Geologia - Cortes e Aterros de Ferrovias

Prévia do material em texto

FABIO MOISES DOS REIS 
GABRIEL BUNIOWSKI 
GABRIEL SANTOS 
LEANDRO MARCELO LUNA 
JONATAS MARCONDES BATISTA 
 
 
 
GEOLOGIA DOS CORTES E ATERROS DAS 
FERROVIAS 
GEOLOGIA APLICADA A SOLOS 
 
 
 
 
 
 
 
Telêmaco Borba - PR 
2017 
 
 
FABIO MOISES DOS REIS 
GABRIEL BUNIOWSKI 
GABRIEL SANTOS 
LEANDRO MARCELO LUNA 
JONATAS MARCONDES BATISTA 
 
GEOLOGIA DOS CORTES E ATERROS DAS 
FERROVIAS 
GEOLOGIA APLICADA A SOLOS 
 
 
Trabalho apresentado para a disciplina de 
Geologia Aplicada a Solos, do Curso de 
Engenharia Civil, da Faculdade de 
Telêmaco Borba, como requisito parcial 
para aprovação desta disciplina. 
Orientador: Prof. Laercio Miguel 
 
 
 
 
 
 
 
 
Telêmaco Borba - PR 
2017 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 3 
2 TRANSPORTE FERROVIÁRIO ............................................................................... 3 
3 engenharia Ferroviária ............................................................................................. 4 
3.1 ESTUDOS PRELIMINARES .............................................................................. 5 
3.2 ESTUDOS DEFINITIVOS .................................................................................. 5 
3.3 RECONHECIMENTO ........................................................................................ 5 
3.4 EXPLORAÇÃO .................................................................................................. 6 
4 ESTUDOS GEOLÓGICOS E GEOTÉCNICOS ........................................................ 6 
5 PROJETO E ORÇAMENTO ..................................................................................... 7 
6 pERFIL TRANSVERSAL DA VIA ............................................................................. 9 
6.1.1 BITOLA ..................................................................................................... 10 
7 obras de infraestrutura ........................................................................................... 11 
7.1 TERRAPLENAGEM ......................................................................................... 12 
7.2 SUPERESTRUTURA....................................................................................... 13 
8 PLATAFORMA FERROVIÁRIA .............................................................................. 14 
8.1 FUNÇÃO DA PLATAFORMA .......................................................................... 14 
8.2 CARACTÉRISTICAS GEOTÉCNICAS ............................................................ 14 
8.3 TIPOS DE PLATAFORMA ............................................................................... 15 
8.3.1 SOLO NATURAL....................................................................................... 16 
8.3.2 CORTES ................................................................................................... 16 
9 SUBLASTRO .......................................................................................................... 17 
9.1 FINALIDADES: ................................................................................................ 17 
9.2 RECOMENDAÇÕES EXECUTIVAS ................................................................ 17 
9.3 DIMENSIONAMENTO DA PLATAFORMA ...................................................... 18 
9.3.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS .................................................................... 18 
9.3.2 TENSÕES ADMISSÍVEIS NA PLATAFORMA .......................................... 18 
9.4 CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO ........................................................... 19 
9.5 LASTRO .......................................................................................................... 20 
9.5.1 FUNÇÕES PRINCIPAIS ........................................................................... 20 
9.5.2 QUALIDADES DO LASTRO ..................................................................... 21 
9.5.3 MATERIAIS PARA LASTRO ..................................................................... 21 
10 PERFIL LONGITUDINAL DA VIA FERROVIÁRIA ............................................... 22 
10.1 DORMENTES ................................................................................................ 22 
 
