Aplicação de Geossintéticos em Ferrovia. Prof. Dr. Gilberto Fernandes

Transcrição

1 Aplicação de Geossintéticos em Ferrovia Prof. Dr. Gilberto Fernandes

2 INTRODUÇÃO O termo geossintético é usado para descrever uma família de produtos sintéticos utilizados para resolver problemas em geotecnia. A natureza sintética desses produtos os tornam próprios para uso em obras de terra onde um alto nível de durabilidade é exigido. Esses produtos são constituídos por uma grande variedade de materiais e formas, cada um adequado a um determinado uso ou necessidade. Em geotecnia as principais obras que utilizam esses materiais são: aeroportos, ferrovias, rodovias, aterros, estruturas de contenção, reservatórios, canais e barragens.

3 As principais aplicações dos geossintéticos: Proteção e controle de erosão Impermeabilização Filtração Reforço Drenagem Separação

4 As aplicações mais comuns para os geossintéticos são: Reforço estrutural de obras de terra principalmente taludes, rodovias e ferrovias impermeabilização de barragens, aterros sanitários e outros proteção superficial contra erosão separador de materias como por exemplo em drenagens funcionando como filtro

5 O plástico é a principal matéria prima dos geossintéticos. Os plásticos são materiais orgânicos poliméricos sintéticos. De um modo geral podemos dizer que são compostos por um polímero e aditivos. Os aditivos são adicionados ao polímero com as funções de pigmento, estabilizante, plastificante, retardador da combustão, entre outras.

6 A técnica de aplicação dos geossintéticos é um ramo da mecânica dos solos que está em pleno desenvolvimento, por isso, os produtos estão em constante evolução, contudo podemos destacar os materiais relacionados abaixo como sendo os principais devido aos seus volumes de aplicação nas obras. Geotêxteis Geogrelhas Geomantas Geocompostos Geocélulas Geodrenos Geoespaçadores Geomembranas

7 GEOTÊXTEIS Podem ser do tipo não tecido, quando suas fibras não seguem nenhum padrão pois na sua fabricação elas são agrupadas aleatoriamente, ou tecidos cujas fibras estão bem organizadas formando uma trama. As principais aplicações dos geotêxteis são em filtros e em drenagens.

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9 Aplicação de geotêxtil Pavimento Asfáltico

10 Geogrelhas Possuem estrutura em forma de grelha, com malha retangular ou quadrada e seu uso é predominantemente estrutural como reforço de estruturas de solo. As geogrelhas possuem elementos com grande resistência à tração e quanto ao processo de fabricação podem ser classificadas como extrudada, soldada e tecida.

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12 Aplicação de geogrelhas

13 Geomantas Teêm estrutura tridimensional, ou seja, a espessura é relativamente grande, diferentemente dos geotêxteis e apresentam cerca de 90% de vazios em seu volume. A sua principal aplicação é a proteção superficial do solo contra a erosão. Devido a sua forma de aplicação, as geomantas são confeccionadas com materiais com grande resistência às intempéries e à fotodegradação.

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15 Aplicação de geomantas

16 Geocompostos São os produtos compostos por dois ou mais geossitéticos. O mais comum é fabricado com duas camadas de geotêxtil com uma geomanta entre eles. Seu uso mais comum é em sistemas de drenagem, podendo trabalhar em drenos horizontais ou verticais. Outra aplicação é em alívios de pressões e de empuxos hidrostáticos.

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18 Aplicação de geocompostos Sistema de drenagem

19 Geocélulas Apresentam-se em painéis com estrutura tridimensional composto por um conjunto de células contíguas com formato semelhante a de um favo de mel. As células podem ser preenchidas com areia, brita, concreto ou solo e suas principais aplicações são: controle de erosão, proteção detaludes, reforço de solos moles e na construção de muros de contenção.

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21 Aplicação de geocélulas

22 Geodrenos É um tipo especial de geocomposto constituído por por um núcleo drenante envolvido por um geotêxtil com função de filtro. O seu formato lembra o de uma mangueira de incêndio. A forma mais comum de aplicação é como dreno vertical sendo aplicado por equipamento semelhante a uma perfuratriz de solos, com a intenção de fazer o rebaixamento do lençois freáticos e o adensamento de solos moles.

