Jorge Luís Goudene Spada
Título
UMA ABORDAGEM DE MECÂNICA DOS PAVIMENTOS APLICADA AO ENTENDIMENTO DO MECANISMO DE COMPORTAMENTO TENSÃO-DEFORMAÇÃO DA VIA FÉRREA
Resumo
Este trabalho utilizou uma abordagem de mecânica dos pavimentos para investigar o comportamento tensão-deformação da via férrea. Nesta abordagem, a via é vista como um sistema em camadas em que as interações que se verificam entre os seus componentes, trilhos, dormentes, lastro, sublastro e subleito, frente ao carregamento repetido pela passagem dos trens, são mensuráveis e individualizadas. Modelos numéricos que reproduzem as interações entre os elementos da via estão incorporados em dois programas que foram utilizados neste trabalho, o Ferrovia e o Geotrack. Para validar a aplicação destes programas na análise de tensãodeformação da via foi realizada a caracterização de dezoito trechos ferroviários da malha do subúrbio da cidade do Rio de Janeiro através da abertura das linhas para escavação de trincheiras visando a identificação das espessuras das camadas existentes e a coleta de amostras para realização de ensaios de caracterização e de carga repetida para a determinação do módulo de resiliência. Foi verificada a deformação elástica da via nestes trechos por ensaios de campo de módulo de via e viga Benkelman sob carregamento da passagem do vagão de teste. A simulação da via carregada pelo vagão de teste obteve resultados que foram comparáveis aos obtidos em campo. A simulação da via com o carregamento do trem de passageiros forneceu o estado tensão-deformação que comparado com os critérios de verificação indicou tensões no lastro superiores às admissíveis, o que explica a intensa quebra de lastro verificada nos trecos estudados.
Abstract
A Pavement Meehanies approaeh was applied to investigate traek stress-strain behavior. A layered system was considered and the interaction of its components, rails, ties, ballast, subballast and subgrade, was predieted as a response of traek under train loads. Two programs, Ferrovia and Geotraek, were used in this researeh work, ineluding subroutines for traek eomponent interaction estimation. Eighteen sites of the suburban railway net of Rio de Janeiro City were studied. Charaeterization and repeated triaxial load tests were conducted for estimation of resilieney modulus. Traek elastie response was registered using traek modulus and Benkelman beam tests. Numerieal analysis using laboratory test results have shown good agreement with field tests and observations. Studies have indicated that ballast stress-strain state eonsidering aetual working loads is higher than an allowable leveI. The very intense ballast breakage observed in situ was probably eaused by that high stress leveI.