 
10.2 FUNÇÕES DOS DORMENTES ..................................................................... 22 
10.2.1 TIPOS DE DORMENTE .......................................................................... 22 
10.2.2 DORMENTES DE MADEIRA .................................................................. 23 
10.3 ESPECIFICAÇÕES PARA DORMENTES DE MADEIRA .............................. 23 
10.3.1 VANTAGENS DOS DORMENTES DE MADEIRA: ................................. 23 
10.3.2 DESVANTAGENS DOS DORMENTES DE MADEIRA ........................... 23 
10.3.4 DORMENTES DE AÇO ........................................................................... 24 
10.3.5 VANTAGENS DOS DORMENTES DE AÇO ........................................... 24 
10.3.6 DESVANTAGENS DOS DORMENTES DE AÇO .................................... 24 
10.3.7 DORMENTES DE CONCRETO .............................................................. 25 
10.3.8 VANTAGENS DOS DORMENTES DE CONCRETO .............................. 25 
10.3.9 DESVANTAGENS DOS DORMENTES DE CONCRETO ....................... 25 
10.4 O ESPAÇAMENTO ENTRE DORMENTES DEPENDE: ............................... 26 
10.5 FIXAÇÃO DOS TRILHOS AO DORMENTE DE CONCRETO ....................... 26 
11 TRILHOS .............................................................................................................. 27 
11.1 COMPOSIÇÃO DO AÇO PARA OS TRILHOS .............................................. 28 
11.2 FABRICAÇÃO DOS TRILHOS ...................................................................... 28 
12 VIABILIDADE DE FERROVIAS ............................................................................ 29 
13 CURIOSIDADDES ............................................................................................... 31 
14 NORMAS .............................................................................................................. 32 
15 REFERENCIAS .................................................................................................... 34 
 
 
 
 
3 
1 INTRODUÇÃO 
 As obras de terra interferem diretamente com a natureza. A 
construção de uma estrada requer desmatamentos, cortes de taludes, cobertura de 
áreas que servirão como fundações de aterros e desvios dos cursos d’água natural, 
etc. Tais ações rompem o equilíbrio natural, donde a necessidade de medidas que 
mantenham o equilíbrio das massas de terras movimentadas. Estabilizações de 
Taludes sejam de cortes ou aterros acarretam prejuízos diretos (despesas com as 
obras a serem reparadas ou construídas) e indiretos, com o atraso ou perda de 
transportes, acarretando a diminuição da receita. 
 As estradas de ferro são construídas com os cuidados necessários 
para fornecer além da segurança a perenidade de circulação em todas as épocas do 
ano. Apesar de todos esses cuidados ocorrem acidentes devidos a alguns fatores, 
principalmente em estações chuvosas. 
2 TRANSPORTE FERROVIÁRIO 
 O sistema ferroviário brasileiro totaliza 29.706 quilômetros, 
concentrando-se nas regiões Sul, Sudeste e Nordeste, atendendo parte do Centro-
Oeste e Norte do país. Foram concedidos aproximadamente, 28.840 quilômetros 
das malhas. 
 O modal ferroviário caracteriza-se, especialmente, por sua capaci0dade 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. 
 
 
 
4 
3 ENGENHARIA FERROVIÁRIA 
 As operações fundamentais para o estabelecimento de uma estrada 
de ferro são três: 
1) Projeto; 
2) Construção; 
3) Tráfego. 
FASE I 
A) Reconhecimento do Terreno 
• Definições; 
• Reconhecimento. 
B) Exploração 
•Exploração Comum; 
•Exploração Estadimétrica (consiste na obtenção de distancias de forma 
indireta com auxílio de um aparelho mecânico-ótico-eletrônico e uma mira aplicando 
formulas derivadas da trigonometria). 
C) Elaboração do Projeto 
• Elaboração da planta da zona estudada; 
• Desenho do perfil longitudinal; 
• Projeto do eixo definitivo da estrada; 
• Cálculo do desenvolvimento virtual; 
• Trabalhos preparatórios e respectivo orçamento; 
 
