IL Sistema Aeroporto ed il trasporto aereo

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1 Università della Calabria- Facoltà di Ingegneria Civile Dipartimento di Ingegneria Civile Corso di Progettazione di Infrastrutture e Sistemi di Trasporto (settore trasporto aereo) IL Sistema Aeroporto ed il trasporto aereo II parte :Piste aeroportuali Caratteristiche tecniche e condizioni operative Caratteristiche strutturali A.A. 2015/16 Dott. Ing. Antonino Marasco

2 Aree aeroportuali e piste Nell insieme dell area di sedime dell aeroporto si distinguono tre aree principali che contengono settori specifici: 1)Area di movimento: comprende la superficie destinata ad essere usata per il decollo, l'atterraggio ed il rullaggio degli aeromobili, le aree di manovra ed i piazzali di sosta. Inoltre, nell area movimento, sono comprese le zone prova motore, i piazzali della manutenzione e le aviorimesse. Non comprende le strade destinate esclusivamente agli autoveicoli, i sentieri pedonali, le fasce erbose non transitabili da aeromobili (anche se fiancheggiano le piste o le vie di rullaggio o se sono comprese tra più vie di rullaggio) 2) Area di manovra: si pone all interno dell area di movimento e rappresenta quella parte dell aeroporto destinata ad essere usata per l'atterraggio, il decollo ed il rullaggio degli aeromobili. Fanno parte dell'area di manovra le piste e le altre aree di atterraggio (ad es. campi erbosi ed area di atterraggio per elicotteri) nonché tutte le vie di rullaggio che conducono a tali aree. 3) Area di atterraggio: quella parte dell'area di movimento destinata all'atterraggio o al decollo di aeromobili. L'area di atterraggio comprende le piste e le altre aree di decollo (che potrebbero essere aree pavimentate, massicciate o erbose, ma comunque compatte e di forma diversa). -Piazzali (Apron): area definita ad accogliere aeromobili per l'imbarco e lo sbarco di passeggeri, il carico e lo scarico di posta o merci, il rifornimento, il parcheggio o la manutenzione. I piazzali sono previsti ovunque sia necessario permettere l'imbarco e lo sbarco di passeggeri, il carico e lo scarico di merci o di posta ed il "servicing" degli aeromobili (rifornimento, pulizia, carico di vettovaglie, scarico di rifiuti, controlli e piccola manutenzione) senza interferire con il traffico dell aeroporto. La superficie totale dei piazzali deve essere adeguata a permettere un rapido smistamento del traffico dall aerodromo, alla sua massima densità prevedibile. Ciascuna parte di un piazzale deve avere la resistenza necessaria a sopportare il traffico di velivoli che è destinato ad accogliere, tenendo in considerazione il fatto che alcune parti del piazzale saranno soggette ad una più alta densità di traffico e, a causa di aeromobili in lento movimento o stazionanti su di esso, a sollecitazioni superiori a quelle cui viene sottoposta generalmente una pista. Il piazzale deve avere una pendenza minima, ma comunque sufficiente a prevenire il ristagno dell acqua su di esso. Le posizioni di parcheggio (Stand) per gli aeromobili devono assicurare un'adeguata distanza di sicurezza da qualunque edificio adiacente, da aeromobili parcheggiati su altri stands e da altri oggetti. -Vie di rullaggio: (Taxiway): percorsi di un aeroporto per il rullaggio degli aeromobili e finalizzato a collegare le diverse zone dello aeroporto, in particolare piazzali e piste. -Pista: Area rettangolare definita su di un aeroporto (aerodromo terrestre) preparata per l'atterraggio e per il decollo di aeromobili. -Bretella: tratto di raccordo tra due piste 149 A.A. 2015/16

3 Una pista d'atterraggio, indicata anche con la sigla RWY come contrazione dell'analoga designazione in lingua inglese runway, è una striscia di terreno di un aeroporto, su cui un aereo può atterrare e decollare. Una pista può essere una superficie preparata, spesso asfaltata o semi preparata, come in terra battuta, erba, ecc. Le piste possono essere indicate in tre categorie: Piste non strumentali (in piccole aviosuperfici) non forniscono una procedura di atterraggio strumentale: i piloti devono poter vedere la pista per usarla. Piste strumentali non di precisione (negli aeroporti minori) forniscono una guida con radiofari- agli aeromobili per la posizione orizzontale con avvicinamento strumentale. Piste strumentali di precisione (in aeroporti di medie e grandi dimensioni), che forniscono una guida sia orizzontale che verticale per gli avvicinamenti strumentali. Piste non strumentali: Le piste non strumentali di solito consistono in una semplice distesa di erba, ghiaia, di conglomerato bituminoso. Non c'è segnaletica su questo tipo di piste, tranne i segnali di soglia, numeri e linee centrali. Piste strumentali non di precisione: Spesso usate negli aeroporti di dimensioni medio-piccole, le piste non di precisione sono sempre contrassegnate. Hanno segnalazioni di soglia, numeri, linee centrali di asse pista e alcune volte il punto di mira (aiming point). Piste strumentali di precisione :Le piste di precisione, presenti negli aeroporti di medio-grandi dimensioni, dispongono, nell'ordine di: una stopway/blast pad (opzionale, per gli aeroporti nei quali operano i jet), soglia, numero, linea centrale di asse pista, una o due zone di contatto a 3 strisce (gli Stati Uniti ne hanno solo una), punto di mira, una o due zone di contatto a 2 strisce (gli Stati Uniti ne hanno due), e due zone di contatto a striscia singola. In particolare per le piste di precisione si rileva: a) Pista per avvicinamento di precisione di categoria I (Precision Approach Runway, Cat I) Una pista strumentale dotata di ILS e/o MLS e di aiuti visivi, destinata ad operazioni con altezza di decisione (DH) non inferiore a 60 m (200 ft) e con una RVR non inferiore a 550 m. b) Pista per avvicinamento di precisione, categoria II (Precision Approach Runway, Cat II) Una pista strumentale dotata di ILS e/o MLS e di aiuti visivi, destinata ad operazioni con altezza di decisione (DH) inferiore a 60 m (200 ft) ma non inferiore a 30 m (100 ft) e una RVR non inferiore a 300 m. c) Pista per avvicinamento di precisione, categoria III (Precision Approach Runway, Cat III) Una pista strumentale dotata di ILS/o MLS che copra anche tutta la sua lunghezza della pista in uso e destinata a: (i) (Cat III A) operazioni con altezza di decisione (DH) inferiore a 30 m (100 ft), o nessuna DH e RVR non inferiore a 200 m. (ii) (Cat III B) operazioni con DH inferiore a 15 m (50 ft), o nessuna DH e RVR inferiore a 200 m ma non inferiore a 50 m. (iii) (Cat III C) operazioni con nessuna DH e nessuna limitazione di RVR. 150 A.A. 2015/16

