua isto tendo em considera o que sec es vizinhas podem diferir em um ou mais n veis na escala anterior fazendo o de forma sucessiva at ao final Se a referencia o das sec es no local for dif cil o avaliador pode recorrer a uma fita m trica e marca o dos v rtices das sec es analisadas com giz sempre que necess rio A referencia o deve recorrer aos elementos vis veis como as marca es de circula o ou o alinhamento de hangares Por isso mesmo importante que as avalia es sejam efectuadas por ordem sequencial dos quadril teros sec es O avaliador deve se colocar sobre o v rtice das sec es para melhor as observar como um todo contabilizando por passos que o pr prio dever calibrar previamente o comprimento das sec es Como a esta fase de avalia o se segue outra designada de Avalia o do ndice de Manifesta o de Degrada o necess rio representar graficamente a s anomalia s evidente s na respectiva sec o durante a Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento Este passo importante para assegur
135. ura segundo Observa es HAE VELOSO 2001 Exist ncia de fenda na junta do pavimento ou na Figura EUN 1 borda deste com largura m dia inferior a 0 5mm 5 17 Tipo n o acompanhada de outras anomalias E rare contemplado Figura gt Fendas de largura m dia superior a 0 5mm com 5 18 eventual degrada o cont gua junta do pavimento 5 2 3 5 Fendas Cruzadas As fendas cruzadas Block cracks s o caracterizadas com uma geometria muito pr pria formando quadril teros cont guos e muito influenciadas pelos fen menos do bet o betuminoso ficar mais r gido e contrair com a idade Identifica o Fendas que se interconectam na sua maioria aproximadamente em ngulos rectos formando quadril teros cont guos que podem ter v rias dimens es de 20cm a 3m de lado Causas Fundamentalmente devido ao envelhecimento e exposi o ao sol com o bet o betuminoso a tornar se mais r gido perdendo componentes vol teis e contraindo diminuindo de volume Figura 5 19 Fendas cruzadas numa sec o com outras anomalias mais gravosas rodeiras e derrame de leos 80 Figura 5 20 Fendas cruzadas formando blocos e abertas permitindo a entrada de gua extra da de U S Department of Transportation 2004 N vel N vel segundo Figura segundo Observa es PCI IAE VELOSO 2001 Figura 1 Fendas cruzadas presentes mas n o preponderantes na B 5 19 avalia o
136. utem problemas estruturais do pavimento de drenagem ou de utiliza o do que quantificar a sua densidade por unidade de rea do pavimento Estando a trabalhar com sec es de reduzida dimens o quando comparadas com as preconizadas por outros modelos como o PCI a identifica o de duas anomalias condicionantes do desempenho dessa frac o do pavimento torna se mais relevante do que a medi o da sua densidade Consegue se assim diminuir o tempo de avalia o das sec es do pavimento potenciando a sua inspec o por uma nica pessoa reduzindo nos encargos associados a esta fase de levantamento e processamento de informa o Nesta fase o avaliador deve observar atentamente cada sec o do pavimento analisando todas as poss veis anomalias existentes classificando as segundo a sua import ncia relativamente s demais existentes nessa sec o Essa classifica o deve ser apontada numa matriz designada de Matriz A Tabela 3 6 Tabela 3 6 Excerto de um exemplo de Matriz A Identifica o num rica das sec es 01 02 03 04 ALI P A 1 2 2 5 A 1 3 o E AA ao AL 1 S o descritos posteriormente os c digos atribu dos aos diferentes tipos de anomalias 38 Ser uma das anomalias condicionantes Tabela 3 7 significa que a mais gravosa ou das mais gravosas Tabela 3 8 quando comparada com as outras existentes nessa sec o Em cada sec o n o poder
137. valia o expedito que possa servir de base a futuros modelos adoptados pelas administra es dos aer dromos e ajud las a aplicar sistemas de gest o de pavimentos com tr s caracter sticas principais serem cred veis e teis serem pouco dispendiosos e serem expeditos sem a necessidade de condicionar opera es Tornou se bvia a necessidade de aproveitamento m ximo das val ncias indispens veis prossecu o deste objectivo O conceito que se pretende introduzir ainda que numa fase embrion ria consiste na integra o de val ncias cruzando num mesmo modelo duas faces cada vez mais afastadas com a automatiza o de c lculos e procedimentos Procurou se integrar as conhecidas capacidades dos modelos matem ticos apesar de muito simples com as capacidades humanas e subjectivas de avalia o imediata N o se pretende retirar qualquer valor aos modelos computacionais mais completos e complexos nem sequer com eles concorrer O objectivo passa por desenvolver uma alternativa mais expedita a mais precisa poss vel mas ao mesmo tempo menos exigente do ponto de vista de meios t cnicos e humanos assim como de interfer ncia com as opera es das infraestruturas avaliadas tornando toda esta fase menos onerosa A grande vantagem de semelhante procedimento parece ser que todos os aer dromos poder o ter acesso a este modelo continuando a veicular mais recursos financeiros para a fase da interven o nos pavimentos co