 
5 
• Terraplanagem e respectivo orçamento; 
• Anteprojeto das Obras de Arte Tipo e respectivo orçamento; 
• Cadastro das propriedades imobiliárias; 
• Orçamento geral; 
• Redação do projeto. 
3.1 ESTUDOS PRELIMINARES 
 Estudos preliminares são aqueles realizados com a finalidade de 
apresentar uma justificativa econômica ou, quando se impuser, política, social ou 
estratégica, da ferrovia que se pretende implantar. 
3.2 ESTUDOS DEFINITIVOS 
 Estudos definitivos consistem na obtenção de uma planta 
topográfica de uma faixa de terreno, no lançamento do traçado da estrada e na 
estimativa do seu custo, compreendendo o reconhecimento, a exploração e o 
projeto. 
3.3 RECONHECIMENTO 
 O reconhecimento tem por objetivo a escolha de uma diretriz que 
permita, economicamente, o lançamento do traçado que melhor atenda às 
condições técnicas estabelecidas. 
O reconhecimento apresentará, obrigatoriamente, os seguintes elementos: 
• Memória descritiva e justificativa; 
• Croquis da região, reunindo as linhas estudadas; 
• Planta na escala de 1:50.000, de preferência; 
 
 
6 
• Perfil, nas escalas horizontal (1:50.000) e vertical (1:5.000), de preferência; 
• Cadernetas de campo. 
3.4 EXPLORAÇÃO 
 Como exploração entendem-se os serviços de campo destinados a 
realizar o levantamento topográfico de uma faixa de terreno, onde deverá ser 
lançado o traçado definitivo da estrada e que tem por eixo a poligonal de exploração 
ou linha de ensaio. 
A largura mínima da faixa a ser levantada, para cada lado do eixo, deverá ser: 
• Terrenos Planos ...................... 100m 
• Terrenos Ondulados ............... 80m 
• Terrenos Montanhosos ........... 60m 
 A 
poligonal deverá ser amarrada a pontos bem determinados e, quando possível, a 
marcos de coordenadas geográficas do IBGE ou do Serviço Orográfico do Exército. 
4 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. 
 
 
7 
5 PROJETO E ORÇAMENTO 
 O projeto consiste na elaboração da planta topográfica da faixa 
levantada e no lançamento do eixo da futura estrada e na elaboração de um 
orçamento do custo estimado da obra. O projeto deve ser complementado pelo 
orçamento do custo dos serviços. 
 
FASE II 
A) Locação: 
• Fases da Locação; 
• Normas Gerais para a Locação; 
• Métodos de Locação de curvas; 
• Problemas de Locação; 
• Tração de curvas sem utilização de instrumentos; 
• Nivelamento longitudinal e transversal da linha locada; 
• Cálculo do movimento de terra; 
• Desapropriações. 
B) Construção propriamente dita: 
• Infraestrutura; 
• Superestrutura; 
• Assentamento da linha. 
C) Instalações e acessórios indispensáveis ao transporte ferroviário 
 
 
8 
• Marcos e sinais; 
• Triângulos de reversão, ou circulares, giradores e balança; 
• Cercas, cancelas, guarda-gado, bretes e embarcadouros; 
• Caixa d’água e hidrantes; 
• Telégrafo, Teletipo, Telefone, Rádio; 
• Estações; 
• Depósitos de Locomotivas; 
• Garagens; 
• Armazéns de materiais; 
• Oficinas. 
FASE III 
MATERIAL RODANTE DE TRAÇÃO: 
A) Locomotivas; 
B) Carros-Motores; 
C) Carros de passageiros; 
D) Vagões. 
• Organização Administrativa; 
• Contabilidade Ferroviária; 
• Estatística Ferroviária; 
• Tarifas; 
• Movimentação dos Trens. 
 
