«

»

Consideratii privind capacitatea portanta reala a pistelor aeroportuare din beton de ciment

Share

Reglementarile tehnice in domeniu prevad in cazul structurilor rutiere rigide (dale din beton de ciment) specifice pistelor, cailor de rulare si platformelor aeroportuare nou realizate sau a celor ranforsate cu beton de ciment, ca verificarea capacitatii portante a acestora sa fie efectuata atat in anul darii lor in exploatare, cat si dupa doi ani de utilizare. In toate celelalte cazuri, este necesar ca verificarea capa­citatii portante a suprafetelor de miscare aeroportuare sa fie reactualizata in functie de evolutia caracteristicilor structurii rutiere rigide aeroportuare, a traficului aerian real precum si a conditiilor hidro-climatice specifice zonei respective.

Pornind de la aceste considerente, articolul de fata ofera cititorilor elementele de baza necesare cunoasterii si importantei acestei caracteristici, pentru asigurarea aeroporturilor cu piste viabile, fara de care acestea nu pot functiona.

 

Pistele, caile de rulare si platformele aeroportuare din patrimoniul aeroporturilor romanesti au fost realizate in conditii tehnice corespunzatoare traficului aerian usor specific fostelor tari comuniste, in marea lor majoritate in urma cu 50 – 60 de ani. Acest fapt impune ca suprafetele aeroportuare de miscare, care in prezent sunt la limita superioara a duratei de serviciu preconizate, sa fie aduse la o stare tehnica corespunzatoare.

Un alt aspect demn de relevat este faptul ca sporirea maselor maxime la decolare, corespunzatoare aero­navelor din dotarea companiilor de aviatie actuale, a crescut foarte mult si, in multe cazuri, acestea au depasit sarcinile avute in vedere la proiectarea pistelor aeroportuare din tara noastra.

Efectele acestor aspecte relevante se concretizeaza, practic, in aparitia, in ritm tot mai accentuat, a feno­menelor de degradare a imbracamintilor aeroportuare existente, constatandu-se distrugeri, dislocari, crapaturi, rupturi etc., care atesta, in final, o depasire a capacitatii portante ale sistemului rutier.

Principalul aeroport din Romania care a inteles importanta acestui deziderat, de a reface la 3 ani capaci­tatea portanta initiala, este Compania Nationala Aeroportul International „Henri Coanda” Bucuresti S.A., al carui scop principal este de a dezvolta, intr-o maniera durabila, cel mai modern si eficient sistem aeroportuar regional din sud-estul Europei, fiind preocupat in permanenta si de a facilita schimburile economice si culturale ale Romaniei cu toate tarile de pe glob.

In ultimii ani, dezvoltarea traficului aerian (datorita extinderii pe care a luat-o in special traficul de pasageri pe liniile aeriene catre tara noastra) insotita de aparitia noilor aeronave mai mari, mai economice si mai rapide, cantarind peste 400 t (sa nu uitam ca majoritatea pistelor aeroportuare din Romania au fost realizate in urma cu cca. 50 de ani, cu o capacitate portanta corespunzatoare avioanelor din acea perioada), ridica problema aptitudinii acestor piste de a face fata, acum sau in viitorul apropiat, actiunii traficului aerian actual, suportand astfel de sarcini in deplina siguranta si in conditii bune, stabilite de Organizatia Internationala a Aviatiei Civile (ICAO/OACI).

Evaluarea capacitatii portante are ca obiect sa asigure administratia aeroporturilor ca:

a) Pista are o capacitate portanta suficienta pentru a suporta sarcinile impuse la suprafata acesteia si pentru a evita o deteriorare excesiva a imbracamintii, prin repetarea sarcinilor produse de catre aeronave;

b) Starea imbracamintii este buna din punct de vedere al securitatii aeronavelor care o utilizeaza.

Capacitatea Portanta a unei structuri aeropor­tuare rigide (dale din beton de ciment) este conside­rata ca fiind „capabilitatea sa de a suporta sarcinile date de aeronavele din traficul de referinta, in conditiile mentinerii integritatii pe parcursul duratei de viata a obiectivului respectiv (pista, cale de rulare, platforma)“.

La randul sau, durata de viata a unei structuri rutiere rigide (dale din beton) aeroportuare este considerata „perioada la sfarsitul careia aceasta nu mai este capabila sa preia in conditii de siguranta traficul aerian“.

Exista si notiunea de capacitate portanta a pamantului de fundare, care, in general, reprezinta presiunea maxima pe pamant care produce extinderea zonelor de rupere si conduce la pierderea stabilitatii pamantului.

In cazul structurii rutiere rigide aeroportuare, capacitatea portanta a pamantului de fundare se exprima prin modulul de reactie al pamantului, care se poate determina prin „incercari cu placa“ efectuate pe zonele inierbate, adiacente acostamentelor pistelor, cailor de rulare si platformelor aeroportuare sau, mai modern acum si rapid, pe timp de zi sau de noapte, prin masurari directe pe suprafata betonata a acestora, cu echipa­mentul DYNATEST tip 8081 HWD (Heavy Weight Deflectometer) special pentru aeroporturi.