4 Le piste, inoltre, si caratterizzano per alcune peculiarità che sono indicate: 1) nella pista di volo propriamente detta (runway); 2) nella lunghezza reale di pista 3) nel numero e orientamento delle pista 4) nelle strisce di pista 5) nell area di sicurezza fondo pista (RESA) 6) nella clearway 7) nella zona di arresto (Stopway): 1)Pista di volo: Rappresenta un area rettangolare in piano nella quale sussistono minime variazioni di pendenza e con un orientamento definito; 2) Lunghezza reale di pista In fase di progettazione di un aeroporto, la lunghezza di una pista viene stabilita in relazione alla lunghezza di campo caratteristica dell'aereo critico che si prevede utilizzerà le infrastrutture aeroportuali. La lunghezza di campo caratteristica" (di un aereo) si intende la minima lunghezza di campo richiesta da un aereo per decolli al massimo peso di decollo, al livello del mare, in condizioni atmosferiche standard, in assenza di vento e con pendenza longitudinale di pista nulla. La lunghezza verrà poi adeguata a quello che è il contesto reale nel quale la pista verrà ad inserirsi per altitudine dell'aerodromo, temperatura di riferimento, pendenza longitudinale media. Alla lunghezza di campo caratteristica dell aereo critico si apporteranno, pertanto, i seguenti correttivi: a) incremento del 7% ogni 300 mt di altitudine sul livello del mare; b) 1% per ogni grado di eccedenza della temperatura di riferimento rispetto alla temperatura standard. Se una pista comprende anche stopway o clearway, una lunghezza inferiore può considerarsi soddisfacente, ma in tal caso ogni combinazione di pista, stopway o clearway, dovrebbe essere conforme ai requisiti operativi previsti per decolli e atterraggi degli aerei che utilizzeranno quella particolare pista. 3) Numero e orientamento delle piste: sono individuati dall inclinazione dell asse della pista rispetto al Nord magnetico 4) Striscia di pista: Allo scopo di limitare i danni nel caso in cui un aeromobile esca lateralmente, viene definita un'area rettangolare che circonda ed include la pista, detta striscia di pista o impropriamente striscia di sicurezza. La striscia deve avere una resistenza tale da minimizzare, per quanto possibile, i rischi derivanti agli aeromobili dalla eventuale fuoriuscita di pista; tale resistenza potrà essere decrescente a partire dai bordi della pista verso l'esterno. Nel caso in cui alla pista sia associata una stopway, la striscia deve includere anche la stopway 151 A.A. 2015/16

5 5) Area di sicurezza fondo pista (RESA - Runway End Safety Area) Un'area di sicurezza a fondo pista dovrebbe essere posta ad ogni estremità della striscia di pista quando; - il codice numerico dell'aeroporto è 3 o 4; - il codice numerico dell'aeroporto è 1 o 2 e la pista è strumentale. Tale area normalmente si estende dalla fine della striscia di pista per una distanza più ampia possibile, mai inferiore a 90 metri e per una larghezza pari a due volte la larghezza della pista. La resistenza deve essere tale da minimizzare i rischi di fuori uscita di pista e facilitare il movimento dei veicoli di soccorso ed antincendio. 6) Clearway: area definita rettangolare sul suolo o sull'acqua, sotto il controllo della competente autorità, scelta o preparata come area idonea sulla quale un aeromobile può effettuare una parte della sua salita iniziale, fino ad un 'altezza specificata. In determinati casi si ritiene necessario stabilire dei vincoli e pubblicare le caratteristiche di una determinata area libera da ostacoli posta ad una o entrambe le estremità di una pista. Una clearway dovrebbe: - avere origine alla fine della pista; - avere una lunghezza non superiore a metà della lunghezza della pista associata; - avere una larghezza di almeno 150 m, 75 m simmetrici rispetto al prolungamento asse pista; - avere la parte terminale ineguale, con canali di irrigazione e moderata pendenza; - non contenere oggetti: qualsiasi oggetto deve essere considerato come ostacolo e quindi rimosso. 7) Zona di arresto (Stopway): area rettangolare definita alla fine di una pista, preparata come area conveniente nella quale può essere fermato un aeromobile, dopo aver interrotto il decollo. Alla fine di una pista, nella direzione di decollo, può essere istituita una determinata area, preparata ed idonea a sopportare un aereo che interrompe il decollo. Nella sua costruzione si potranno usare criteri di economia, limitando la pavimentazione ad una semplice massicciata, oppure a terreno battuto, a seconda degli aeromobili che si prevede possano usarla. In ogni caso, tale zona dovrà essere destinata esclusivamente alle manovre di decollo mancato, non essendo idonea per l'uso continuativo. La stopway avrà la stessa larghezza della pista associata e deve essere idonea a sopportare il peso dell'aereo critico per cui la pista è stata progettata, senza creare danni alla struttura in caso di mancato decollo. Le piste si caratterizzano, altresì, per lettera di codice (numero + lettera alfabetica) che è indicativa della lunghezza e della larghezza e della sua capacità portante e, pertanto, della sua utilizzazione da parte degli aeromobili. Questi ultimi si diversificano nelle configurazioni e nei pesi che condizionano l utilizzo delle piste da parte degli aeromobili. 152 A.A. 2015/16

6 Comparazioni dimensionali tra alcuni aerei attualmente in attività 153 A.A. 2015/16

7 (per memoria) 4F Lunghezze e larghezze delle piste in funzione di alcuni aeromobili attualmente in servizio 4E Boeing ,60 Aerbus ,50 76,40 4D Airbus ,10 4C 79,8 79,80 ATR 72 21,40 3D-4C 72,73 3C 27,0 2C 154 Lettera di codice Numero di codice A B C D E F 1 18 m 18 m 23 m m 23 m 30 m m 30 m 30 m 45 m m 45 m 45 m 60 m A.A. 2015/16 Codici della pista

8 Pista principale, piste di rullaggio e bretelle Configurazione delle piste: 155 A.A. 2015/16

9 direzione atterraggio Il numero e l'orientamento delle piste di un aeroporto, per quanto è possibile, devono essere tali che il fattore di utilizzazione dell'aerodromo non sia inferiore al 95 %, in relazione agli aerei che si serviranno dell'aerodromo. Fattore di utilizzazione di una aeroporto: la percentuale di tempo durante il quale l'utilizzazione di una pista o di un sistema di piste non viene preclusa a causa della componente di vento al traverso. Per " componente di vento al traverso" si intende la componente di vento al suolo che forma angoli di 90 rispetto all asse centrale di pista. Le massime componenti di vento al traverso ammesse sono le seguenti: -20 kts per aeromobili con lunghezza di campo caratteristica pari o superiori a 1500 m. -13 kts per aeromobili con lunghezza di campo caratteristica compresa tra 1200 m e 1499 m -10 kts per aeromobili con lunghezza di campo caratteristica inferiore a 1200 m 156 A.A. 2015/16

10 La geometria della pista aeroportuale La geometria delle piste aeroportuali e le intersezioni tra le stesse hanno molto analogie con le caratteristiche planimetriche delle strade e delle intersezioni stradali. Non meno avviene per le caratteristiche altimetriche. La pista, nella sua lunghezza, presenta delle specificità con la suddivisione in settori dedicati, definiti dalla segnaletica orizzontale (Markings) e dalla configurazione delle piste. La configurazione delle piste, i collegamenti con le piste di rullaggio, le bretelle ed i piazzali di sosta devono osservare alcune regole geometriche e di sicurezza, in particolare la distanza tra le piste, le dimensioni dei raccordi ed i raggi di curvatura. Configurazione delle piste: specificazioni 157 A.A. 2015/16