 
9 
6 PERFIL TRANSVERSAL DA VIA 
 A infraestrutura é constituída pela terraplenagem e todas as obras 
situadas abaixo do greide de terraplenagem. 
•Plataforma da estrada ou leito: superfície final de terraplenagem; 
•Em aterros, até 1 m abaixo do greide de terraplanagem, o material é 
compactado em camadas, devendo obter-se massa específica seca máxima de 
95% da massa específica seca máxima obtida em laboratório. Nas camadas finais o 
grau de compactação deverá ser de 100%. 
 A superestrutura é constituída pela via permanente. 
• Via permanente está sujeita à ação de desgaste das rodas dos veículos e do 
meio; 
• É construída de modo a ser renovada e mesmo substituída em seus 
principais constituintes. 
Via Permanente: 
• Sublastro 
• Lastro 
• Dormentes 
• Trilhos 
 
 
10 
 
Figura 1 - Ilustração Via 
6.1.1 BITOLA 
 É a distância entre as faces internas das duas filas de trilhos, 
medida a 12 mm abaixo do plano de rodagem (plano constituído pela face superior 
dos trilhos). 
 
 
Figura 2 - Exemplo de Bitola 
 
 
 A Bitola define as relações geométricas Trem-Via 
• A bitola da via é medida a uma distância de 12 a 15mm do plano de rodagem 
(plano formado pelas faces superiores dos trilhos). 
• Pela Conferência Internacional de Berna, em 1907, ficou oficialmente 
adotada como bitola internacional a bitola de 1,435 m. 
 
 
11 
• No Brasil, pelo plano nacional de viação, a bitola- padrão é a de 1,60 m 
(bitola larga). Também existe utilização de bitola de 1,00 m (bitola estreita ou 
métrica). 
• Só um profundo estudo técnico e econômico permitirá, em cada caso, 
chegar-se à solução mais conveniente. 
Vantagens da Bitola Métrica 
• Curvas de menor raio; 
• Menor largura da plataforma, terraplenos e obras; 
• Economia de lastro, dormentes e trilhos; 
• Material rodante mais barato; 
• Menor resistência à tração; 
• Economia nas obras de arte. 
Desvantagens da Bitola Métrica 
• Menor capacidade de tráfego; 
• Menor velocidade; 
• Necessidade de baldeação nos entroncamentos com outras bitolas. 
 O custo inicial de implantação da estrada de ferro em bitola larga é, 
sem dúvida, bem superior ao da bitola métrica. A capacidade de tráfego é relativa. 
 
7 OBRAS DE INFRAESTRUTURA 
 A infraestrutura de uma ferrovia é o conjunto de obras destinadas a 
 
 
12 
formar a plataforma da estrada que consiste em todas as obras situadas abaixo do 
greide de terraplenagem. São elas: 
• Serviços de terraplenagem (cortes e aterros); 
• Estrutura superficial de drenagem (canaletas, valetas, bueiros, descidas de 
água, bacias de dissipação ou amortecimentos); 
• Estrutura profunda de drenagem (drenos longitudinais de cortes, espinhas de 
peixe, colchão drenante); 
• Túneis; 
• Pontes e pontilhões; 
• Passagens inferiores; 
• Passagens superiores. 
FUNÇÕES DA INFRAESTRUTURA 
•Permitir assentamento da superestrutura; 
•Propiciar uma distribuição correta dos esforços provenientes da 
superestrutura; 
• Permitir rápido escoamento das águasque atingem a plataforma através das 
drenagens, visando a conservação do corpo da estrada. 
7.1 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 
 
 
13 
superior a 95% do peso específico obtido no ensaio de laboratório. 
7.2 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. 
 A superestrutura recebe os impactos diretos das cargas rodantes e 
compreende: 
• Lastro; 
• Dormentes; 
• Trilhos; 
• Bitola; 
• Acessórios de trilhos (de ligação e de fixação, que pode ser rígida ou 
elástica); 
• Talas de junção; 
• Parafusos; 
• Arruelas; 
• Giradores; 
• Aparelhos de mudança de via; 
• Sinais; 
• Marcos quilométricos. 
 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 
 
