1. INTRODUÇÃO
Os pavimentos ferroviários envolvem três elementos básicos: • Infraestr Infraes trutur utura: a: É constit constituída uída pela terraplenagem terraplenagem e todas todas as obras situadas abaixo do greide de terraplenagem (drenagem, obras de arte especiais etc.). • Le Leito ito ou plataforma: plataforma: É a superfície final de terraplenagem. erraplenagem. • Superestrutura: uperestrutura: É constit constituída uída pela via perm permanente, que que está sujeita a ação do desgaste desgaste das rodas dos veículos e das intem intempéries; péries; sendo esta construída de forma a ser renovada quando o seu desgaste atingir o limite de tolerância exigido pela segurança ou comodidade de circulação. Além disso, pode ser substituída em seus principais constituintes quando exigido pela intensidade do tráfego ou o aumento do peso do material rodante. A Via Permanente é constituída pelos seus três elementos principais: • Sub-lastro • Lastro; • Dormentes; • Trilhos.
Tri Trilhos lhos Dormentes
Placas de apoio Fixações Sub-Lastro
Fonte: Brasil Trilhos (2007) 1
2. SUB-LASTRO
A camada superior da Infra-estrutura, chamada de sub-lastro, tem características especiais, levadas em consideração em sua construção devendo, por isso, ser considerada como integrante da superestrutura. O sub-lastro, é o elemento da superestrutura, intimamente, ligado à infraestrutura e tem as seguintes funções: • Aum Aumentar a capacidade capacidade de suporte suporte da plataforma, permitindo permitindo elevar a taxa taxa de trabalho no terreno, ao serem transmit transmitidas idas as cargas através através do lastro, reduzindo desta forma a sua superfície de apoio e sua altura, com consequente economia de material; • Evitar vitar a penetração do las lastro tro na plataform plataforma; a; • Aumentar Aumentar a resistência resistência do leito, leito, à erosão erosão e à penetração penetração da água, concorrendo pois, para uma melhor drenagem da via; • P ermitir ermitir relativa relativa elas elasticidade ticidade ao apoio do lastro, para que a Via Permanente não seja, excessivamente rígida. Observa-se que o lastro é um material nobre, de grande consumo (cerca de 1,5m3/m 1,5m3/m), ), caro caro e às às vezes, vezes, de difícil obtenção, obtenção, justificando-s justificando-se e assim assim,, a racionalização do seu uso. A construção do sub-lastro com material mais barato e encontrável nas proximidades do local de emprego, traz grande economia à superestrutura ferroviária, além de melhorar, consideravelmente, o padrão técnico da via permanente e diminuir o seu custo de manutenção. 2.1 Material Material para o Sub-lastro
O material a ser selecionado para o sub-lastro deve obedecer, aproximadamente, às seguintes especificações: • IG (Índice de Grupo) – igual a 0 (zero); • LL (Limite (Limite de Liquidez) Liquidez) – máxim máximo o de 35; • IP (Índice de P lasticidade) lasticidade) – Máximo Máximo de 6; 2
2. SUB-LASTRO
A camada superior da Infra-estrutura, chamada de sub-lastro, tem características especiais, levadas em consideração em sua construção devendo, por isso, ser considerada como integrante da superestrutura. O sub-lastro, é o elemento da superestrutura, intimamente, ligado à infraestrutura e tem as seguintes funções: • Aum Aumentar a capacidade capacidade de suporte suporte da plataforma, permitindo permitindo elevar a taxa taxa de trabalho no terreno, ao serem transmit transmitidas idas as cargas através através do lastro, reduzindo desta forma a sua superfície de apoio e sua altura, com consequente economia de material; • Evitar vitar a penetração do las lastro tro na plataform plataforma; a; • Aumentar Aumentar a resistência resistência do leito, leito, à erosão erosão e à penetração penetração da água, concorrendo pois, para uma melhor drenagem da via; • P ermitir ermitir relativa relativa elas elasticidade ticidade ao apoio do lastro, para que a Via Permanente não seja, excessivamente rígida. Observa-se que o lastro é um material nobre, de grande consumo (cerca de 1,5m3/m 1,5m3/m), ), caro caro e às às vezes, vezes, de difícil obtenção, obtenção, justificando-s justificando-se e assim assim,, a racionalização do seu uso. A construção do sub-lastro com material mais barato e encontrável nas proximidades do local de emprego, traz grande economia à superestrutura ferroviária, além de melhorar, consideravelmente, o padrão técnico da via permanente e diminuir o seu custo de manutenção. 2.1 Material Material para o Sub-lastro
O material a ser selecionado para o sub-lastro deve obedecer, aproximadamente, às seguintes especificações: • IG (Índice de Grupo) – igual a 0 (zero); • LL (Limite (Limite de Liquidez) Liquidez) – máxim máximo o de 35; • IP (Índice de P lasticidade) lasticidade) – Máximo Máximo de 6; 2
