Processo construtivo de Ferrovias

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Processo Construtivo de Ferrovias
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Características do Transporte Ferroviário
O modal ferroviário caracteriza-se, especialmente, por sua capacidade de transportar grandes volumes, com elevada eficiência energética, principalmente em casos de deslocamentos a médias e grandes distâncias. Apresenta, ainda, maior segurança, em relação ao modal rodoviário, com menor índice de acidentes e menor incidência de furtos e roubos.
Engenharia Ferroviária
As operações fundamentais para o estabelecimento de uma estrada de ferro são três:
Projeto
Construção
Tráfego
Estudos Geológicos e Geotécnicos
A caracterização geotécnica dos solos é procedida durante a locação por processos adequados, sondagens e outros, tendo por principais finalidades:
A escolha do equipamento adequado à escavação e transporte de material;
A fixação dos taludes em cortes e aterros;
Determinação das características de compactação dos diversos solos;
A localização de jazidas de materiais aproveitáveis na construção da estrada.
OBRAS DE INFRA-ESTRUTURA
A infra-estrutura de uma ferrovia é o conjunto de obras destinadas a formar a plataforma da estrada que consiste em todas as obras situadas abaixo do greide de terraplenagem.
Serviços de terraplenagem (cortes e aterros);
Estrutura superficial de drenagem;
Estrutura profunda de drenagem;
Túneis;
Pontes e pontilhões;
Passagens inferiores;
Passagens superiores.
OBRAS DE INFRA-ESTRUTURA
FUNÇÕES DA INFRA-ESTRUTURA
Permitir assentamento da superestrutura;
Propiciar uma distribuição correta dos esforços provenientes da superestrutura;
Permitir rápido escoamento das águas que atingem a plataforma através das drenagens, visando a conservação do corpo da estrada.
OBRAS DE INFRA-ESTRUTURA
FUNÇÕES DA INFRA-ESTRUTURA
TERRAPLENAGEM
O corpo dos aterros são executados de forma a obter a seguinte compactação:
Até um metro abaixo da superestrutura a compactação é feita em camadas de 20 cm, devendo-se obter peso específico aparente seco igual ou superior a 95% do peso específico obtido no ensaio de laboratório. Nas camadas finais o grau de compactação deverá ser de 100%.
PLATAFORMA FERROVIÁRIA
As plataformas ferroviárias têm como função, proporcionar apoio à estrutura da via, de modo que não sofra deformações que impeçam ou influam negativamente na exploração, sob as condições de tráfego que determinam o traçado da linha. Para isso, é necessário que a plataforma tenha certas características de resistência, que precisam ser alcançadas, sempre que possível, durante a própria construção.
CARACTÉRISTICAS GEOTÉCNICAS
Quanto ao aspecto geotécnico, é importante assinalar os dois elementos básicos que o definem:
A natureza;
O estado;
PLATAFORMA FERROVIÁRIA
Quanto ao estado, muitas vezes, pela natureza, um material pode ser de excelente qualidade mas por um motivo qualquer (excesso de água, gelo, etc.) pode encontrar-se em um estado que modifica inteiramente suas qualidades primitivas.
A natureza do solo pode ser conhecida através dos seguintes fatores:
Identificação visual;
Granulometria;
Sedimentação; 
Limites de Atterberg (métodos de avaliação da natureza de solos);
CBR (A capacidade de suporte de um solo compactado pode ser medida através do método do índice de suporte, que fornece o “Índice de Suporte Califórnia - ISC” (California Bearing Ratio - CBR);
Equivalente de areia (em alguns casos); 
 Conteúdo do CO (monóxido de carbono), Ca (cálcio) e matéria orgânica.
SUB-LASTRO
Aumentar a capacidade de suporte da plataforma, permitindo elevar a taxa de trabalho no terreno, ao serem transmitidas as cargas através do lastro e, por conseguinte, permitir menor altura do lastro; 
Evitar penetração do lastro na plataforma;
Aumentar a resistência do leito à erosão e a penetração da água, concorrendo, pois, para uma boa drenagem da via;
Permitir relativa elasticidade ao apoio do lastro, para que a via permanente não seja rígida.
RECOMENDAÇÕES EXECUTIVAS
Grau de Compactação: 95%  GC  105%
Desvio de Umidade:  2%
No caso de não se encontrar, nas proximidades da ferrovia, material que satisfaça às especificações anteriores, poderá se adotar uma das seguintes soluções:
Estabilização granulométrica: mistura solo-agregado.
Estabilização Química: mistura solo-cimento.
Como o sublastro é um material muito mais barato e encontrado na faixa de domínio da via, gera grande economia à superestrutura ferroviária, além de melhorar o padrão técnico da via permanente e baratear a manutenção da mesma.
OBRAS DE SUPERESTRUTURA
A superestrutura de uma ferrovia consiste no conjunto de elementos que formam a via permanente e que constitui a superfície de apoio e de rolamento para os veículos ferroviários.