Capacitatea portanta a structurilor rutiere rigide specifice pistelor, cailor de rulare si platformelor aeroportuare se determina prin metoda ACN/PCN, in care:

• ACN (Numarul de Clasificare a Aeronavei) este numarul care exprima efectul relativ al unei aeronave asupra structurii rutiere specifice unei suprafete de miscare aeroportuare, pentru un pamant tip de fundare precizat.

• PCN (Numarul de Clasificare a Pavajului/Structurii Rutiere Aeroportuare) este numarul care exprima capacitatea portanta a unei structuri rutiere aeroportuare, utilizata fara restrictii de exploatare, fata de un trafic de referinta.

Metoda ACN-PCN este agreata si recomandata de Organizatia Internationala a Aviatiei Civile (ICAO/OACI), pentru a determina si publica valorile de capacitate portanta a structurilor rutiere aeroportuare, destinate avioanelor a caror masa este mai mare de 5700 Kg, indicandu-se urmatoarele elemente:

1. Numarul PCN (exprimat sub forma unei cifre intregi);

2. Tipul structurii rutiere aeroportuare, considerata pentru determinarea numerelor ACN si PCN, codificata cu R pentru cazul dalelor din beton;

3. Categoria de capacitate portanta a pamantului de fundare codificata cu:

A = Capacitate portanta MARE;

B = Capacitate portanta MEDIE;

C = Capacitate portanta REDUSA;

D = Capacitate portanta FOARTE REDUSA;

4. Presiunea maxima admisibila in pneurile aterizoarelor principale ale avioanelor notate cu:

W = Presiunea maxima admisibila in pneuri MARE (fara limitarea valorii presiunii);

X = Presiunea maxima admisibila in pneuri MEDIE (presiunea este limitata la 1,5 MPa);

Y = Presiunea maxima admisibila in pneuri MICA (presiunea este limitata la 1,0 MPa);

Z = Presiunea maxima admisibila in pneuri MICA (presiunea este limitata la 0,5 MPa);

5. Metoda de evaluare a numarului PCN, codificata cu:

T = Tehnica, bazata pe probe extrase din betoanele lucrarii (carote) sau pamantul de fundare de sub acestea;

U = Empirica, pe baza experientei.

Exemplificare:

Capacitatea portanta a unei structuri rutiere rigide aeroportuare (R) asezata pe un pamant de fundare de capacitate portanta medie (B) al carui numar PCN este egal cu 70, determinat prin metoda de evaluare tehnica (T) si pentru presiunea maxima admisibila in pneuri a avioanelor nelimitate (W) se publica sub forma urmatoare:

PCN = 70/R/B/W/T

NOTA:

1. Numerele PCN se determina de fiecare tara membra a Organizatiei Internationale a Aviatiei Civile (ICAO/OACI), dupa metode proprii de dimensionare a structurilor ruti­ere aeroportuare;

2. Pentru Romania, reglementarile tehnice in vigoare vizand metodologia ACN/ PCN sunt urmatoarele:

NORMATIV NP 044 – 2000 PENTRU EVALUAREA CAPACITATII PORTANTE A STRUCTURILOR RUTIERE RIGIDE AEROPORTUARE;

NORMATIV NP 038 – 1999 PENTRU PRO­IECTAREA RANFORSARII CU BETON DE CIMENT A STRUCTURILOR RUTIERE RIGIDE AEROPORTUARE;

NORMATIV NP 034 – 1999 PENTRU PROIECTAREA STRUCTURILOR RUTIERE RIGIDE AEROPORTUARE.

Numerele ACN sunt stabilite pe baza unui calcul standard si publicate in documentele de informare aeronautica de ICAO/OACI.

Numarul de clasificare a structurilor rutiere aeroportuare (PCN) indica faptul ca un avion, al carui numar de clasificare (ACN) este inferior sau egal cu numarul PCN, poate sa utilizeze fara restrictie structuri rutiere aeroportuare, respectand presiunea limita in pneuri.

Un avion poate sa utilizeze, fara restrictie, o structura rutiera aeroportuara rigida, daca sunt indeplinite SIMULTAN urmatoarele doua conditii:

a) numarul ACN determinat pentru tipul de structura rutiera aeroportuara si categoria de capacitate portanta a pamantului de fundare publicata este inferior sau egal cu numarul PCN;

b) presiunea reala in pneuri a avionului nu trebuie sa depaseasca presiunea maxima admisibila in pneuri, publicata pentru structuri rutiere aeroportuare. In caz contrar, avionul poate fi admis pentru utilizarea suprafetelor aeroportuare numai pe baza unei proceduri de autorizare (poate veni o data pe zi, o data pe luna, o data pe an etc.).