11 Separazione tra le piste In previsione di un utilizzo simultaneo di piste parallele, la distanza minima tra i loro assi è condizionata non solo dai tipi di aerei che utilizzeranno l aeroporto, ma anche dalla tipologia di volo, se il volo è a vista o strumentale: 1) Condizioni VMC: a) 210 m. (700 ft) quando il numero di codice più alto è 3 o 4; b) 150 m. (500 ft) quando il numero di codice più alto è 2; c) 120 m. (400 ft) quando il numero di codice più alto è 1. 2) Condizioni IMC: a) 1525 m per avvicinamenti paralleli indipendenti; b) 915 m per avvicinamenti paralleli dipendenti; c) 760 m per partenze parallele indipendenti; 3) 760 m per operazioni parallele segregate m VMC m IMC 760 m Le curve di raccordo devono essere sufficientemente ampie e prevedere degli slarghi per il transito dei grandi aeromobili. I raccordi di uscita dalle piste spesso non consentono un'uscita rapida dalle stesse. Sugli aerodromi ad intenso traffico, in cui le piste devono essere occupate il meno possibile, vengono pertanto costruiti dei raccordi ad uscita rapida, nei quali gli aeromobili possono immettersi mantenendo velocità elevate. L'angolo di intersezione tra un raccordo ad uscita rapida e la pista deve essere compreso fra i 45 e i 25 gradi (ottimale è un valore di 30 ) 158 A.A. 2015/16

12 bretella bretell a a=fascia di sicurezza l/2 l/2 + a = 150 m d: variabile m in VMC m in IMC Distanze per piste parallele Pista Pista d d Apron Taxiway Taxiwai Pista d Raccordi taxiway -pista d: distanza variabile in relazione alla pista: strumentale o non strumentale (tabella) Taxiwai 159 A.A. 2015/16

13 α Dimensioni minime delle vie di rullaggio I raccordi di uscita dalle piste spesso non consentono un'uscita rapida dalle stesse. Sugli aerodromi ad intenso traffico, in cui le piste devono essere occupate il meno possibile, vengono pertanto costruiti dei raccordi ad uscita rapida, nei quali gli aeromobili possono immettersi mantenendo velocità elevate. L'angolo di intersezione tra un raccordo ad uscita rapida e la pista deve essere compreso fra i 45 ed i 25 gradi (ottimale è un valore di 30 ) α R R 160 A.A. 2015/16

14 Aeroporto New York JFK (immissione di aerei sulla bretella di raccordo) 161 A.A 2015/16

15 I raccordi delle piste I raccordi tra le piste e tra le piste e le vie di rullaggio sono connessi al moto del veicolo in curva ed alle condizioni ambientali. Lo spostamento dell aereo lungo le vie di rullaggio avviene a basse velocità per cui il raggio delle curve dipende, essenzialmente e per motivi diversi, dall apertura alare e dall aderenza delle ruote di contatto. Le condizioni di precarietà dell aereo nell immettersi su di un raccordo scaturiscono, in gran parte, dagli effetti di vento al traverso che determina le condizioni di equilibrio dell aereo e l analogia con l equilibrio di un autoveicolo in curva. La Fc, che tende allo sbandamento dell aeromobile, può essere contrastata in parte dalle forze di aderenza (pneumatico-pavimentazione) ed in parte dall inclinazione della pista Fc α Ft P Fc senα Fc α h Ft P P cos α P g v x R 2 F c 162 A.A. 2015/16

16 P g v x R 2 F c Considerando la Fc, la condizione al limite dello sbandamento si ottiene dalla seguente relazione: Fc cos α P sen α = ( Fc sen α + P cos α) x ft con ft coefficiente di aderenza trasversale tra ruota e pista. Sostituendo ad Fc la sua relazione si esplicita: P g 2 v x R P x cos Psen ( g 2 v x R sen P cos ) xf t Dividendo per P e cosα si chiarisce: 2 v gr 2 v tan tan xf t f t gr Trascurando il termine R 2 v g(tan f t ) Esprimendo V in Km/h si manifesta: R 2 V 127x( q f t lim) dove tang α è espresso in % del rapporto h/l 163 A.A. 2015/16

17 R 2 V 127x( q f t lim) L equazione lega i parametri V, R, q, ft al limite dello sbandamento. E da rilevare che il modello è teorico in quanto molto dipende dal valore di ft, non facilmente determinabile Nella tabella sono espressi alcuni legami tra V ed ft E possibile calcolare, in modo indicativo, il raggio della curva circolare imponendo le condizioni della velocità, del coefficiente di aderenza trasversale e la massima pendenza trasversale della pista; quest ultima è generalmente contenuta entro il 2% (0,02). Mediamente, una velocità di rullaggio è compresa tra Km Esempio. Ponendo le seguenti condizioni: Velocità di rullaggio di 35 Km/h; f t = 0,15; q max = 0,02 Coefficiente di aderenza trasversale utilizzato per le piste aeroportuali = 0,13 0,15 ne segue un raggio R , m 127x(0,15 0,02) 7 Con una velocità di 40 Km/h e gli stessi parametri di aderenza e pendenza trasversale si ottiene un raggio di R , m 127x(0,15 0,02) A.A. 2015/16

18 Le curve di transizione Negli aeroporti con una elevata frequenza di traffico aereo può risultare necessario ridurre i tempi di atterraggio e di decollo e di conseguenza disimpegnare in maniera celere tutte le piste (di volo e di rullaggio). In tali condizioni per i raccordi si ricorre all uso delle curve di transizione che consentono un inserimento dell aeromobile in maniera più rapida e agevole tra le piste e tra le piste di rullaggio e le piste. Tra le tipologie di curve, quella maggiormente utilizzata è la clotoide, della quale si richiamano alcuni concetti, che è rappresentata dall equazione: rs n A n 1 - r : raggio della curva - s: ascissa curvilinea - A: parametro della clotoide - n: fattore di forma Il fattore di forma n definisce una serie di curve indicate come «clotoidi multiparametro» e determina la variazione della curvatura y 1 r Per : n = -1 r = s spirale n = 0 r = A cerchio 2 n = 1 r x s = A clotoide n = r = retta clotoide 165 La clotoide presenta la caratteristica che la curvatura A.A. 2015/16 varia linearmente in funzione dell ascissa curvilinea x 1 r s 1 A 2

19 R y La clotoide è ben utilizzata nelle infrastrutture ferroviarie e stradali per alcune peculiarità. Tra queste, una caratteristica della clotoide consente un passaggio graduale da una curvatura nulla (rettifilo) ad una curvatura assegnata in modo da attenuare una brusca variazione della traiettoria ed un contraccolpo, che determina una variazione istantanea dell accelerazione centripeta (molto dannosa per i cerchioni a contatto con le rotaie nel caso delle ferrovie). Consente una applicazione lineare della forza centrifuga, nel caso della progettazione stradale, elevando le condizioni di sicurezza del moto del veicolo in curva. Della clotoide si utilizza la parte posta nel piano positivo del sistema cartesiano ed in relazione al collegamento che attuano si suddividono in clotoide di flesso e di continuità. Molto utilizzato è l arco di clotoide nel caso si richiede un passaggio graduale tra rettifilo e curva circolare. La clotoide di flesso consente un passaggio progressivo tra due curve circolari contrapposte; quella di continuità tra due curve successive X Clotoide di continuità 166 A.A. 2015/16 Clotoide di flesso