• Class lassificação ificação pela tabela da HR HRB B (Highway (Highway Research Board) – grupo A1; A1; • Expansão – máxima áxima 1%; • CBR (Índice (Índice de Suporte uporte Califórnia) – mínimo mínimo de 30. 30. 2.2 Compactação
O sub-lastro deverá ser compactado de modo a obter-se peso específico aparente, correspondente a 100% do ensaio de Proctor Normal. No cas caso o em que que não se se encontre nas proximidades da ferrovia, material material que satisfaça às especificações acim acima, a, pode-se pode-se adotar a solução de mistur misturarem arem-s -se, e, em usina de solos, dois solos naturais ou um solo argiloso com areia ou agregado miúdo, desde que o procedimento não aumente, demasiadamente, o custo do sub-lastro. Outra alternativa seria adotar-se um solo melhorado com cimento utilizando-se, para tanto, as especificações pertinentes do órgão nacional rodoviário (DNER-ES-P09-71). 3. LASTRO
O Lastro é o elemento da superestrutura, situado entre os dormentes e o sub-lastro e tem como funções especiais: • Distribuir, convenientemente, convenientemente, sobre a plataform plataforma a (sub-las (sub-lastro), tro), os esforços resultantes das cargas dos veículos, produzindo uma taxa de trabalho compatível com a capacidade de carga da mesma; • Formar ormar um suporte, até até certo certo ponto, ponto, elástico, elástico, atenuando atenuando as trepidações trepidações resultantes da passagem dos veículos; • Sobrepondo-se obrepondo-se à plataform plataforma, a, suprimir suprimir suas irregularidades, irregularidades, formando formando uma superfície contínua e uniforme, para os dormentes e trilhos; • Impedir os deslocament deslocamentos os dos dormentes dormentes quer no sentido longitudinal, longitudinal, quer no sentido transversal; • Facilitar a drenagem da superestru superestrutur tura. a. 3
Para bem desempenhar suas funções, o material do lastro deve ter as seguintes características: • Suficiente resistência aos esforços transmitidos; • Possuir elasticidade limitada, para abrandar os choques; • Ter dimensões que permitam sua interposição entre os dormentes e o sub-lastro; • Ser resistente aos agentes atmosféricos; • Ser material não absorvente, não poroso e de grãos impermeáveis; • Não deve produzir pó (o pó, afeta o material rodante e causa mal estar aos passageiros). 3.1 Materiais p ara o Lastr o
• Terra - É o mais barato mas, também, o de pior qualidade. É normalmente, saturável pela água, causando desnivelamento na linha (“linha laqueada”), o que é a causa mais frequente de descarrilamentos. • Areia - - É drenante, pouco compressível, mas facilmente deslocada pela água. Tem o inconveniente de produzir poeira, extremamente, abrasiva que produz desgaste no material rodante e desconforto aos passageiros. • Cascalho - É um bom tipo de lastro que quando britado, forma arestas vivas. Pode ser utilizado na forma natural encontrada nas cascalheiras. Deve ser lavado para ser separado de terra e outras impurezas. • Escória - Algumas escórias de usinas siderúrgicas tem dureza e resistência compatíveis com esta aplicação. São utilizadas em linhas próximas das usinas. • Pedra Britada - É o melhor tipo de lastro. É resistente, inalterável pelos agentes atmosféricos e químicos. É permeável e permite um perfeito nivelamento (socaria) do lastro. É, limitadamente, elástico e não produz poeira. 4
3.2 Contaminação dos Lastros
A contaminação do lastro é um problema grave para a manutenção da via permanente. Os problemas gerados pela contaminação iniciam em situações muito simples como aparecimento de vegetação no lastro, até problemas de alta complexidade como perda de socaria, redução de vida útil de componentes (dormentes, trilhos fixação) e risco de descarrilamentos (excesso de material sobre a via). Em regiões de carregamentos a contaminação do lastro se agrava devido a condições do local. Principalmente em carregamentos de minérios, a situação de contaminação é tão grave, que a visualização das condições dos dormentes e fixação fica comprometida. Desta forma, defeitos simples de via permanente, facilmente identificados por técnicos habilitados ficam invisíveis, gerando um risco à circulação sem o devido tratamento. Ações para eliminação do carreamento de finos de minérios pelo ar são complexas e exigem diversas adaptações para cada tipo de terminal. Além disto, o método não pode ser aplicado a carregamentos que utilizam pás carregadeiras ao invés de silos. Por outro lado, a limpeza do lastro é um dos piores serviços braçais de manutenção da via. Tem custo elevado, é de baixíssima produtividade e de qualidade questionável. O desguarnecimento total ou parcial do lastro de forma mecanizada nestes locais é inviável pelas dimensões de gabarito que não permitem a passagem de equipamentos para este fim.