138. varam a que alguns estudos apontem no sentido de que os ndices de rugosidade utilizados comummente n o se relacionem com os par metros que indicam o n vel de conforto humano AWASTHI et al May 2001 23 Neste trabalho contudo mais do que aprofundar o conceito do conforto humano parece importante real ar a import ncia de uma avalia o objectiva do estado de um pavimento e de estabelecer crit rios de prioridade de interven es Num estudo para o Departamento de Transportes do Canad foi desenvolvido um ndice de deteriora o que integra n o s a an lise ao estado de degrada o como a maioria dos Sistemas de Gest o de Pavimentos Aeroportu rios hoje em dia o faz Foi criado assim o CRI Condition Rating Index como um auxiliador para os modelos cada vez mais complexos de avalia o da performance de pavimentos deste g nero SHAH et al 2004 Este ndice de condi o j foi abordado anteriormente extraindo se como relevante a integra o das componentes estruturais e funcionais da avalia o do pavimento Ao integrar num nico modelo um ndice de manifesta o de fadiga do pavimento um ndice de potencial de danos de objectos exteriores uma avalia o do atrito superficial e um avaliador da regularidade RCI Riding Comfort Index torna se mais eficiente e til para o planeamento e prioriza o das interven es de manuten o e reablita o A caracteriza o da macrotextura e microte
139. xpostos com o objectivo de verificar a credibilidade e melhorar a forma de c lculo do IIAE calibrando os par metros propostos Uma vez que as maiores dificuldades encontradas no desenvolvimento da metodologia de c lculo do IIAE se centraram nos pesos relativos a atribuir a cada uma das 91 componentes aquando da integra o num nico ndice prop e se como trabalho futuro a investiga o e calibra o destes mesmos pesos assim como dos factores de correc o nessas mesmas f rmulas f rmulas 4 e 5 Parece ser igualmente interessante validar os conceitos desta filosofia de avalia o ao comparar os resultados obtidos pelas avalia es da condi o de um mesmo pavimento atrav s do IIAE e de outro ndice conhecido como por exemplo o PCI Pavement Condition Index Este tipo de avalia o podia ter sido feita e s n o foi efectuada por manifesta falta de tempo 92 7 Bibliografia AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials 2001 AASHTO Guide for design of pavement structures Washington United States 2001 AIPCR PIARC 2003 Surface Characteristics Paris 2003 AMC Aer dromo Municipal de Cascais Aer dromo Municipal Junta de Freguesia de S o Domingos de Rana Online Cited Setembro 13 2009 http www jf sdrana pt sitemega view asp itemid 1388 amp catid APS Marcia 2006 Classifica o da Ader ncia Pneu Pavimento pelo ndice Combinado IFI International Fri
140. xtura da superf cie de pavimentos pode ser obtida atrav s de v rios tipos de equipamentos com caracter sticas distintas como foi visto Em 1996 um trabalho conjunto da PIARC Permanent International Association of Road Congress actualmente World Road Association e da ASTM American Society for Testing and Materials resultou numa harmoniza o num nico ndice internacional denominado de IFI International Friction Index APS 2006 O emprego deste ensaio que n o compete aqui descrever pormenorizadamente est especificado na norma ASTM E1960 07 2007 O IFI representa um m todo de aferir ambas as componentes da interac o pneu estrada ou seja a resist ncia derrapagem Skid Resistance o atrito superficial microtextura e a profundidade m dia da textura do pavimento macrotextura YEAMAN 2005 Tendo em conta que indices como o IRI RCI ou IFI necessitam de um ve culo instrumentado por exemplo com um dispositivo de medi o da rugosidade Roadmeter Figura 2 4 e que a avalia o do atrito se faz mediante um ensaio onde o mesmo ve culo tem de acoplar um pequeno atrelado designados de Grip Tester Figura 2 5 e Mu Meter Figura 2 6 conclui se que com o objectivo de desenvolver um ndice expedito ensaios tamb m eles mais expeditos s o necess rios Surge desta forma a necessidade de eleger um ensaio expedito e fidedigno que avalie n o a irregularidade do pavimento para comprimentos de onda maior
141. zinho ter de observar cada sec o como um todo e classific la em concord ncia Reduz se o risco de exist ncia de mais anomalias por sec o e por consequ ncia diminuem se as d vidas suscitadas para quais s o as anomalias preponderantes A Grelha D deve estar identificada com o n mero das sec es seguindo os crit rios definidos nos desenhos Deve haver a preocupa o de orientar as linhas e ou colunas desta grelha segundo a maior dimens o em planta da Zona em an lise de modo a existir o maior n mero poss vel de sec es em que a rea de pavimento corresponda a 100 Da sobreposi o da grelha com a rea da parte da infraestrutura do aer dromo em estudo podem surgir algumas sec es que excedem a rea pavimentada Nessas situa es o crit rio sugerido resulta da aplica o da Tabela 3 4 Tabela 3 4 Numera o e classifica o de sec es parciais de pavimento rea de 2 Classificar a pavimento contida Numerar Observa es b individualmente na secc o Mais de 2596 Sim Sim Classificar normalmente E a Integrar na classifica o da sec o Menos de 25 N o N o 8 d ga cont gua n mero anterior ou seguinte 34 A defini o de como dividir o pavimento de uma Zona de um aer dromo deve ser feita na primeira aplica o do modelo proposto devendo ser seguida em todas as avalia es futuras 3 3 Avalia o Subjectiva Directa da Condi o do Pavimento M

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