 
14 
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. 
8 PLATAFORMA FERROVIÁRIA 
 Plataforma ferroviária é o suporte da estrutura da via, a qual recebe, 
através do lastro, as tensões devidas ao tráfego e das demais instalações 
necessárias à operação ferroviária, como: posteação da rede elétrica, condutores 
de cabos etc. Basicamente, a plataforma é constituída por solos naturais ou 
tratados, no caso de cortes e aterros, ou então por estruturas quaisquer, no caso de 
obras de arte. 
8.1 FUNÇÃO DA PLATAFORMA 
 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 que o apoio não sofra deformações ou não influa 
negativamente no tráfego, é necessário que a plataforma tenha certas 
características de resistência, que precisam ser alcançadas, sempre que possível, 
durante a própria construção. 
8.2 CARACTÉRISTICAS GEOTÉCNICAS 
 Quanto ao aspecto geotécnico, é importante assinalar os dois 
elementos básicos que o definem: 
• A natureza; 
• O estado; 
 
 
15 
 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. 
 Consulta de tabelas com a descrição típica dos vários tipos de solo. 
O que mais interessa à infra-estrutura ferroviária é conhecer a capacidade de 
suporte dos vários materiais na constituição na constituição das diversas camadas 
da plataforma. Existem tabelas confeccionadas por A. Casa grande e pela PRA 
(Public Roads Administration) que fornecem informação a esse respeito. 
 
8.3 TIPOS DE PLATAFORMA 
As plataformas de solos são de três tipos: 
 
 
16 
• Solo natural; 
• Corte; 
• Aterro. 
8.3.1 SOLO NATURAL 
 Verificadas as características de resistência do terreno, serão 
apenas necessários o desmatamento e a regularização do mesmo. 
8.3.2 CORTES 
 Uma vez terminada a escavação, as características geomecânicas 
coso atendam às exigências de capacidade de resistência e deformação, a seção 
trabalhada será naturalmente incorporada à plataforma. A rocha não deve ser 
considerada bom material para uma espessura reduzida de lastro (30 cm), sendo 
preferível continuar a escavação, colocando uma argila compactada. 
8.3.3 ATERROS 
 Existem muitas indicações quanto a materiais que podem formar a 
estrutura de um aterro ferroviário, por exemplo, baseando-se nos limites de 
Atterberg (LL, LP, IP) e no CBR. 
 Conhecidos, entretanto, os materiais adequados pelas tabelas de A. 
Casagrande, o dimensionamento das diversas camadas do terrapleno, pode ser 
feito através do conhecimento do CBR apenas. Como as pressões realmente 
importantes, devidas a carga móvel se dão até aproximadamente a 3 m de 
profundidade em relação ao dormente, procura-se dimensionar e classificar com o 
máximo rigor as diversas camadas, até essa profundidade. As camadas do 
terrapleno para este efeito são: sublastro, material selecionado e subleito. 
 
 
17 
9 SUBLASTRO 
9.1 FINALIDADES: 
• 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. 
O material para sublastro: (Material Granular) 
• Índice de Grupo (IG) – igual a zero; 
• Limite de Liquidez (LL) – máximo 35%; 
• Índice de Plasticidade – máximo 6; 
• Classificação HRB – A1; 
• Expansão – máxima de 1%; 
• CBR – mínimo 30%. 
9.2 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 
 
 
18 
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. 
9.3 DIMENSIONAMENTO DA PLATAFORMA 
9.3.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS 
 O estudo do dimensionamento da plataforma tem por objetivo, em 
função da altura de lastro, o conhecimento de: 
• Espessura e características do sublasto; 
• Espessura e características da camada de material selecionado (MS) que 
fica logo abaixo de sublasto; 
• Espessura e características das demais camadas do terrapleno. 
 Quanto maior for a espessura do lastro, maiores serão os recalques 
na plataforma, com a repetição da carga móvel. Deve-se conciliar a altura do lastro 
com a pressão na plataforma e o recalque. A altura do lastro aconselhável está em 
torno de 30 cm sob o dormente. 
9.3.2 TENSÕES ADMISSÍVEIS NA PLATAFORMA 
 Fórmula de Heukelon 
 Modernamente, as tensões admissíveis na plataforma têm sido 
determinadas por esta fórmula, atribuída a Heukelon, aplicada em rodovias: 
 
