Q R. Carico sulla gamba di forza. La FAA AC n.150/5320 stabilisce che:

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1 La FAA AC n.150/5320 stabilisce che: - Il 95% del peso complessivo grava su carrello posteriore, il 5% sul ruotino - il traffico si considera uniformemente distribuito sulla pavimentazione - Si considerano solo carichi statici - La vita utile è fissata in 20 anni - peso a vuoto operativo: Aereo + equipaggio - peso massimo al decollo: Aereo + equipaggio + carico + tutto il carburante - peso massimo all atterraggio: Aereo + equipaggio + carico + % di carburante Carico sulla gamba di forza Qt= peso totale aereo N = numero gambe di forza R= numero totale ruote carrello posteriore R = numero di ruote gamba di forza considerata Carico equivalente su ruota singola Q N r R g Q t Carico su ruota fittizia che a parita di A e Pq riproduce nella sovrastruttura la stessa azione di un gruppo di ruote. Esso dipende da: - tipo di sovrastruttura - spessore - caratteristiche di rigidità dei materiali - disposizione delle ruote 17

2 Se s<d/2 Se s> 2st Qes=Qg/2 Qes = Qg Se d/2<s<2st si interpola LCN = load Classification number La curva standard di classificazione dei carichi tiene conto delle tipologie di aeromobili più diffusi Q = carico che per ripetizioni ioni determina w = 5 mm LCN p 140 g Per determinare il valore LCN di un aereo si può usare l abaco a lato. Sono anche diponibili tabelle in cui per diversi tipi di aereo e in funzione della disposizione delle ruote, del peso e della pressione di gonfiaggio sono dati 4 volori di LCN. LCN della pista viene confrontato con quello dell aereo. Le norme Inglesi prescrivono che: LCNa < 1.10 LCNp indefiniti mov. LCNa = LCNp mov. LCNa = LCNp 300 mov. LCNa = LCNp pochi mov. LCNa > 2.00 LCNp solo atterraggi di emergenza 18

3 Metodo LCN. Il calcolo delle sovrastrutture di tipo flessibile, con il metodo LCN, si basa sulla determinazione e della portanza a del terreno di sottofondo tramite l indice CBR. In figura è rappresentato un nomogramma, ottenuto utilizzando le curve standard col quale, per dato indice CBR e per assegnato numero LCN, si può ricavare lo spessore della pavimentazione: fissato a priori uno spessore complessivo s, si determina il corrispondente valore del numero LCN dell aereo critico in base al quale è possibile pervenire alla individuazione dello spessore necessario, iterando il calcolo se questo risulta molto discosto da quello inizialmente ipotizzato. Il nomogramma è valido per zone critiche, mentre per quelle non critiche potrà applicarsi una riduzione del 10 20% dello spessore in tal modo ricavato. Metodo originario FAA Il metodo originario FAA per il dimensionamento delle sovrastrutture flessibili, si basa sulla classificazione del terreno di sottofondo. Esso consente di determinare lo spessore dello strato di base (bitumato e non) e del manto. Dal 1978 è stato sostituito da un nuovo criterio e prende le mosse dalla individuazione, tramite la conoscenza del terreno di sottofondo, della classe di appartenenza della pavimentazione 19

4 Dimensionamento secondo il Corps of Engineers. Vengono proposti una serie di nomogrami per i diversi aerei. Quelloi l nomogramma in figura è valido per l aereo Boeing 707, e le curve si riferiscono al carico totale massimo (148 t) ed ai carichi ridotti. Per tener conto del fatto che le caratteristiche del sottofondo, dopo un primo strato con dato indice CBR, possono peggiorare rapidamente, viene riportata nello stesso diagramma una tabella dalla quale si possono trarre utili indicazioni sulla necessità di ricorrere ad interventi di risanamento e sui relativi spessori. L impiego della tabella è semplice: si supponga ad esempio che l indice CBR sul piano di posa in seguito alla stabilizzazione a calce-cemento del sottofondo assuma il valore 10; per un carico totale di 100 t dal grafico si rileva che lo spessore necessario è di 55 cm. Se attribuiamo, sulla base delle indagini effettuate, un CBR di 3 al terreno posto inferiormente allo strato trattato a calcecemento la tabella indica uno spessore minimo totale (pavimentazione e strato di risanamento) pari a 135 cm. Se quindi la profondità alla quale si rinviene lo strato cedevole è m-nore di = 80 cm, sarà necessario intervenire per uno spessore di almeno 80 cm. Metodo FAA. Il metodo F.A.A consente la determinazione degli spessori degli strati. La metodologia viene periodicamente aggiornata e modificata. Essa si avvale di abachi validi sia per gruppi di aerei aventi la stessa configurazione del carrello di atterraggio principale, sia per alcune tipologie di aereo con particolari configurazioni dei carrelli. Gli abachi forniscono lo spessore totale della pavimentazione e quello dei singoli strati (strato superficiale, base e fondazione), per una vita utile di 20 anni, in funzione del peso lordo degli aerei, del numero di partenze annuali Vp (partenze: pari alla metà del numero di movimenti Vp=Vi/2) e della portanza. Il primo passo è l omogeneizzazione dell intero traffico ottenendo il numero di partenze equivalenti dell aereo standard (Vps= Vs/2. 20

