Geotêxtil como elemento de separação em pavimento ferroviário

Abstract

Por apresentar dimensões continentais e produzir grandes quantidades de commodities que necessitam ser escoadas, o modal ferroviário é indispensável para atender as demandas internas e externas do Brasil. Os serviços de manutenção são os responsáveis pela maior parte dos gastos durante o ciclo de vida de uma ferrovia. Dentre os materiais utilizados para aumentar a vida útil e reduzir as manutenções em pavimentos ferroviários, podem-se destacar os geossintéticos, em especial o geotêxtil não tecido. A inserção de um geotêxtil no pavimento ferroviário visa, simultaneamente, separar os materiais, reter as partículas e escoar a água. Assim, tem-se uma menor contaminação do lastro com os finos do subleito. Essa dissertação apresenta testes laboratoriais realizados com geotêxteis não tecidos com gramaturas de 400, 700 e 900 g/m2, inseridos entre um material granular e um solo fino em duas condições de compactação (umidade ótima e 3% acima da ótima). Para simular o tráfego ferroviário foi aplicado carregamento cíclico com frequência de 1 Hz por meio de um sistema hidráulico. Foram realizadas medições de deslocamentos e poropressões durante a fase de carregamento. Após os ensaios cíclicos, foram avaliados os danos mecânicos no geotêxtil, quebra dos grãos da camada granular, impregnação dos geotêxteis e da camada de lastro, além da penetração dos grãos de brita no solo. Os resultados obtidos evidenciaram a eficácia do geotêxtil não tecido de 400 g/m2 e 700 g/m2 como elemento de separação, evitando a contaminação do material granular, diminuindo os deslocamentos e estabilizando mais rapidamente as poropressões nos ensaios cujo solo do subleito foi compactado com umidade ótima. Para essa condição de ensaio, utilizando o geotêxtil de 900 g/m2, foram registrados maiores valores de poropressão, o que pode ter sido ocasionado pela retenção de partículas finas na face (cegamento) e no interior do espécime, ou seja, colmatação. Nos ensaios com solo do subleito compactado com umidade maior, teve-se maiores deslocamentos no ensaio com geotêxtil, o que pode ter ocorrido devido a maior permeabilidade desse material frente ao solo, levando ao aceleramento do adensamento do solo do subleito. De forma geral, os geotêxteis não sofreram maiores danos com o carregamento, não tendo sido observados furos ou rasgos nos espécimes, porém a resistência à tração máxima diminuiu quando comparada às amostras ensaiadas no estado virgem. A quebra dos grãos, apesar de pequena devido à boa qualidade da brita, foi menor nos ensaios com a presença do elemento de separação. Quanto à impregnação dos geotêxteis, essa foi maior no ensaio com solo menos compacto e nos geotêxteis de menores gramaturas. Foi observado que a impregnação do lastro diminui com o aumento da gramatura dos geotêxteis, uma vez que quanto maior a gramatura, maior a capacidade de retenção do solo pelo espécime. Para todos os ensaios os geotêxteis se mostraram eficientes na redução da penetração dos grãos de brita no solo de subleito.