 
19 
 Onde: 
Ed = módulo de elasticidade do solo obtido em condições dinâmicas (Ed = 
~100CBR) 
N = números de ciclos. 
A aplicação dessa fórmula em ferrovia, por Eisenmann, em 1969, fazendo N = 
2 x 106 , permitiu propor os seguintes valores para tensão admissível: 
Argila branda ................................................... 0,2 a 0,3 kg/cm2 
Argilasemi-resistente ..................................... 0,3 a 0,4 kg/cm2 
Areia com granulometria uniforme................. 0,4 a 0,6 kg/cm2 
Cascalho argiloso............................................. 0,8 a 1,0 kg/cm2 
9.4 CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO 
 A preocupação por um detalhamento rigoroso das diversas 
camadas da plataforma ferroviária é relativamente recente, mesmo nos países de 
grande progresso tecnológico no setor ferroviário. Ainda existem dúvidas quanto à 
necessidade ou não do sublastro, sendo pouco empregado, em ferrovias brasileiras. 
Procura-se estabelecer uma metodologia de dimensionamento das camadas, 
partindo da pressão sobre o lastro e do conhecimento do CBR do material do 
subleito que vai receber o material selecionado (MS). 
 Como a distribuição de pressão é diferente ao longo das diferentes 
camadas, de diversas granulometrias, tem-se que admitir um coeficiente de 
distribuição (CD) para cada camada, tomando por base o do lastro. O coeficiente de 
distribuição de cada uma das camadas, em relação ao lastro, será: 
Lastro.........................................CD = 1 
 
 
20 
Sublastro....................................CD = 0,87 
Material selecionada..................CD = 0,69 
 
9.5 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. 
9.5.1 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; 
• Dificultar a capilaridade (subida d’água até os dormentes); 
• Dificultar o crescimento de vegetação; 
• Elasticidade (Funcionar como suporte elástico da via). 
 
 
21 
9.5.2 QUALIDADES DO LASTRO 
• Elasticidade limitada; 
• Resistência aos esforços transmitidos pelos dormentes; 
• Dimensões que permitam o preenchimento das depressões da plataforma e 
nivelamento dos trilhos; 
• Resistência aos agentes atmosféricos; 
• Permeabilidade; 
• Baixa produção de pó. 
 
9.5.3 MATERIAIS PARA LASTRO 
 Terra: é o mais barato, mas também o pior, pois ao ser saturado 
pela água provoca desnivelamento da linha. 
 Areia: tem a qualidade de ser pouco compressível e permeável, 
mas é facilmente levada pela água e produz grãos muito duros (quartzo), que 
introduzindo-se entre as partes móveis dos veículos produz o desgaste dos 
mesmos. 
 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: é o melhor tipo de lastro por ser resistente, permeável e 
inalterável aos agentes atmosféricos e não produz poeira. Deve-se escolher pedra 
 
 
22 
britada oriundas de rochas duras. 
10 PERFIL LONGITUDINAL DA VIA FERROVIÁRIA 
10.1 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). 
10.2 FUNÇÕES DOS DORMENTES 
• 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 ter durabilidade; 
• Deve permitir, com relativa facilidade, o nivelamento do lastro (socaria), na 
sua base; 
• Deve opor-se eficazmente aos deslocamentos longitudinais e transversais da 
via. 
• Deve permitir uma boa fixação do trilho, isto é, uma fixação firme, sem ser 
excessivamente rígida. 
10.2.1 TIPOS DE DORMENTE 
• Madeira 
 
 
23 
• Aço 
• Concreto 
10.2.2 DORMENTES DE MADEIRA 
 É o principal tipo de dormente pois reúne quase todas as 
qualidades exigidas para o dormente. Devido à escassez de madeira de lei e o 
reflorestamento deficiente, o custo está alto. Para se usar a madeira comum, esta 
deve receber um tratamento químico. 
 