5 Metodo FAA. Fatto ciò, si esegue il dimensionamento della pavimentazione operando sull abaco relativo all aereo prescelto quale «standard e facendo riferimento ad un numero di partenze equivalenti annue pari a Vs. Introducendo nell abaco i valori della portanza del sottofondo e del complesso sottofondo-fondazione si ottengono rispettivamente: lo spessore totale della pavimentazione e quello complessivo degli strati superficiali e dello strato di base. Poiché lo spessore degli strati superficiali (usura+collegamento) viene assunto pari a 10 cm (7.5 cm zone non critiche), è possibile dedurre dai dati forniti dagli abachi gli spessori degli strati di base e di fondazione. Gli spessori ricavati sono validi se i materiali utilizzati sono identici a quelli considerati per la costruzione degli abachi, in caso contrario vanno corretti moltiplicandoli per opportuni coefficienti forniti dall F.A.A. Metodo FAA. Recentemente la FAA ha reso disponibile il software LEDFAA che consente di implementare, per un determinato spettro di traffico degli aeromobili, il dimensionamentoi delle sovrastrutture tt previste per la pista di volo. Le immagini illustrano l output del codice LEDFAA, mentre di seguito vengono riportati i risultati numerici. Il software si basa sulla soluzione del multistrato elastico di una generica pavimentazione determinata dalle varie tipologie di aeromobili, tenendo conto dell effettiva effettiva configurazione delle gambe di forza e delle ruote, in quanto sono presenti nel database le caratteristiche geometriche e di carico di oltre un centinaio degli aeromobili più diffusi. Esso consente inoltre la valutazione dei fattori di danno cumulato CDF (Cumulative Damage Factor) e di stimare il contributo di ciascun aeromobile. 21

6 Metodo STBA Tale metodo è stato proposto dal «Sérvice Technique des Bases Aériennes» ed è un aggiornamento del metodo empirico denominato CBR. Il metodo di progetto utilizza degli abachi che forniscono uno spessore equivalente in funzione dell indice C.B.R. del sottofondo e del carico su ruota singola equivalente, oppure del carico gravante sulla gamba di forza del carrello principale. Lo spessore fornito è quello di un ipotetico unico strato di misto granulare, e deve essere equivalente alla somma degli spessori dei vari strati realmente usati per opportuni coeff. di spessore Gli abachi sono stati ricavati per un numero di ricoprimenti pari a ni=5000. Se si vuole prevedere un numero maggiore di ricoprimenti, e quindi di movimenti equivalenti dell aereo standard si deve entrare negli abachi con un peso per ruota singola equivalente maggiore di quella reale Ps P P c è il peso su ruota singola equivalente corretto c V log s V s è il numero dei movimenti annui equivalenti dell aereo «standard» n è la durata in anni della vita utile. Metodo a fatica Nella verifica a fatica intervengono il tipo, l'entità ed il numero di ripetizioni dei carichi. Questo tiene conto del numero dei movimenti che effettua ogni aereo e il grado di dispersione delle traiettorie che caratterizza i singoli velivoli. Nella definizione del numero di ripetizioni di traffico viene in genere adottato il rapporto passaggi/coperture, pari al numero di passaggi di un aereo statisticamente necessario affinché il punto della pavimentazione più frequentemente impegnato sia interessato da una copertura. Tale rapporto dipende dal numero e dalla configurazione delle ruote, dalla larghezza del pneumatico e dal grado di dispersione delle traiettorie. Ṁolto recentemente questi concetti sono stati messi in discussione da alcuni ricercatori. Il rapporto passaggi/coperture infatti tiene conto soltanto della distribuzione statistica dei carichi in superficie e pertanto viene implicitamente applicata la stessa riduzione al danno provocato da un aeromobile qualunque sia lo spessore della sovrastruttura. Viene invece dimostrato che aumentando lo spessore della sovrastruttura l'effetto di riduzione del danno è fortemente attenuato. Le osservazioni dal vero dei movimenti degli aeromobili hanno dimostrato che i passaggi dei carrelli hanno una distribuzione statistica di tipo normale rispetto all'asse della pista. Il grado della dispersione può essere caratterizzato dal valore della deviazione standard. Quest'ultima è valutata pari a 773 mm per una via di circolazione e a 1546 mm per una pista di volo. 22

7 Metodo a fatica Molte curve di fatica necessarie per l implementazione del metodo sono disponibili in letteratura.una di queste è quella adottata per il conglomerato bituminoso dalla FAA nel codice LEDFAA. Nota la deformazione orizzontale alla base degli stati legati a bitume e il modulo di elasticità del materiale l espressione è la seguente: Log10N Log10 x Log i 10 Ni = numero di passaggi che determinano il collasso per fatica del i-esimo livello di carico x = deformazione orizzontale alla base degli stati bituminosi E = modulo di elasticità del materiale bituminoso Per le pavimentazioni in calcestruzzo rimane valida la relazione proposta da Darter: E log N max rt CDF k ni N i 1 i 1 Metodo a fatica 23

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