Fonte: Revista ferroviária (2009) 5
Verificou-se então que o lastro apresentava as seguintes condições severas: • Contaminação total; • Perda de capacidade de drenagem; • Absorção dos impactos comprometida; • Impossibilidade de inspeção visual da via (dormentes, trilhos e pregação); • Alto risco de descarrilamento provocado por excesso de material sobre a via. A solução para o problema apresentado é a implantação do sistema de proteção, no qual deverá ser realizada após uma intervenção da via para limpeza ou substituição do lastro existente. A proteção gerada pelas esteiras transportadoras iria propiciar os seguintes benefícios: • Redução significativa da contaminação do lastro por minério; • Aumento da vida útil da limpeza do lastro, reduzindo intervenções de manutenção e reduzindo descargas de pedras futuras; • Melhor condição do lastro por mais tempo (capacidade de drenagem, absorção de impactos); • Facilidade de limpeza e remoção das esteiras para inspeção da via; • Redução do risco de descarrilamento por excesso de material sobre a via. Com a existência da proteção do lastro, o minério fica acumulado sobre as esteiras e desta forma, a limpeza do lastro manualmente é reduzida a níveis muito baixos.
6
Fonte: Revista Ferroviária (2009) 4. TRILHOS 4.1 Defeitos Intern os
Os defeitos internos são visíveis somente depois que surgem no boleto, alma ou patim. Tais defeitos progridem com o tráfego, já que aumentam seu tamanho com um maior número de toneladas transportadas. A maioria dos defeitos internos somente é detectada através de ultra- som. Divide-se: • Trinca Longitudinal Horizontal; • Trinca Longitudinal Vertical; • Trinca Transversal • Bolha ou Vazio; • Defeitos nas soldas. 4.1.1 Trinca vertical no boleto
Este tipo de descontinuidade, quando evoluída, faz quebrar o boleto em uma das suas metades longitudinalmente. Esta fratura forma um dente na superfície de rolamento, fornecendo alto risco de descarrilamento pelo impacto do friso. 7
Estas características impossibilitam o entalamento deste defeito por não resolver o problema.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.1.2 Trinca hor izontal no boleto
Em estágio avançado é facilmente visualizada numa ronda a pé ou até mesmo em inspeções de auto de linha. O defeito causa a fragmentação do boleto. Não se deve entalar este tipo de defeito, uma vez que a propagação da trinca ocasionará o descolamento completo do boleto, podendo atingir grandes comprimentos.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.1.3 Trin ca de patinagem d e roda
Trinca no plano transversal, produzida por fissuração interna, logo abaixo da marca de patinação, que se encaminha em direção à alma do trilho de modo rápido e no sentido da parte externa do boleto. Não se permite o entalamento destes defeitos, devendo conforme sua 8
gravidade, ser o trilho retirado da linha.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009)
4.1.4 Trin ca no Filete
Normalmente de comprimento grande, pode ser encontrado mais em PN´s, principalmente devido ao esforço lateral continuo originado das rodas dos carros sobre o boleto. De difícil identificação a olho nu, pode ser visualizado quando em estagio avançado. Este defeito não é entalável, devendo ser substituído todo o comprimento comprometido.
