Influência do trem de pouso para definição da Aeronave crítica em Pavimentos

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Fonte: https://www.businessinsider.com/

O Mix de Frota é o conjunto de aeronaves de todas as companhias aéreas que operam em um determinado aeroporto para atender uma demanda estabelecida na previsão do tráfego, o qual é função do volume anual de passageiros e do Mix de Frota da hora pico. As companhias aéreas possuem em sua frota aeronaves de diferentes categorias, ou seja, cada uma opera para um determinado objetivo e com isso reduzem custos.

De acordo com o site oficial da LATAM, a companhia aérea possui em sua frota 6 tipos de aeronaves divididas para rotas domésticas e rotas internacionais. A companhia utiliza para rotas domésticas as aeronaves da Airbus modelos A319, A320 e A321. Já para rotas internacionais a companhia utiliza dois modelos da Boeing, B767 e B777, e o modelo A350 da Airbus. Observando a Frota da LATAM podemos analisar o peso máximo de decolagem dessas aeronaves e o seu trem de pouso principal, conforme resumo do Quadro 1 de valores fornecidos pela ANAC.

Entenda o sistema de 3 camadas (TSCE) na Mecânica dos Pavimentos

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Fonte: https://www.custompavingwi.com

Em 1943 e 1945 foram publicados os artigos com a solução para 2 camadas do pavimento. O sistema de duas camadas foi discutido em 2 artigos distintos aqui no Além da Inércia, onde apresentamos o cálculo de tensões verticais, deflexões e também os fatores de deformação, esse último aplicado para rodas simples, duplas e tandem duplo.

Em 1958 foi publicado no Highway Research Board o artigo em que Burmister apresenta a expansão da teoria para um sistema de 3 camadas, contemplando revestimento, base e subleito. A Figura 1 ilustra um sistema de 3 camadas onde é possível observar 6 tensões, sendo elas:

Como calcular os Fatores de Deformação para um Sistema de 2 Camadas (TSCE)

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Figura – Trincas de fadiga na trilha de roda. Fonte: Autor (2018)

Com o avanço da mecânica dos pavimentos foi observado que os pavimentos possuem como uma das principais causas de trincas a ruptura por fadiga da camada, observado nas trincas de fadiga em trilhas de roda e também conhecido como trinca de couro de jacaré.

Os métodos mais recentes de dimensionamento de pavimentos consideram a deformação de tração na fibra inferior do revestimento, ou da camada estabilizada, como um critério de projeto para prevenir esses defeitos na estrutura. Quando analisamos as deformações, dois tipos principais podem ser considerados sendo eles:

A teoria para cálculo de Tensões verticais e deflexões para 2 Camadas (TSCE)

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Fonte: freepik.com/

Conforme publicado no artigo intitulado “As Equações de Boussinesq“, as equações desenvolvidas pelo francês para cálculo de tensões e deformações no solo não tinham uma aplicação muito boa para pavimentos, pois não era possível considerar a rigidez de diferentes camadas que o compõem.

Observando isso, o engenheiro geotécnico Donald Burmister (1943; 1945 e 1958) desenvolveu, com base no que propôs Boussinesq em sua teoria, “A Teoria do Sistema de camadas elásticas“. A teoria de Burmister fez possível considerar a rigidez das camadas e consequentemente as propriedades de cada camada do pavimento. Para um sistema de camada única, ou seja, apenas o subleito sendo considerado, a tensão vertical que é desenvolvida em qualquer ponto do maciço de solo devido uma carga pontual aplicada na superfície é dado pela Equação da teoria de Boussinesq. Para outras situações é necessário utilizar dos conceitos de TSCE, que podem ser obtidos por ábacos ou softwares.

Por que é tão difícil dimensionar pavimentos com precisão?

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Durante muito tempo os ábacos desenvolvidos para dimensionamento de pavimentos e em vigor no Brasil através do método DNER (1981), nos levaram a uma breve e precipitada conclusão de que estruturas de pavimentos são fáceis de serem dimensionados.

Afinal nós calculamos o número de repetições do eixo padrão rodoviário (N), encontramos valores em ábacos e substituímos nas inequações para encontrar as espessuras equivalentes de material granular. Algo fácil, né? Mas não é bem assim.

Como dimensionar os trilhos ferroviários pelo método Talbot

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Há dois métodos mais consagrados para dimensionamento de trilhos ferroviários, ambos baseiam-se na consideração da grade apoiada em um meio elástico, ou seja, o modelo é semelhante a uma viga solicitada sobre uma fundação deformável.

O procedimento de cálculo pelo método de Talbot admite que cada trilho da via trabalha em uma condição semelhante a uma viga sobre apoio elástico, seguindo o modelo de equação diferencial apresentado na Equação 1.

Como dimensionar Pavimentos flexíveis pelo Método da AASHTO (1993)

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Em 1981 o DNER apresentou o método de dimensionamento de pavimentos flexíveis, o qual é baseado em resultados do United States Army Corps of Engineers (USACE) e em conceitos obtidos da pista experimental da AASHO. Esse método além de ser o apresentado aos graduandos em Engenharia, também é um dos mais utilizados pelos Engenheiros no Brasil enquanto o “novo método” de dimensionamento mecanístico-empírico é desenvolvido pelo DNIT.

Contudo, em 1993 a AASHTO apresentou o seu método de dimensionamento de pavimentos flexíveis, como uma atualização ao método anterior da AASHTO, o qual a base do método também é empírica e resultado da pista experimental da AASHO. Essse método apresenta como principais parâmetros de análise os seguintes itens:

Qual a influência da sobrecarga na estrutura dos pavimentos flexíveis?

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Fonte: http://g1.globo.com

O atual método de dimensionamento de pavimentos do DNIT considera a diminuição das tensões propagadas pelos veículos até a camada de subleito, com ábacos obtidos por conclusões da pista experimental da AASHO (atual AASHTO) e por métodos formulados pela USACE. Entretanto os principais defeitos estruturais causados em pavimentos resultam não só dos esforços de compressão na camada do subleito, mas também pelos esforços de tração presentes nas fibras inferiores da camada de revestimento.

Os atuais métodos de dimensionamento utilizados no exterior, e o novo método de dimensionamento mecanístico-empírico, consideram esses esforços como principais para o dimensionamento. Dessa forma, vamos entender a influência das sobrecargas em relação ao eixo padrão para um número N de 10^7.

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