20 Le espressioni di tutte le grandezze geometriche caratteristiche della clotoide (τ, M, Δr, tk, tl) sono direttamente proporzionali al parametro A. In virtù di tale motivo, A è detto parametro di scala e tale parametro ha reso possibile la costruzione di tabelle che riportano tutte le grandezze geometriche definite per la clotoide unitaria (A = 1); le grandezze relative ad una clotoide con parametro A 1 si ottengono moltiplicando quelle della clotoide unitaria, riportate nelle tabelle, per il valore del parametro A prescelto. Arco di clotoide o curva di transizione Δr tangente lunga tl tk L angolo τ rappresenta l angolo che la tangente alla curva nel punto P di ascissa curvilinea s forma con l asse x delle ascisse. In funzione dell angolo τ, detto angolo di deviazione, è possibile determinare le relazioni parametriche della clotoide: coordinate del centro M del cerchio di raggio R tangente in P alla clotoide: scostamento Δr tra l asse x ed il cerchio tangente corta tk tangente lunga tl 167 A.A. 2015/16

21 Pendenza longitudinale delle piste a) La pendenza longitudinale complessiva, calcolata dividendo la differenza di quota tra le due testate della pista, misurata lungo l asse, per la lunghezza della pista, non deve essere superiore al 1% (1:100) per le piste con numero di codice pari a 3 o 4 ed a 2% (1:50) per le piste con numero di codice pari a 1 o 2. b) In nessuna porzione della pista la pendenza longitudinale può superare i limiti sotto indicati: (1) 1,25% con numero di codice pari a 4; (2) 1,50% con numero di codice pari a 3; (3) 2,00% con numero di codice pari a 1 o 2; c) La pendenza del primo e ultimo quarto di una pista di codice 3 o 4 non può essere superiore allo 0,8% d) Le variazioni di pendenza devono essere minimizzate nelle piste di nuova costruzione e, ove possibile, in occasione di rifacimenti significativi della pista. Le variazioni di pendenza ammissibili connesse con gli interventi di ripavimentazione devono essere accettate dall ENAC. e) Qualora non possano essere evitate variazioni di pendenza, la differenza tra due pendenze consecutive non può superare i limiti sotto indicati: (1) 1.5% con numero di codice pari a 3 o 4; (2) 2.0% con numero di codice pari a 1 o 2; f) La transizione tra una pendenza e un altra deve essere effettuata tramite una superficie curva con un gradiente non superiore a: (1) 0.1% per 30 m (raggio di curvatura minimo di m) con numero di codice pari a 4; (2) 0.2% per 30 m (raggio di curvatura minimo di m) con numero di codice pari a 3; (3) 0.4% per 30 m (raggio di curvatura minimo di m) con numero di codice pari a 1 o A.A. 2015/16

22 Testata p=1% codice aeroporto 3 e 4 p= 2% codice aeroporto 1 e 2 h L Testata pendenza X pendenza Y pendenza Z D Come da Regolamento ENAC, quando il numero di codice è pari a 4, la distanza D deve essere non inferiore al valore ricavato da : 300 [ X-Y + Y-Z ] m, dove X-Y è il valore percentuale numerico assoluto di X-Y ; ugualmente è da intendersi per Y-Z. Assumendo: X = + 1,0% Y = - 0.5% Z = + 0,5% Si ricava: X-Y = +1,5% Y-Z = +1.0% In questo caso D non deve essere inferiore a 300 x (1,5 + 1,0 ) m = A.A. 2015/16

23 Le condizioni operative delle piste a) distanza di atterraggio disponibile (LDA: Landing Distance Available) c) distanza di decollo disponibile (TODA: Take-off Distance Available) d) distanza di accelerazione disponibile (ASDA: Accelerate and Stop Distance Available) b) corsa di decollo disponibile (TORA: Take-off Run Available) lunghezza totale della pista Per cause diverse (neve, deterioramento della pista, lavori ecc.) la Distanza disponibile per l Atterraggio (LDA) si riduce 170 A.A

24 Differenti composizioni delle piste 171 A.A

25 Per la fase di decollo la Tora (Take off Run Available) rappresenta la lunghezza totale percorsa dall aeromobile nelle fasi di rullaggio e di decollo compresa la clearwei: TORA + CWY = TODA Decollo Effettuando la "corsa di atterraggio" lungo la pista, l'aeromobile decelera fino alla velocità normale di rullaggio. L'attrito delle ruote sulla pista, l eventuale pendenza della pista, l'azione del vento e l'eventuale presenza di acqua sulla pavimentazione influiscono sulla decelerazione dell'aeromobile. La lunghezza di pista necessaria per completare la corsa di atterraggio dipende principalmente dalle caratteristiche proprie dell'aeromobile e dalle condizioni della pista al momento dell atterraggio. Il pilota, prima dell atterraggio, deve essere informato della lunghezza di pista disponibile LDA (Landing Distance Available). La LDA è resa pubblica dagli organi dello Stato, tenendo conto delle eventuali variazioni dovute a riduzioni temporanee per ostruzioni, lavori in corso, ostacoli che fuoriescono dalla superficie di avvicinamento etc. Le velocità di atterraggio sono, mediamente, comprese tra Knot, con le seguenti specificazioni 172 A.A Fase di atterraggio

26 Segnaletica delle piste SEGNALETICA ORIZZONTALE MARKINGS La segnaletica orizzontale (denominata markings ), viene di norma tracciata sulle pavimentazioni dell area di movimento, allo scopo di fornire: informazioni prospettiche; una guida per l allineamento e per la posizione dell aeromobile; l individuazione della pista e della relativa soglia. Markings di pista 173 A.A

27 Esempio di denominazione solo alfabetica delle taxiway. 174 A.A. 2015/16

28 Esempi di Segnali di informazione (Segnaletica aeroportuale verticale) Indicazione che segnala al pilota durante la fase di rullaggio il percorso che conduce alla pista 06R- 24L C indica il punto in cui deve sostare l aereo in attesa di ricevere l autorizzazione al decollo da parte dei controllori di volo indicano le testate della pista SEGNALAZIONE DI POSIZIONE CORRETTA DELL AEREO in presenza di finger Esempi di segnaletica per posizioni e destinazioni Indicatori di destinazione 175 A.A. 2015/16

29 STALLO IN RELAZIONE ALLA SEGNALETICA ORIZZONTALE Segnale per piazzola di parcheggio aeromobili Segnalazione di pericolo 176 A.A. 2015/16

30 Markings di zona di contatto e di aiming point 177 A.A. 2015/16

31 Markings di soglia, designazione, asse e bordo pista 178 A.A. 2015/16

32 Markings di operatività della pista A (A) Pavimentazione prima della soglia idonea per il movimento degli aeromobili. (B) Pavimentazione prima della soglia non idonea né per il movimento degli aeromobili, né come stopway. (C) Pavimentazione prima della soglia idonea come stopway, ma non per il movimento degli aeromobili. (D) Combinazione dei casi (A) e (C). A.A. 2015/16 179

33 Esempio di segnaletica di piazzale 180 A.A. 2015/16

34 Attestazione ortogonale tra 2 taxiway Intersezione tra più taxiway Disposizioni tipiche di segnali di posizione e direzione per taxiway Segnali di destinazione sono usati, quando la combinazione di tabelle di posizione e di direzione non risulta sufficiente per fornire un indicazione adeguata verso la destinazione. Le tabelle di destinazione di norma non sono affiancate da quelle di posizione o di direzione. Abbreviazioni comunemente usate per indicare le destinazioni sono: APRON, parcheggio generale, aree di servizio e di carico; GEN AV, aviazione generale; STANDS, posizioni di sosta per velivoli; FUEL, aree in cui i velivoli sono riforniti o soggetti a manutenzione; TERM, posizioni presso le aerostazioni, ove gli aeromobili sono caricati o scaricati; CIVIL, aree riservate per aeromobili civili; MIL, aree riservate a aeromobili militari; PAX, aree riservate per le operazioni riguardanti i passeggeri; CARGO, aree riservate alle operazioni relative alle merci; INTL, aree riservate alle operazioni per i voli internazionali; HELI, parcheggio elicotteri. 181 A.A. 2015/16