Fonte: Manual Técnico de Via Permante (2009)
9
4.1.5 Trinca na Alma
Trinca no plano horizontal, se desenvolve de modo progressivo, rápido e longitudinalmente, no meio da alma.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.1.6 Trin ca trans versal
Sua propagação acarreta rompimento repentino da seção transversal do trilho em forma de junta. Mais do que para outros defeitos, a detecção deste, torna imprescindível o reforço da dormentação, fixação e lastro no local. Este é um defeito onde o entalamento pode ser considerado uma solução.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009)
10
4.1.7 Trin ca de fragmentação
Trinca no plano transversal, progressiva, que se inicia em uma trinca interna junto ao canto de bitola do trilho externo. Possui ângulo reto em relação à superfície de rolamento, ocorre no canto do boleto.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009)
4.1.8 Trinca em sol da alumino térmica/elétrica
São defeitos de rápida evolução, sendo que o entalamento neste caso, diferentemente da maioria dos demais, pode ser considerada uma solução de segurança satisfatória.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009)
11
4.1.9 Trinca verti cal na alma em junt a/fora da junta
Caracteriza-se pela descontinuidade na altura do corpo da alma que algumas vezes pode se propagar por vários metros no trilho. Não é possível o entalamento deste defeito, devendo a solução de substituição ser aplicada.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.1.10 Trinc a nos furos da junta
Por já estar ligado através de tala, este tipo de defeito torna-se perigoso uma vez que o defeito encontrado está escondido, e sua revisão visual poderá ser feita somente quando da abertura das talas. Todo defeito deste tipo deve ser desentalado para revisão visual, independentemente da situação.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 12
4.1.11 Trinc a nos furos fora da junta
Este defeito caracteriza-se pela propagação de trincas ligando furos em diversas circunstâncias. Não se deve proceder o entalamento deste tipo de defeito, pois a descontinuidade se propagaria de forma aleatória no restante do perfil. Deve ser retirado da linha através da substituição da barra.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.1.12 Trinca co mpos ta
A trinca composta forma normalmente, fraturas de grandes proporções, com soltura de fragmentos com tamanhos consideráveis, tornando praticamente inevitável o acidente quando ocorrido em sua circunstância. Trincas compostas têm, como solução padrão, a substituição do trilho, visto que devido a sua extensão e característica, seu crescimento não possui regra de direção. O entalamento não é suficiente para acabar com o risco de evolução do problema.
13
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.1.13 Inclusão
É caracterizado por uma massa de características diferentes que acaba causando uma espécie de porosidade. Neste local a resistência é bastante inferior, sendo que a concentração de esforços propicia o surgimento de trincas longitudinais (quando a descontinuidade for significativa neste sentido), ou mesmo transversais (quando a descontinuidade for pontual, mas atingindo uma área representativa no total da seção). Não é permitido que se faça o entalamento deste tipo de defeito, visto que a propagação da fratura não apresenta regra geral, podendo evoluir em quaisquer eixos da barra.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 14
4.1.14 Criticidade
A criticidade é um parâmetro de priorização dos defeitos encontrados e também um guia de tempo médio para atendimento dos defeitos. Conforme a variabilidade deste item, teremos um tempo de atendimento específico. Sua conceituação está ligada à gravidade do defeito, às condições de via em que ele está sujeito, às características de traçado da linha, à presença de obras de arte e a circunstâncias externas como regiões urbanas nas proximidades. A criticidade é classificada da seguinte maneira:
o
o
o
o
A: engloba as descontinuidades de gravidade alta; B: engloba as descontinuidades de gravidade média-alta; C: engloba as descontinuidades de gravidade média-baixa; D: engloba as descontinuidades de gravidade baixa.
o
Achatamento do trilho; Escoamento de material (aço) na superfície e lateral do boleto;
o
Sinal de queima (cor azulada quando recente).
o
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.2 Defeitos superficiais e longitudinais
Os defeitos de Fadiga por Contato (Rolling Contact Fatigue-RCF) são considerados como defeitos superficiais e geralmente provenientes de colapso ou fadiga de material. Os principais defeitos superficiais ou de Fadiga por Contato são: 15
•
Head-Checks
•
Cracks
•
Shelling
•
Corrugação
•
Dark spot
•
Spalling
•
Center Cracks
•
4.2.1 Head Checks
São trincas capilares de pequena extensão que se apresentam transversalmente ao boleto, próximas ao canto superior da bitola. Ocorre devido à grande pressão das rodas sobre o trilho em ferrovias de alta carga por eixo.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009)
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009)
16
4.2.2 Cracks na Superfície do Tril ho (Cracking)
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.2.3 Head Checki ng – Fissu ração do Canto d a Bitola
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.2.4 Flaking - Escamação do Boleto
Flaking é uma perda leve de material do boleto.