OBRAS DE SUPERESTRUTURA
A superestrutura recebe os impactos diretos das cargas rodantes e compreende:
1
2
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Lastro (1);
Dormentes (2);
Trilhos (3);
Bitola (4);
Acessórios de trilhos ( de ligação e de fixação, que pode ser rígida ou elástica);
Talas de junção;
Parafusos (5);
Arruelas;
Giradores;
Pêras;
Aparelhos de mudança de via;
Sinais;
Marcos quilométricos.
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5
SUB-LASTRO
OBRAS DE SUPERESTRUTURA
A superestrutura está sujeita à ação de desgaste das rodas dos veículos e do meio (intempéries) e é construída de modo a ser renovada quando o seu desgaste atingir o limite de tolerância exigido pela segurança ou comodidade da circulação e a ser substituída em seus principais constituintes quando assim o exigir a intensidade de tráfego ou o aumento de peso do material rodante.
LASTRO
É o elemento da superestrutura da ferrovia situado entre os dormentes e o sublastro. Deve ser uma camada de material permeável e resistente, onde os dormentes serão assentados.
FUNÇÕES PRINCIPAIS
Distribuir a carga da linha e do material rodante, uniformemente sobre a plataforma, com pressão uniforme reduzida (sem o lastro os dormentes afundariam na plataforma);
Atenuar as trepidações resultantes da passagem dos veículos;
Suprimir as irregularidades da plataforma, formando uma superfície contínua e uniforme para os trilhos e dormentes;
Impedir os deslocamentos dos dormentes;
Facilitar a drenagem da superestrutura;
Estabilizar vertical, longitudinal e lateralmente a via;
Assegurar o perfeito alinhamento e nivelamento dos trilhos, nas tangentes e no arredondamento das curvas;
LASTRO
MATERIAIS PARA LASTRO
Cascalho: é um ótimo tipo de lastro, principalmente quando quebrado, formando arestas vivas e lavado, para retirar as impurezas.
Escórias: têm dureza e resistência suficiente para serem usadas como lastro, principalmente próximo às usinas siderúrgicas. Exemplo: Utilizada na Estrada de Ferro Vitória a Minas.
Pedra britada (brita no 3): é o melhor tipo de lastro por ser resistente, permeável e inalterável aos agentes atmosféricos e não produz poeira.
PEDRA BRITADA
Deve-se escolher pedra britada oriundas de rochas duras.
Principais Rochas: 
Diorito, Basalto, Diabase, Granito, Gneiss, Micaxisto, Quartzito. 
Nem sempre satisfazem às especificações o Arenito, Calcário, Mármore, Dolomita. 
DORMENTES
É o elemento da superestrutura ferroviária que tem por função receber e transmitir os esforços produzidos pelas cargas dos veículos ferroviários ao lastro, servindo de suporte dos trilhos, permitindo a sua fixação e mantendo invariável a distância entre eles (bitola).
FUNÇÕES PRINCIPAIS
As suas dimensões, no comprimento e na largura, devem fornecer uma superfície de apoio suficiente para que a taxa de trabalho no lastro não ultrapasse certo limite;
Sua espessura deve dar a necessária rigidez, permitindo entretanto alguma elasticidade; 
Deve ter suficiente resistência aos esforços;
Deve permitir, com relativa facilidade, o nivelamento do lastro (socaria), na sua base;
Deve permitir uma boa fixação do trilho, isto é, uma fixação firme, sem ser excessivamente rígida.
DORMENTES
TIPOS DE DORMENTE
Madeira
Aço
Concreto
Polímerico
TRILHOS
Trilho é o elemento da superestrutura que constitui a superfície de rolamento para as rodas dos veículos ferroviários servindo-lhes, ao mesmo tempo, de apoio e guia.
FUNÇÕES PRINCIPAIS
As características necessárias para que o trilho exerça suas funções, são:
Dureza;
Tenacidade;
Elasticidade;
Resistência à flexão.
Entre os materiais disponíveis, atualmente, é o aço o que atende melhor, a estas exigências.
A maior parte dos trilhos fabricados no mundo é de aço-carbono. Em vários países, são também fabricados trilhos de “aços-liga”.
VIABILIDADE
O estudo do Ilos ainda mostra que, para transportar mil toneladas de carga em uma ferrovia brasileira, é preciso gastar R$ 43 por quilômetro. Já nas rodovias esse valor é de R$ 259 — seis vezes mais. Rodovias transportam 3 vezes mais cargas que ferrovias, mas custo é 6 vezes maior.
FERROVIA - US$ 440 mil/km
RODOVIA - US$ 1,4 milhão/km
CUSTO MÉDIO DE IMPLANTAÇÃO
Fonte: Departamento Hidroviário da Secretária dos Transportes do Estado de São Paulo
Processo Construtivo