35 MOVIMENTO DELL AREO PER USCITA DALL AREA DI SOSTA Le linee lead-in, lead-out e di virata sono di solito continue, con una larghezza non inferiore a 15 cm. Quando vi siano più configurazioni di stand sovrapposte, come in figura, le linee per l aeromobile impiegato più di frequente sono continue, quelle per gli altri aeromobili tratteggiate. Le porzioni curve delle linee lead-in devono avere raggi di curvatura idonei per l aeromobile più critico che sosta sulla piazzola. Se l aeromobile deve procedere in una sola direzione, le linee lead-in e lead-out devono essere dotate di frecce direzionali. 182 A.A. 2015/16

36 COMUNICAZION I VISIVE AL PILOTA Maniche a vento In un aeroporto deve essere disponibile almeno una manica a vento delle seguenti dimensioni minime: 183 A.A

37 Sentieri Luminosi Gli Aiuti Visivi Luminosi (AVL) hanno lo scopo di fornire agli equipaggi di condotta informazioni per la stabilizzazione della traiettoria degli aeromobili in condizioni di visibilità ridotta e di notte. Gli AVL sono costituiti da un insieme di luci di caratteristiche diverse, altrimenti denominate segnali. Quest ultimo termine di norma definisce il dispositivo reale, che emette il fascio luminoso richiesto e che risulta composto da lampada, riflettore, lenti, filtri colorati, involucri trasparenti, struttura metallica, collegamenti elettrici, sistemi di montaggio e fissaggio. I sistemi AVL utilizzati su piste per avvicinamento di precisione e non di precisione devono essere ad alta intensità, utilizzabili sia di giorno sia di notte. Per operazioni notturne la pista deve essere fornita di almeno una manica a vento e di indicatore di direzione di atterraggio illuminati conformi ai requisiti richiesti dall ENAC. Per tutti i sistemi di luci ad alta intensità è richiesto un sistema di controllo dell intensità luminosità. Esso è richiesto anche nei casi di operazioni con il sistema APAPI a bassa intensità. Modifiche relative agli impianti AVL possono essere eseguite solo dopo la loro approvazione da parte dell ENAC Tempi di attivazione dei sistemi AVL Il sistema AVL deve essere attivato almeno 15 minuti prima del previsto arrivo (ETA) di qualsiasi aeromobile, fino ad almeno 15 minuti dopo l avvenuto decollo di qualsiasi aeromobile con le seguenti modalità: Di Giorno: utilizzo di sistemi ad alta intensità, quando installati sulla pista in uso, nei casi in cui la visibilità sia inferiore a 5 km o il ceiling sia inferiore a 700 piedi, oppure sia richiesto dal pilota. Di Notte: indipendentemente dalle condizioni meteorologiche. I fari d aeroporto e luci di segnalazione ostacoli devono essere attivati durante le ore notturne di apertura al traffico dell aeroporto 184 A.A

38 Illuminazione pericolosa e fuorviante 1) Luci al suolo che non siano di utilità aeronautica, in un aeroporto o nelle sue vicinanze, che possano inficiare la sicurezza delle operazioni degli aeromobili devono essere spente oppure schermate o altrimenti modificate in modo da eliminare la causa del disturbo. 2) Una fonte luminosa può inficiare la sicurezza delle operazioni quando: (a) l intensità genera un abbagliamento in direzione dei velivoli in avvicinamento; (b) il colore, come nei casi delle insegne pubblicitarie luminose, potrebbe farla apparire come una luce aeronautica; (c) viste dall alto, le fonti luminose (ad esempio una sequenza di lampioni stradali) sono disposte in modo simile all illuminazione del sentiero di avvicinamento o a quella dei bordi pista; (d) l illuminazione totale di fondo lungo l avvicinamento compromette l efficacia del sistema AVL in modo particolare in condizioni di cattiva visibilità. I LASER sono una sorgenti luminose particolarmente pericolose, poiché un esposizione anche breve alla loro luce può determinare una cecità temporanea. Pertanto fino a 15 km oltre la soglia pista e per una larghezza - simmetrica rispetto al prolungamento dell asse pista - di m, occorre adottare le seguenti cautele: 1) i laser non devono superare la potenza radiante di picco di 20 W; 2) i raggi laser possono essere emessi solo al di sotto del piano orizzontale, qualora edifici o rilievi naturali non ne impediscano la proiezione lungo l asse pista; 3) ove non sia possibile tale schermatura, l operatore del laser deve predisporre un contatto radio o telefonico, per ricevere istruzioni di disattivazione immediata del fascio luminoso; 4) se le precedenti cautele non sono possibili, l ENAC non autorizzerà l impiego di sorgenti laser. In zone diverse dalla fascia di m lungo il prolungamento dell asse pista, le precedenti indicazioni si applicano fino a 5 km dalla soglia pista. Il gestore deve diffondere presso gli utilizzatori di luci potenzialmente pericolose, ubicate nei dintorni dell aeroporto, le disposizioni emanate dall ENAC per un informazione preventiva circa gli effetti di tali sorgenti luminose sulla sicurezza delle operazioni di volo. Particolare attenzione deve essere posta per l illuminazione nelle seguenti aree: (a) Piste strumentali Codice 4: Un area di forma rettangolare, simmetrica rispetto all asse pista e al suo prolungamento, di larghezza pari a 750 m su ciascun lato e che si estende fino ad una distanza di 4.500m dalle soglie pista strumentali. (b) Piste strumentali Codice 2 o 3: Come in (a), ma per una distanza di m. (c) Piste strumentali Codice 1; Piste non-strumentali (a vista): Entro l area di avvicinamento. 185 A.A

39 Sistemi di illuminazione piste aeroportuali 186 A.A. 2015/16 Sistema di posizionamento delle luci- volo notturno-

40 187 A.A. 2015/16

41 Sistema di luci ALSF II Tipologia e controllo delle luci Immissione nel sentiero luminoso 188 A.A. 2015/16

42 Le sovrastrutture aeroportuali 189 A.A. 2015/16

43 Le sovrastrutture aeroportuali, per l entità delle superfici interessate e dei carichi che devono sopportare, assumono una importanza non trascurabile nell ambito dell area di movimentazione. Dal punto di vista funzionale e tecnologico le sovrastrutture aeroportuali non differiscono da quelle stradali se non per la diversità dei carichi e le metodologie di calcolo. Tralasciando le piste in terra battuta, le tipologie delle pavimentazioni fanno riferimento alle: pavimentazioni flessibili (conglomerato bituminoso) (a) pavimentazioni rigide (conglomerato cementizio) (b) Armatura trasversale Armatura longitudinale Conglomerato bituminoso chiuso Conglomerato bituminoso semichiuso Strato di base (misto granulare stabilizzato) Conglomerato cementizio armato Strato di livellamento Vespaio a dimensioni decrescenti Sottofondo Strato di fondazione (misto granulare) b) Schema pavimentazione rigida 190 a) Schema pavimentazione flessibile Sottofondo La complessità della pavimentazione aeroportuale scaturisce da alcune considerazioni oggettive che riguardano, per buona parte,: a) la notevole diversità delle tipologie degli aeromobili; b) la molteplicità dei carichi, che possono variare anche per la stessa tipologia di aerei in differenti condizioni operative; c) le differenti sollecitazioni che si hanno lungo la pista, sia nella fase di decollo che di atterraggio; d) le distribuzione dei carichi sui carrelli, che presentano varie composizioni collegate da «gambe di forza» e) dalla pressione di gonfiaggio dei pneumatici; f) dal numero di operazioni (atterraggi e decolli) che interessano la pavimentazione A.A. 2015/16