17
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.2.5 Spalling - Estilhaçamento d o Canto da Bito la
Quando o trajeto do desenvolvimento da rachadura é cruzado por outras rachaduras rasas similares na área da cabeça do trilho, uma micro-plaqueta rasa do material do trilho cai para fora. Isto é sabido como Spalling. Spalling é mais freqüente em climas frios porque a rigidez do material do trilho aumenta.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.2.6 Shelli ng - Despedaçamento do Canto da Bit ola
Shelling é um defeito causado pela perda do material, iniciada pela fadiga subsuperficial. Ocorre, normalmente, no canto da bitola dos trilhos externos, nas curvas. Quando estas rachaduras emergem na superfície, fazem com que o metal venha para fora da área da rachadura. Às vezes, estas rachaduras movem-se também em um sentido descendente, conduzindo a uma fratura transversal provável18do trilho.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.2.7 Corrugação
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.2.8 Escoamento (Metal Flow)
O escoamento ocorre na área do topo do trilho, em uma profundidade que pode ser de até 15 mm. O defeito ocorre no lado de bitola do trilho interno, devido à sobrecarga. A lingüeta dá uma indicação da presença das rachaduras. Este defeito poderia ser eliminado esmerilhando o trilho, que restauraria também o perfil original.
19
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009)
4.2.9 Esmagamento
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.2.10 Defeito de Trinc a da Concordância do B oleto com a Alma
É uma fratura no filamento boleto / alma, que se desenvolve, inicialmente, no plano horizontal de modo progressivo, podendo atingir até 25 cm de extensão, e então se encaminha rapidamente para baixo, em direção ao patim. 4.2.11 Defeito de Trinca na Região da Alma com Patim
É uma fratura no filamento alma / patim, que se desenvolve no plano horizontal de modo progressivo, podendo atingir até 25 cm de extensão, e então se encaminha rapidamente para cima, em direção a alma.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009)
20
4.2.12 Trinc os nos Furos (Bold Hole Crack)
São trincas que ocorrem no plano longitudinal, se iniciam nos furos, e sua propagação tende a ocorrer diagonalmente para o boleto ou para o patim, ou em direção ao outro furo.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.2.13 Trinca em Solda Elétrica (Defective Weld Plant Cracks Out)
É uma trinca que se desenvolve no plano transversal ou horizontal, a partir de algum defeito interno da solda (inclusão, incrustação e/ou colapso de material).
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 4.2.14 Trinc a em Solda Alum inot érmica (Defective Weld Field Cracks Out )
É uma trinca que se desenvolve no plano transversal ou horizontal, a 21 partir de algum defeito interno da solda (inclusão, incrustação e/ou colapso de
material).
5 DORMENTES
O dormente faz parte da superestrutura da ferrovia com as principais funções de: • Transmitir ao lastro as cargas recebidas pelos trilhos quando da passagem do material rodante; • Servir de suporte para os trilhos permitindo sua fixação e • Manter a bitola da linha. Para que o seu papel na via seja desempenhado de maneira satisfatória, é necessário que o dormente possua alguns atributos, como durabilidade, rigidez, elasticidade e resistência aos esforços, ser isento de fendas e/ou fraturas transversais de forma a permitir a realização da “socaria”, opondo-se à deslocamentos (transversais ou longitudinais) na via. A quantidade de dormentes a ser utilizada em uma via depende do tipo desta e do material a ser usado. Numa via em bitola métrica, a taxa de dormentação em madeira é em geral de 1.600 a 1.750 unidades por quilômetro, já em dormentação de aço, a quantidade varia de 1.500 a 1.600 unidades por quilômetro. 5.1 Pri nci pais defeitos apresentados nos dorm entes
5.1.1 Dormentes de madeira
