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Title in Portuguese: Avaliação do fluxo de água em ferrovias com diferentes soluções para sublastro
Title: Evaluation of water flow in railways with different solutions for the sub-ballast layer
Author: Maia, Renan Santos
Advisor(s): Castelo Branco, Verônica Teixeira Franco
Keywords: Sublastro betuminoso
Permeabilidade
Dano por umidade induzida
Fluxo de Água
Issue Date: 2017
Citation: MAIA, R.S.(2017)
Abstract in Portuguese: O Brasil possui grandes desafios para a consolidação do modo ferroviário como uma alternativa logística para alavancar o seu desenvolvimento econômico. Há, portanto, grande importância no estudo de diferentes pontos relacionados a esse modo de transporte. Na estrutura ferroviária, dentre as funções da camada de sublastro, estão a proteção do solo da plataforma e a minimização do bombeamento de finos para a camada de lastro. Formas de melhoramento dessas funções são objetos cada vez mais frequentes em estudos internacionais, sendo um dos enfoques de maior destaque a incorporação de misturas asfálticas na composição da estrutura, em substituição total ou parcial à camada de sublastro granular (solução usualmente denominada de sublastro betuminoso). Neste trabalho, misturas asfálticas para aplicação em camadas de sublastro foram dosadas e tiveram suas permeabilidades avaliadas para diferentes valores de Volume de Vazios (Vv) e graus de severidade de Dano por Umidade Induzida. Foi observado que, para misturas asfálticas dosadas a partir do método Marshall, são obtidos valores de coeficiente de permeabilidade (k) superiores ao limite sugerido de 10-6 m/s a partir de um Vv de 6% e, no caso de misturas dosadas a partir do método Superpave, esse valor de k já é atingido em valores de Vv próximos de 3%. Para as misturas asfálticas avaliadas, não foram observados efeitos de aumento da permeabilidade a partir do condicionamento ao Dano por Umidade Induzida. Foi simulado o fluxo de água em estruturas ferroviárias com a adoção de diferentes soluções para a camada de sublastro, constatando-se que as condições de limpeza da camada de lastro são mais críticas à eficiência da drenagem de estruturas ferroviárias que quaisquer alterações propostas à camada de sublastro e ambas as soluções de sublastro (granular e betuminoso) são eficientes na proteção do subleito à infiltração de água. Ressalta-se, porém, que uma maior eficiência na prevenção do bombeamento de finos para a camada de lastro ocorre com a incorporação de uma camada de sublastro betuminoso, sendo possível afirmar que o comportamento desse material representaria uma melhoria no desempenho da estrutura quanto à drenagem.
Abstract: Brazil has several challenges for the consolidation of railways as a logistical alternative to increase its economic development. Thus, there is great importance in the study of different points concerning to this mode of transportation. In the railway structure, among the functions of the sub-ballast layer are the protection of the platform soil, and the minimization of the fine aggregates’ pumping to the ballast layer. Techniques for improving these functions are increasingly frequent in international studies and one of the most important approaches is the incorporation of asphalt mixtures into the structure composition, total or partially replacing the granular sub-ballast layer (the so called bituminous sub-ballast solution). In this work, asphalt mixtures for sub-ballast layers were designed and their permeabilities were evaluated for different values of Volume of voids (Vv) and degrees of severity of Moisture-Induced Damage conditioning processes. It was observed that, for asphalt mixtures designed by the Marshall method, values of the permeability coefficient (k) greater than 10-6 m/s were obtained from a Vv of 6% and, in the case of mixtures designed by the Superpave method, the k values reached the reference value with a Vv close to 3%. For the evaluated asphalt mixtures, no effects of increased permeability were observed after the moisture conditioning process. The water flow in railway structures was simulated for different solutions adopted for the sub-ballast layer. It was verified that the cleaning characteristics of the ballast layer are more critical to drainage efficiency than any proposed changes to the sub-ballast layer and both sub-ballast solutions (granular and bituminous) are efficient in protecting the subgrade from water infiltration. It should be noted, however, that the efficiency in preventing the pumping of fine particles to the ballast layer presented by the bituminous sub-ballast layer solution is decisive for stablishing that the behavior of this material would represent an improvement in the performance of railway structures concerning to drainage.
Description: MAIA, Renan Santos. Avaliação do fluxo de água em ferrovias com diferentes soluções para sublastro. 2017. 95f. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) − Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/29495
metadata.dc.type: TCC
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