44 Per il calcolo delle sovrastrutture aeroportuali si possono utilizzare vari metodi (empirici, tabellari, metodo LNC (Load Classification Number), FAA, ACN/PCN ecc.) sia per quanto riguarda le pavimentazioni flessibili sia le rigide. Tra i vari metodi si propongono il metodo LNC ed il metodo ACN/PCN. Al fine della progettazione e della verifica della sovrastruttura risultano indispensabili: La portanza del sottofondo del terreno I carichi agenti sulle gambe di forza e la tipologia dei carrelli. Il carico di riferimento è quello dell aereo in fase di decollo a pieno carico e la tipologia dei carrelli è determinante per la distribuzione dei carichi sulla pavimentazione Il numero di voli annuali che possono interessare la pista La portanza del sottofondo del terreno rappresenta la capacità dello stesso a resistere ai carichi applicati. Può essere determinata in maniera diretta (prove su piastra) ed in maniera indiretta (prove di laboratorio) con le seguenti caratterizzazioni dei parametri: Ec (Md): modulo di deformazione ( modello del terreno Boussinesque) K : modulo di reazione del terreno (modello del terreno Winkler-Westgaard) California Bearing Ratio (CBR): metodo indiretto FAA: classificazione dei terreni in gruppi e classi 191 A.A. 2015/16

45 La portanza del sottofondo -Il modulo di deformazione Ec (Md) secondo la relazione M d fornisce il valore del cedimento Δs per incrementi di carico Δp unitari a pressioni diverse a seconda dello strato di terreno e si misura in Kg/mq o in Il modulo di deformazione si ottiene mediante prove su una piastra rigida circolare con la condizione 2R<76 cm : modello del terreno Boussinesque M d p s p s q Piastra sottile Modello Boussinesq -suolo elastico semindefinito -La costante elastica del suolo K (o modulo di reazione del terreno) indica un rapporto costante tra la pressione esercitata sul terreno ed il relativo cedimento con prove di carico con piastra R 76 cm : K q k g cm 3 δ q Piastra sottile K L espressione esprime una proporzionalità tra la pressione q ed il cedimento δ Modello del terreno Winkler-Westgaard -C.B.R. rappresenta una misura convenzionale della capacità portante del terreno. La prova si effettua in laboratorio secondo procedure standard dalle quali si rileva l indice CBR. 192 A.A. 2015/16

46 Indice C.B.R. Il metodo C.B.R. è un metodo indiretto per determinare la portanza di un terreno, in particolare modo per il dimensionamento delle infrastrutture stradali e ferroviarie, secondo procedure standard. La prova (normata) consiste nel sottoporre un campione di terreno ad una prova di penetrazione rapportata ad un terreno di riferimento, e ben costipato, di elevata capacità portante (generalmente graniglia) con due valori di riferimento: con 70 o 105 secondo le relazioni P I 70 x100 CBR P I x CBR Preparato il campione di terreno in esame, all interno di una fustella cilindrica del diametro di 50 mm, lo si sottopone ad una penetrazione con un ago-pistone di 5 cm di diametro ad una velocità di 1 mm ogni 50 sec. Un dinamometro, collegato al sistema di penetrazione, durante la prova indica i valori dei carichi unitari in corrispondenza dei relativi affondamenti. Il riferimento dell indice C.B.R. del terreno è fissato ad un affondamento pari a 0,25 cm e 0,50 cm. Rapportando i carichi rilevati nella prova con quelli ottenuti sul campione di riferimento si definisce l indice C.B.R. attraverso il rapporto; I p2, p5 I 5 x ,5 x Gamba di forza: e l organismo meccanico che sostiene la struttura dell aereo e dal quale si trasferiscono i carichi sulla pavimentazione tramite ruote con pneumatici. Le gambe di forza possono essere posizionate sotto la fusoliera o le semiali. Carrello: le gambe di forza possono essere provviste di una solo ruota o più ruote determinando la tipologia del carrello: a) una solo ruota; b) due ruote affiancate (gemelle o tandem); c) quattro ruote (doppio tandem) d) composizioni di più ruote 193 A.A. 2015/16

47 I carrelli possono avere differenti composizioni e numero di gambe di forza. La condizione determina i carichi agenti sulle gambe di forza e, di conseguenza, le sollecitazioni sulla pista Esempi di composizioni di carrelli e relativi aerei 194 A.A. 2015/16

48 La tipologia dei carrelli Le gambe di forza possono essere collegate alla ruota singola, a ruote gemelle e doppio tandem. Dalla loro composizione scaturisco i carrelli che possono essere indicati in carrello triciclo, quadriciclo, pentaciclo ecc. d st Ruota singola Ruote gemelle o tandem passo (sp) Doppio tandem Gamba di forza l1 l2 Carrello quadriciclo Carrello pentaciclo Indicativamente, la maggiore parte dei carichi (90 95%) agisce sulle gambe di forza del carrello posteriore e la restante parte (10 5%) sul carrello anteriore. Definita la tipologia del carrello è possibile determinare le forze agenti sulle gambe di forza e le forze agenti sulle ruote 195 A.A. 2015/16

49 Determinazione e distribuzione dei carichi sulle gambe di forza Per la determinazione dei carichi sulle gambe di forza, normalmente, si utilizzano le seguente relazione: Q 0,825 0,025N r R g Q t Qg 0,825 0, 025N r Q R t Nella quale: - Qg = carico agente sulla gamba di forza considerata; - Qt = carico totale dell aereo - r = numero delle ruote di una gamba di forza; -N = numero delle gambe di forza; -R = numero delle ruote del carrello posteriore La relazione non solo consente la distribuzione del carico complessivo tra le gambe di forza in funzione della tipologia del carrello, ma applica, anche, la condizione che tra le ruote delle gambe di forze posteriori il carico sia distribuito nella identica quantità. L esempio seguente visualizza la distribuzione dei carichi, ipotizzando le seguenti condizioni: a) aereo con peso massimo al decollo (peso aereo + peso carico + peso carburante) = 270 t. b) carrello quadriciclo con tre gambe di forza posteriore (due con doppio tandem) 196 A.A. 2015/16

50 Applicando le relazioni si ottiene: Qg a) Carico sulla gamba di forza doppio tandem 0,825 0,025x4 4x 0, 37 Q 10 t Qg 0,825 0,025x4 b) Carico sulla gamba di forza ruote gemelle 2x 0, 185 Q 10 t Carichi sulle gambe di forza 2 0,37 0,075 Carico sul carrello anteriore 0, ,37 1 0,185 Carico sul carrello posteriore 0,925 3 Richiamando il peso massimo al decollo pari a 270 t., lo schema dei carichi e la distribuzione dei pesi sulle ruote è esplicitato nella figura seguente 197 A.A. 2015/16

