Estudo das faixas granulométricas no comportamento e vida útil do lastro ferroviário utilizando equipamento de ensaio dinâmico de lastro - EEDL.

Abstract

A faixa granulométrica utilizada tem influência direta na vida útil da camada de lastro quando submetido ao carregamento gerado pelo tráfego ferroviário. Entretanto, no Brasil, temos apenas duas faixas granulométricas a serem utilizadas. As faixas preconizadas pelas entidades normativas brasileiras são muito uniformes, e publicações referentes a um comportamento mecânico mais eficiente expressam a necessidade de uma faixa granulométrica bem graduada, diferente das faixas usualmente utilizadas em vias brasileiras. Essa faixa mais bem graduada proporcionaria uma menor deformação e uma redução da degradação, concedendo maior vida útil ao lastro. Neste contexto, a influência da granulometria do lastro utilizada em ferrovias foi objeto de estudo, no intuito de se verificar o comportamento mecânico e sua influência na vida útil da via, mitigando a geração de finos e mantendo a eficiência da drenagem. Para isso, foram escolhidas duas faixas granulométricas: Faixa 3 da AREMA (Faixa A da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT) e a Faixa 50 Australiana. No estudo, foi utilizado um Equipamento de Ensaio Dinâmico de Lastro para simular o tráfego ferroviário, composto por uma caixa metálica cúbica, com 1,00 m de aresta, e um pistão que aplica uma carga máxima de 20 t/roda, simulando uma via com capacidade de carga de 40 t/eixo. Foram realizados ensaios de caracterização preconizados pelas normas brasileiras nos materiais de subleito, sublastro e lastro, a fim de se comprovar a utilização deles como camadas de uma via. Posteriormente, procedeu-se à compactação das camadas de subleito e sublastro, seguidos da colocação do lastro, trilho e elementos de fixação, conforme recomendação das normas. Para se verificar o recalque das camadas, hastes foram colocadas nas interfaces das camadas, acopladas a extensômetros, para sua medição. Foram realizados 5 ciclos de 100 mil aplicações de carga, com a realização da granulometria no material de lastro ao término de cada um. Foram estudados os valores de CNU, Cc, módulo de finura e diâmetro máximo, e a relação desses parâmetros com o Índice de Quebra do material. Foi calculado o recalque de camada ao final de cada ciclo com a finalidade de se verificar qual granulometria apresentou uma melhor eficiência. Foi comparada a quebra dos materiais das duas faixas estudadas e o material que teve um maior percentual de quebra foi o que se enquadrou na faixa 3 da AREMA (Faixa A da ABNT), mostrando que, para o material analisado e para a carga aplicada, não é eficiente para ser utilizado como camada delastro. Com os valores encontrados de Cc, CNU, módulo de finura e diâmetro máximo, foi proposta uma faixa granulométrica mais bem graduada e uma distribuição granulométrica que se enquadre nessa nova faixa para ser utilizada como lastro, a fim de melhorar o imbricamento entre os grãos, reduzindo sua quebra, melhorando a deformabilidade, sem prejudicar a permeabilidade.