Os dormentes de madeira são passiveis de apodrecimento, principalmente do alburno, perda da capacidade de retenção da fixação por degradação ou por furações em excesso, trincas ou rachaduras, empeno principalmente em dormentes de AMV’s, ou por armazenamento inadequado, danos causados por acidentes, penetração ou deslizamento da placa de apoio. Os responsáveis pelo recebimento de dormentes de madeira deverão ser treinados nas especificações técnicas correspondentes. Atenção especial deverá ser dispensada na avaliação da largura e altura dos dormentes na região onde serão fixados as placas de apoio ou o patim do trilho para evitar insuficiência de seção. 22
5.1.2 Dorm entes de aço
Os dormentes de aço são passiveis de fratura ou ruptura da seção transversal, na ligação das abas com o shoulder , na região das abas e na região de apoio dos trilhos. Pode ocorrer deformação na região do shoulder, comprometendo a retenção ou aplicação das fixações, geralmente provocada por descarrilamento. Podem ocorrer ainda deformações longitudinais que comprometem a bitola correta da via. Dormentes com corrosão que resulta em redução da parede do perfil serão substituídos imediatamente.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 5.1.3 Dorm entes de con creto
Os dormentes de concreto monobloco são passiveis de trincas, fraturas ou ruptura da seção transversal, trincas ou fraturas na região das fixações que comprometem a colocação ou retenção das mesmas, desgaste na região de apoio dos trilhos que comprometem o correto apoio do patim e inclinação dos trilhos com comprometimento da bitola da via. Deverão ser observados os conjuntos dos acessórios. Os dormentes de concreto bi-bloco são passiveis de fratura ou ruptura no perfil metálico de ligação entre os blocos de concreto, trincas ou fraturas na região das fixações que comprometem a colocação ou retenção das mesmas, fraturas na região dos blocos de concretocom exposição das ferragens, desgaste na região de apoio dos trilhos que comprometem o correto apoio do patim e inclinação dos trilhos com comprometimento da bitola da via.
23
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009)
6 DRENAGEM SUPERFICIAL
Os dispositivos de drenagem superficial objetivam interceptar, coletar e transportar para local seguro de deságue as águas pluviais advindas de suas áreas a montante, resguardando a estabilidade e segurança da plataforma e dos taludes das ferrovias. Através da drenagem superficial evitam-se os problemas de erosão na superfície dos taludes e reduz-se a infiltração de água nos maciços, resultando na redução dos efeitos danosos da saturação na resistência dos solos. Os dispositivos normalmente utilizados nos sistemas de drenagem superficial são: • Valetas/canaletas; • Sarjetas de corte e de aterro; • Descidas d’água; • Caixas coletoras; • Caixas de dissipação;
6.1 Valetas / canaletas
São
canais
construídos
preponderantemente
no
sentido
longitudinal da ferrovia que têm o objetivo de captar a água pluvial precipitada sobre os taludes e plataforma das ferrovias. A inclinação das valetas deve 24 ser tal que a velocidade de transporte não atinja valores excessivos, o que pode
favorecer a ocorrência de erosão, nem tampouco propicie um escoamento lento, o que poderia propiciar a formação de bolsões de água e aumentar a infiltração no terreno.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 6.2 Descidas d’ água
As descidas d’água são dispositivos construídos transversalmente à via e são responsáveis pela condução das águas pluviais advindas das canaletas de crista e de berma dos taludes, propiciando um escoamento sem risco de erosão dos mesmos. Podem ser distinguidos dois tipos de descidas d’água, em função do nível de dissipação de energia ao longo da estrutura: descidas d’água do tipo rápido ou descidas em degraus (“escadas hidráulicas”). Normalmente estão associadas a estruturas de dissipação a jusante.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009)
25
6.3 Sarjetas
As sarjetas têm por objetivo captar as águas precipitadas sobre a plataforma e sobre os taludes de corte e aterro e conduzi-las, longitudinalmente, até o ponto de transição entre o corte e o aterro, de forma a permitir a saída lateral para o terreno natural ou para a caixa coletora de um bueiro de greide.