51 0,37 = 99,9 t. 0,0925= 24,98 t. 0,0925= 24,98 t. 0,0925= 24,98 t. 0,0925= 24,98 t. 0,075= 20,25 t. 0,185 = 49,95 t. 0,0375= 10,125t. 0,0925= 24,98 t. 0,0375= 10,125t. 92,50% del carico totale 0,0925= 24,98 t. 7,50% del carico totale 0,0925= 24,98 t. 0,37 = 99,9 t. 0,0925= 24,98 t. 0,0925= 24,98 t. 0,0925= 24,98 t. Distribuzione dei carichi sulle gambe di forza e sulle ruote (carrello quadriciclo con tre gambe di forza posteriore di cui due con doppio tandem) Definiti i carichi sulle gambe è possibile calcolare o verificare la sovrastruttura aeroportuale 198 A.A. 2015/16

52 Teoria di base per il calcolo della pavimentazione aeroportuale (Pavimentazione flessibile) Nel trasferimento dei carichi dall aereo alla sovrastruttura aeroportuale non si può trascurare la tipologia del carrello collegato alla gamba di forza. Nel caso in cui la gamba di forza è collegata ad una sola ruota il carico trasmesso alla sovrastruttura è quello della gamba di forza. Nel caso in cui la gamba di forza è collegata ad un carrello con ruote gemelle (tandem) o doppio tandem è da considerare la reciproca interazione tra le ruote per determinare le sollecitazioni sulla pavimentazione. In tale caso si ricorre al concetto di carico equivalente (Qe) su una ruota equivalente. Il carico equivalente è da intendersi come il carico fittizio agente su una ruota fittizia che determina gli stessi effetti (principalmente sollecitazioni di flessione) di una gamba di forza con un carrello a più ruote. Il carico equivalente dovrà essere calcolato di volta in volta in relazione alla tipologia dell aereo, alla tipologia della struttura (flessibile o rigida) e del suo spessore, alla pressione di gonfiaggio dei pneumatici ed alla loro area d impronta. Sinotticamente il carico equivalente Qe dipende: a) dalla gamba di forza e dalla tipologia del carrello (disposizione delle ruote e relativo interasse e scartamento); b) dal tipo di pavimentazione (flessibile o rigida) e dal suo spessore; c) dalla pressione di gonfiaggio dei pneumatici; d) dall impronta della ruota Dalla composizione del carrello e della tipologia della pavimentazione si distinguono alcune condizioni rappresentate nella figura seguente. 199 A.A. 2015/16

53 Pavimentazione flessibile Con riferimento alla disposizione delle ruote, per un tandem o doppio tandem si indica i seguenti parametri da considerare nel calcolo o nella verifica di una pavimentazione flessibile e rigida: d, st, sd d st d st Ruote gemelle o tandem i = passo (sp) Doppio tandem Tralasciando la pressione di gonfiaggio il valore del carico equivalente Qe può essere desunto, in maniera semplificata, dividendo il carico agente sulla gamba di forza (Qg) per un coefficiente η variabile per tipologia di carrello e per tipo di pavimentazione a) Pavimentazioni flessibile - ruote gemelle (tandem) η = 1,40 1,50 - ruote doppio tandem η = 2,50 3,00 b) Pavimentazione rigida - ruote gemelle (tandem) η = 1,30 1,45 - ruote doppio tandem η = 3 3,40 L importanza del carico equivalente su ruota singola deriva dalla condizione che le pavimentazioni flessibili sono formate da più strati di diverso spessore e di differenti caratteristiche tecnologiche, per cui dalla composizione del carrello, e quindi da Qe, le azioni sul terreno di sottofondo dell infrastruttura possono essere diversi. 200 A.A. 2015/16

54 Teoria di base per il calcolo della pavimentazione aeroportuale Ipotesi di calcolo e presupposti teorici Per quanto concerne la pavimentazione flessibile un riferimento non trascurabile è rappresentato dallo spessore (s) della pavimentazione in relazione alla distanza interna (d) delle ruote del carrello tandem ed anche della distanza sd nel caso di carrello doppio tandem. Ponendo come riferimento la portanza del sottofondo (piano critico) si possono determinare le seguenti condizioni indicando con s lo spessore della pavimentazione Si determinano le seguenti condizioni: Pavimentazione flessibile h d/2 2st st d per s s= variabile d 2 s 2s t d s 2 2 Q Q e 2 Q Q s t e g g in quanto i carichi non si influenzano Il carico viene tramesso sul sottofondo come un unica forza Il carico equivalente viene determinato per interpolazione lineare sottofondo 201 Azione sul sottofondo di una gamba di forza con ruote gemelle su sovrastruttura flessibile A.A

55 d/2 = 24 cm 2st = 180 cm Qe = 24,98 Qg = 49,9 t d= 48 cm st= 90 cm Ruote gemelle o tandem 49,9 t Utilizzando la figura è possibile individuare gli spessori per i carichi equivalenti della pavimentazione e della sovrastruttura. Per il carico equivalente su ruota singola s d/2 = 24 cm Per il carico sulla gamba di forza s 2st = 180 cm 24,98 t Determinazione del carico equivalente e degli spessori della pavimentazione su ruota singola per carrello tandem (pavimentazione flessibile) 202 A.A. 2015/16

56 d/2 = 28 cm sd = 340 cm ,9 t 24,98 t 24,98 t d= 56 st= 90 cm 99,9 t 144,5 cm Determinazione del carico equivalente e spessore della pavimentazione su ruota singola per carrello doppio tandem (pavimentazione flessibile) 24,98 t 203 A.A. 2015/16

57 Tabella di comparazione tra carico aereo-pressione di gonfiaggio pneumatici-cbr sottofondo 204 A.A. 2015/16

58 Pavimentazione rigida Le pavimentazioni aeroportuali rigide sono rappresentate da piastre in calcestruzzo poggiante su una fondazione e in rari casi su un sottofondo. Il problema prevalente del dimensionamento delle piastre è nell assegnare in maniera congruente le due dimensioni (lunghezza e larghezza) correlate allo spessore della piastra, non che nel determinare una idonea fondazione. Le dimensioni in pianta della piastra presentano, altresì, vincoli connessi all attrito con la fondazione, alla qualità del conglomerato, alla messa in opera. Non ultimo, un ulteriore vincolo è rappresentato dall insorgere di fessurazioni per cedimenti differenziali che si manifesterebbero in mancanza di opportuni giunti di dilatazione e di contrazione. La teoria classica fa riferimento ad una piastra sottile poggiante su di un terreno e soggetta a carichi agenti su zone limitate. Normalmente, la teoria è quella di Westergaard che definisce una sovrastruttura sottili su un suolo elastico con reazioni alla Winkler. In altri termini si impone la congruenza degli spostamenti verticali tra carichi e cedimenti del terreno Pavimentazione rigida (una gamba di forza con ruota singola) 205 A.A. 2015/16

59 Sollecitazione gradiente termico E M 2 1 t x 2 h 6 Sollecitazione dovuto al carico le = lunghezza elastica della lastra E = modulo di elasticità del materiale K= modulo di reazione del sottofondo 206 A.A