Numerele ACN sunt adimensionale si au fost determinate si publicate in documentele de informare aeronautica de ICAO/OACI, atat pentru masa maxima de rulare (M), cat si pentru masa de exploatare in gol (m), in functie de tipul structurii rutiere aeroportuare, categoria de capacitate portanta a pamantului de fundare si presiunea standard in pneuri a fiecarui avion.

In conditii operationale, numarul ACN trebuie calculat (nu se ia direct din tabelele ICAO) pentru presiunea reala in pneuri si masa reala totala cuprinsa intre cele doua valori caracteristice, mai sus mentionate, (m) si (M) cu relatia urmatoare:

ACN = ACNmin + (ACNmax – ACNmin) x [(Mt– m) / (M – m)]

Valoarea numarului ACN obtinuta cu relatia de mai sus se rotunjeste la cifra intreaga.

Pentru calculul numerelor PCN sunt necesare o serie de investigatii pe teren (observatii vizuale, prelevari de carote, studii geotehnice, masurari nedistructive cu echipamentul DYNATEST tip 8081 HWD sau „incercari „cu placa“ si autocamion lestat la 40 t etc.), pentru cunoasterea urmatoarelor caracteristici ale pamantului de fundare si ale structurii rutiere rigide aeroportuare:

1. modulul de reactie a pamantului de fundare, K0 si modulul de reactie la suprafata stratului de fundatie, K;

2. grosimea dalei din beton de ciment, H;

3. tensiunea la intindere din incovoiere admisibila a betonului s.

In privinta calculului numarului PCN, trebuie precizat ca acesta se efectueaza in doua ipoteze:

a. CALCULUL GENERAL, in cadrul caruia numarul PCN se determina numai pe baza cunoasterii caracteristicilor structurii aeroportuare rigide.

Acest calcul este folosit cand nu se cunosc date despre trafic (tipurile de aeronave, cursele si numarul de miscari specifice acestora);

b. CALCULUL OPTIMIZAT, conform caruia pentru determinarea numarului PCN se tine seama, in acelasi timp, atat de caracteristicile structurii rutiere aeropor­tuare rigide, stabilite pe baza de probe extrase din lucrare, cat si de traficul aerian prevazut.

Acest calcul, deoarece ia in consideratie efectele rela­tive ale fiecarui tip de aeronava, corespunde mai bine decat calculul general principiului metodei ACN/PCN.

In ambele ipoteze de calcul, se admite, pentru valorile numerelor PCN o eroare relativa de 5%.

Depasirea valorilor numarului PCN de catre valoarea numarului ACN nu devine semnificativa decat peste limita de 5%. Numerele PCN, astfel determinate, pentru a fi publicate, se rotunjesc la numere intregi.

Nota:

Numarul PCN, obtinut prin folosirea calculului optimizat, caracterizeaza capacitatea portanta reala, exprima o buna cunoastere a structurii rutiere aeroportuare rigide si se publica in litera de cod T, corespunzatoare metodei de evaluare tehnice. 

Pentru DETERMINAREA ADMISIBILITATII AVIOA­NELOR, semnificativa pe suprafetele de miscare investigate, precum si a celei ce urmeaza sa fie prevazuta in traficul de referinta de aeroportul/aerodromul respectiv, numerele ACN corespunzatoare masei reale totale a fiecarei aeronave, se compara numerele ACN si PCN dupa trei proceduri, in functie de situatie (daca ACN £ PCN, daca ACN £ 1,05 din PCN, daca ACN > 1,05 din PCN).

Nota:

Un avion este considerat SEMNIFICATIV atunci cand aportul sau in traficul echivalent (raportul dintre numarul de miscari echivalente ale avionului si numarul de miscari echivalente ale tuturor avioanelor, care compun traficul), reprezinta minimum 2%.

In concluzie, se poate spune ca pentru econo­misirea cheltuielilor de intretinere periodica, cresterea duratei de viata in exploatare a Pistelor, Cailor de Rulare si Platformelor aeroportuare si asigurarea sigurantei zborurilor, investigatiile privind evaluarea capacitatilor portante reale prin metoda ACN/PCN a acestor obiective trebuie reactualizata de fiecare aeroport ori de cate ori se fac interventii/reparatii la obiectivele respective, dar maxim la intervale de 3 ani.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 58 – aprilie 2010, pag. 50

 

Autor:
dr. ing. Viorel PÂRVU – expert tehnic constructii Drumuri si Piste Aeroportuare, director departament Aeroporturi SC SEARCH CORPORATION



Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Share

Permanent link to this article: http://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2010/04/24/consideratii-privind-capacitatea-portanta-reala-a-pistelor-aeroportuare-din-beton-de-ciment/

Lasă un răspuns

Adresa de email nu va fi publicata.