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24 Aplicação de geodrenos

25 Geoespaçadores Também chamados de georredes, possuem estrutura tridimencional com grande volume de vazios. Sua principal aplicação é em drenagem, pois consegue propiciar grandes vazões apesar da pequena seção transversal. É comum seu uso em conjunto com outros geossintéticos formando os geocompostos.

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27 Geomembranas Apresentam excelente performance quando utilizada como revestimento impermeabilizante. Os tipos mais encontrados são as de polietileno de alta densidade PEAD e as de policloreto de vinila PVC. As geomembranas são muito utilizadas em canais, barragens, aterro sanitários, lagoas de rejeito de mineradoras, entre outras.

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29 Aplicação de geomembranas

30 Geossintéticos nas Ferrovias

31 Os geossintéticos podem desempenhar as seguintes funções em novas ferrovias ou na reabilitação de ferrovias existentes: Separação de materiais com diferentes granulometrias Filtração, drenagem e reforço do solo Em obras ferroviárias, os geossintéticos podem ser aplicados dentro ou abaixo da camada de lastro e/ou sublastro e subleito.

32 Ênfase será dada aqui na utilização de geossintéticos dentro e abaixo das camadas de lastro e/ou sublastro. Os geossintéticos mais utilizados para essa aplicação são os geotêxteis, as geogrelhas, os geocompostos e as geocélulas em funções como separação, reforço, filtração e drenagem.

33 SEPARAÇÃO: Os geossintéticos podem ser utilizados para separar camadas da estrada de ferro que tenham diferentes granulometrias e propriedades. A passagem do trem sobre os trilhos provoca a movimentação dos dormentes. Como resultado desse movimento, os finos do solo de subleito podem ser bombeados para dentro da camada granular, reduzindo a resistência e a capacidade drenante dessa camada. Além disso, os geossintéticos podem atuar evitando que o material granular penetre no subleito constituído por solo mole, mantendo a espessura e a integridade da camada granular e aumentando a sua vida útil. Para atuar convenientemente nesta função, os geossintéticos devem apresentar resistência à concentração de tensões (rasgo, punção e estouro), assim como, tamanho das aberturas compatível com a granulometria dos materiais que se deseja separar.

34 REFORÇO: Geossintéticos (geotêxteis, geogrelhas e geocélulas) instalados sobre subleitos instáveis podem eliminar a necessidade de substituição desse solo, aumentando a capacidade de carga do sistema devido a uma melhor distribuição de tensões. Quando colocados na camada de lastro ou de sublastro, os geossintéticos podem ajudar a reduzir os recalques associados ao espalhamento lateral da camada pelo intertravamento dos materiais de lastro e sublastro. As principais características dos geossintéticos que devem ser consideradas para essa função são a interação entre geossintético-solo/lastro, resistência aos danos mecânicos, rigidez à tração e resistência à tração.

35 FILTRAÇÃO: O fluxo de água do subleito para a camada granular pode carregar finos do subleito. Isso pode ocorrer por causa do aumento do nível de tensões no subleito devido à passagem dos trens. Neste caso, um geotêxtil pode atuar como filtro, permitindo a livre passagem da água e ao mesmo tempo retendo as partículas sólidas do subleito. Para desempenhar essa função, o geotêxtil deve atender a critérios específicos de permeabilidade e filtro, além de ser resistente à colmatação.

36 DRENAGEM: O sistema de drenagem é de fundamental importância para evitar a deterioração da ferrovia devido à ação da água proveniente da chuva sobre as camadas de lastro e sublastro ou bombeada do subleito para o lastro. Um geocomposto drenante disposto em pontos importantes da estrada de ferro pode atuar na drenagem transversal da seção, prevenindo o acúmulo de água. Para esta aplicação o geocomposto deve apresentar grande capacidade drenante e resistência a danos mecânicos. Se adequadamente especificado e instalado, os geossintéticos podem melhorar o desempenho das ferrovias, aumentando a sua vida útil e reduzindo o número de manutenções periódicas.