60 Determinati i momenti sulla piastra, per la progettazione di massima, si stabiliscono i valori di resistenza del conglomerato cementizio e dell acciaio, ad esempio - Classe del calcestruzzo C 25/30 σcam - Tipologia dell acciaio F e B44K σfam Definiti i due parametri, con riferimento al metodo delle tensioni ammissibili, si determinano i coefficienti α e β e, fissata la base b ( l ), si procede al calcolo dello spessore della piastra e dell armatura. h M b A f b M b Determinato l asse neutro si procede alla verifica dello stato tensionale del conglomerato cementizio e dell acciaio y 15A B f 1 2Bh 1 15A f 2M ces y By( h ) 3 cam M fes y Af ( h ) 3 fam Inoltre, si esegue la verifica delle condizioni di deformazione e di sollecitazione della lastra sottoposta a Δt termico tale che l lcrit 207 A.A. 2015/16

61 Distribuzione dei giunti nelle piastre Particolari di giunti di pavimentazioni rigide 208 A.A

62 La portanza dell area di movimento e della pavimentazione aeroportuale (ACN/PCN) La pavimentazione, nell insieme dell area di movimento, deve avere una portanza tale da consentire le operazioni degli aeromobili senza il rischio di danni alla pavimentazione o agli stessi aeromobili. Al fine di controllare il degrado delle pavimentazioni si rende necessario classificare la pavimentazione e gli aeromobili in base ad un sistema, in cui la portanza della pavimentazione e i carichi derivanti dagli aeromobili possano essere confrontati. In Italia si utilizza il metodo ICAO che considera due parametri: Aircraft Classification Number (ACN) Pavement Classification Number (PCN). Il numero di classificazione dell'aeromobile (ACN): è il numero che esprime l'effetto relativo di un aeromobile sulla pavimentazione per una determinata categoria standard del sottofondo. Il numero di classificazione della pavimentazione (PCN): è il numero che esprime la resistenza al carico di una pavimentazione, per operarvi senza limitazioni. Il metodo ACN/PCN è adottato come metodo di rilevazione dei valori di portanza delle pavimentazioni, in accordo con il Manuale dell aeroporto, che riporta le registrazioni relative alla portanza della pavimentazione. Il PCN è costituito da cinque campi alfanumerici che, oltre alla determinazione del valore numerico del PCN, identificano il tipo di pavimentazione, quale rigida o flessibile, e la classificazione del sottofondo. Essi stabiliscono anche i limiti di pressione dei pneumatici e specificano se la classificazione è stata fatta mediante calcolo o con metodo empirici. Indicativamente, i riferimenti riguardano aeromobili con massa al decollo fino a Kg. o superiori a Kg. La portanza di una pavimentazione destinata ad un aeromobile di massa al decollo superiore a kg si determina col metodo ACN/PCN in funzione dei seguenti dati: (a) numero di classificazione della pavimentazione (PCN); (b) tipo di pavimentazione necessario per la determinazione di ACN/PCN; (c) categoria di resistenza del sottofondo; (d) categoria della pressione massima ammissibile per pneumatico o valore massimo ammissibile della pressione del pneumatico. 209 A.A. 2015/16

63 Il PCN riportato indica che un aeromobile con un ACN minore o uguale a tale PCN può operare sulla pavimentazione, assoggettato alle limitazioni relative alla pressione dei pneumatici e alla massa totale, tipiche di ogni specifico modello di aeromobile. L ACN di un aeromobile si determina secondo procedure standard relative al metodo ACN/PCN. Allo scopo di determinare l ACN, il comportamento di una pavimentazione deve essere classificato come equivalente a una costruzione rigida o flessibile. Informazioni sul tipo di pavimentazione per determinare l ACN/PCN, sulla categoria di resistenza del sottofondo, sulla categoria della massima pressione ammissibile per pneumatico e sul metodo di valutazione devono essere riportate usando i seguenti codici. a) tipo di pavimentazione per la determinazione dell ACN/PCN: Codice Pavimentazione rigida R Pavimentazione flessibile F Nota - Occorre considerare, rivelandola, se la struttura reale è composita o fuori standard. b) categoria di resistenza del sottofondo: Codice (A,B,C,D,) - Alta resistenza: caratterizzata da K = 150 MN/m 3 e rappresentativa di tutti i valori A di K superiori a 120 MN/m 3 per pavimentazioni rigide e da CBR = 15 e rappresentativa di tutti i valori di CBR superiori a 13 per pavimentazioni flessibili. - Media resistenza: caratterizzata da K = 80 MN/m 3 e rappresentativa di tutti i B valori di K compresi tra 60 e 120 MN/m 3 per pavimentazioni rigide e da CBR = 10 e rappresentativa di valori di CBR compresi tra 8 e 13 per pavimentazioni flessibili. - Bassa resistenza: caratterizzata da K = 40 MN/m 3 e rappresentativa di valori di K C compresi tra 25 e 60 MN/m 3 per pavimentazioni rigide e da CBR = 6 e rappresentativa di valori di CBR compresi tra 4 e 8 per pavimentazioni flessibili. - Bassissima resistenza: caratterizzata da K = 20 MN/m 3 e rappresentativa di tutti i D valori di K inferiori a 25 MN/m 3 per pavimentazioni rigide e da CBR = 3 e rappresentativa di tutti i valori di CBR inferiori a 4 per pavimentazioni flessibili. La procedura secondo il metodo dell'acn - PCN consiste nella comparazione dei due numeri. Un aeromobile con ACN uguale o inferiore al PCN dell'aeroporto potrà operare senza limitazioni. Un aeromobile con ACN superiore potrà essere autorizzato dalla competente autorità o dovrà modificare il suo ACN agendo sulla massa. La capacità di resistenza al carico di pavimentazioni destinate ad aeromobili di massa uguale o inferiore ai Kg deve essere espressa fornendo le seguenti informazioni: a) massima "massa" consentita; b) b) massima pressione degli pneumatici consentita. Nota: Per "massa" l'icao intende il peso dell'aeromobile fermo, gravante su un piazzale, che costituisce la situazione più sfavorevole per la pavimentazione. 210 A.A. 2015/16

64 SINOSSI - RESISTENZA DELLA PAVIMENTAZIONE I dati relativi alla resistenza di una pavimentazione destinata ad accogliere aeromobili di peso superiore ai Kg devono essere pubblicati in accordo al metodo ACN - PCN, riportando le seguenti informazioni: a) numero di classificazione della pavimentazione (PCN); b) tipo di pavimentazione; c) quoziente di resistenza; d) massima pressione degli pneumatici consentita; e) metodo di valutazione. Tabella dei codici Il numero di classificazione di un aeromobile (ACN) è calcolato tenendo presente: a) la massa dell'aeromobile (a pieno carico e vuoto); b) la pressione degli pneumatici; c) il tipo di pavimentazione; d) il quoziente di resistenza. Le informazioni devono essere fornite facendo uso dei seguenti codici: a) tipo della pavimentazione: - rigida codice R - flessibile codice F b) quoziente di resistenza: - alta codice A - media codice B - bassa codice C - bassissima codice D c) massima pressione degli pneumatici consentita: - alta (nessun limite)..... codice W - media codice X - bassa codice Y - bassissima codice Z d) metodo di valutazione: - tecnico (studi specifici). codice T - uso (empirico) codice U Esempio: Se la capacità per l'aeroporto è di PCN 80/R/B/W/T : PCN 80; numero di classificazione dell aeroporto pavimentazione: rigida; quoziente di resistenza: medio; massima pressione di pneumatici ammessa: alta; metodo di valutazione: tecnico Sulla pista ( aeroporto) potranno operare senza limitazioni gli aeromobili con ACN uguale od inferiore ad A.A. 2015/16