6.4 Caixa de dissipação
São
caixas,
normalmente
de
concreto,
construídas
nas
extremidades de escadas d’água e canaletas de drenagem, para dissipação da energia hidráulica das águas coletadas, evitando velocidades elevadas de escoamento que podem causar erosão no solo no ponto de lançamento ou às margens da canaleta se houver extravasamento. 6.5 Problemas observáveis em t aludes e encostas 6.5.1 Erosão
A erosão é o processo de desagregação de partículas do solo e sua remoção, pela ação combinada da gravidade com a água, vento, gelo e organismos (plantas e animais). É um processo natural responsável pela mudança e formação do relevo terrestre, o qual pode ser alterado pela ação antrópica através de construções, desmatamentos, uso e ocupação inadequada do solo. O agente deflagrador do processo erosivo é a água, sobretudo 26 as águas que escorrem superficialmente. As águas superficiais podem causar erosão no solo
atuando de duas formas distintas: •
Escoamento laminar: no qual a água lava a superfície do terreno como um todo, em escoamento difuso, sem configuração de canais definidos. A erosão decorrente do escoamento laminar normalmente está associada a solos com rarefação ou ausência de vegetação;
•
Escoamento concentrado: formado pela concentração das linhas de fluxo do escoamento superficial, formando ravinas e podendo evoluir para voçorocas (ou boçorocas), quando a erosão atinge o lençol freático.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) . No particular caso das ferrovias, os problemas relacionados à erosão são identificados a seguir: • erosão em taludes de corte e aterro; • erosão em plataforma; • erosão associada a obras de drenagem; • erosão interna (piping).
A solução apresentada para este caso é a manutenção da cobertura vegetal, do presente manual. Caso se perceba que a vegetação está diminuindo 27 devido a secas ou queimadas deve-se providenciar a molhagem e recomposição da
vegetação. Se necessário, efetuar a correção/adubagem do solo para promover o
crescimento da grama; Caso a concentração de águas pluviais se deva a existência de materiais obstruindo as canaletas e bueiros, dever-se-á providenciar a remoção imediata do material assoreado/ vegetação; 6.5.2 Escorregamento
Os escorregamentos em cunha estão mais associados a solos saprolíticos e maciços rochosos, para os quais a existência de estruturas planares desfavoráveis à estabilidade condiciona o deslocamento de um prisma ao longo do eixo de interseção desses planos.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) A solução adotada para evitar o escorregamento é: •
Adoção de inclinações compatíveis com o material que
•
constitui o maciço (retaludamento), Execução de sistema de drenagem adequado;
•
Execução de proteção superficial;
28
6.6 Probl emas observáveis em dispo sitivos de drenagem 6.6.1 Ruptura
A ruptura do corpo do bueiro ou de qualquer dispositivo de drenagem pode ser provocada pelos motivos a seguir:
•
•
Sobrecarga do aterro; Sobrecargas provenientes da passagem do trem, particularmente para bueiros com pequeno recobrimento;
•
Subdimensionamento estrutural da OAC;
•
Falhas na fundação da OAC;
•
Descalçamento de OAC devido a erosões;
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) A solução para este caso é a reconstrução do bueiro ou reforço do bueiro. 6.6.2 Assoreamento
O assoreamento dos dispositivos de drenagem pode ocorrer, particularmente, pelos motivos a seguir: 29
•
Declividade inadequada (falha de projeto/execução);
•
Obstrução a jusante;
•
Excesso de aporte de sedimentos (por exemplo, solo decorrente de escorregamento de taludes);
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) 6.6.3 Trincas
Trincas nas estruturas dos dispositivos de drenagem ocorrem basicamente pelos mesmos motivos que conduzem os equipamentos ao colapso, haja vista que, frequentemente, a ruptura é precedida pelo aparecimento de trincas. Uma exceção importante são as trincas decorrentes de efeitos térmicos, que podem não conduzir a estrutura à ruptura, mas comprometer seu Estado Limite de Serviço.
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) Trincas nas estruturas de concreto das OAC’s também podem estar associadas a algumas reações expansivas, como a corrosão das armaduras30 e ataque do concreto por sulfatos. A reparação das trincas dependerá, dentre outros fatores,
da abertura, localização e da natureza da trinca (estrutural ou não estrutural). No caso das trincas temos várias soluções apresentadas: • Execução de juntas de dilatação no dispositivo de drenagem; • Tratamento da trinca com calda de cimento, cimento polimérico, injeções, etc. O tipo de tratamento é específico para cada caso e deve ser objeto de estudo conjunto entre o campo e a engenharia. 6.6.4 Obstrução
A obstrução dos dispositivos de drenagem ocorre, particularmente, pelos seguintes motivos: •
Assoreamento intenso;
•
Aporte de materiais com grandes dimensões, como troncos de árvores e blocos;
•
Ação antrópica (lançamento de lixo);
Fonte: Manual Técnico de Via Permanente (2009) A solução dada é a desobstrução dos elementos de drenagem superficial ou OAC.
31