10.3 ESPECIFICAÇÕES PARA DORMENTES DE MADEIRA 
10.3.1 VANTAGENS DOS DORMENTES DE MADEIRA: 
• Peso: aproximadamente 110 kg (depende da densidade da madeira); 
• Apresenta boa resistência e elasticidade; 
• Facilidade de manuseio (carga e descarga); 
• Menor custo de aquisição: US$ 19,00; 
• Bom isolamento em linhas sinalizadas; 
• Causa menos danos em casos de descarrilamento; 
• Facilidade de substituição da fixação; 
• Vida útil: 14 anos. 
10.3.2 DESVANTAGENS DOS DORMENTES DE MADEIRA 
• Apresenta apodrecimento progressivo pela ação dos fungos; 
• Desgaste mecânico causado pela penetração da chapa de apoio e/ou 
movimentação dos tirefonds (parafusos); 
 
 
24 
• Queima com relativa facilidade; 
• Apresenta com relativa frequência afrouxamento de fixação; 
• Sujeito à escassez. 
10.3.4 DORMENTES DE AÇO 
 Consiste em uma chapa laminada em forma de U invertido, curvada 
em suas extremidades a fim de formar garras que se afundam no lastro e se opõem 
ao deslocamento transversal da via. 
10.3.5 VANTAGENS DOS DORMENTES DE AÇO 
• Relativamente leve (70 kg / unidade); 
• Longa vida útil (40 / 50 anos); 
• Facilidade de assentamento na via; 
• Boa resistência e garantia de uniformidade de propriedades; 
• Material perfeitamente homogêneo. 
10.3.6 DESVANTAGENS DOS DORMENTES DE AÇO 
• Condução elétrica (necessidade de isoladores na interface trilho / dormente); 
• Custo de aquisição elevado; 
• Geração excessiva de ruídos; 
• Corrosão acelerada nos túneis e na vizinhança do mar; 
• Tendência de fissuração na região de fixação com parafusos; 
• Limitação para linhas de tráfego pesado. 
 
 
 
25 
10.3.7 DORMENTES DE CONCRETO 
Surgiram em decorrência da ESCASSEZ de boas madeiras para dormentes e 
para EVITAR a derrubada de árvores. 
 Características Básicas do dormente misto: 
• Pesa 180 kg 
• 7 kg de aço 
• Suportam tráfego de 100 milhões de toneladas 
• Os blocos de concreto estão imunes aos esforços de flexão 
• A elasticidade é obtida utilizando a viga de aço de trilhos 
• Resistência 40% superior à da linha com dormentes de madeira 
10.3.8 VANTAGENS DOS DORMENTES DE CONCRETO 
• Maior estabilidade da via; 
• Maior durabilidade; 
• Economia de lastro; 
• Resistência aos agentes atmosféricos; 
• Longa vida útil - 40 a 50 anos; 
• Redução dos custos de conservação da linha; 
• Características físicas e mecânicas uniformes. 
10.3.9 DESVANTAGENS DOS DORMENTES DE CONCRETO 
• Preço elevado: US$ 40,00; 
• Dificuldade de transporte e manuseio devido ao peso: 180 kg; 
 
 
26 
• Necessidade de processo de fabricação apurado central de concreto; 
• Dificuldade de fixação eficaz; 
• Maior rigidez da via; 
• Necessidade de um alto padrão de lastramento e nivelamento. 
10.4 O ESPAÇAMENTO ENTRE DORMENTES DEPENDE: 
• Carga dos Veículos; 
• Velocidadedos trens; 
• Densidade de tráfego; 
• Natureza da plataforma de via; 
• Raio das curvas; 
10.5 FIXAÇÃO DOS TRILHOS AO DORMENTE DE CONCRETO 
 A fixação do trilho ao dormente de concreto não deve ser rígida 
para não danificar o concreto em seus pontos de contato. Nessa fixação é utilizada 
uma placa de apoio, fixada ao dormente por meio de parafusos ou “tirefonds”. É 
costume deixar-se no concreto um dispositivo metálico, ao qual vai aparafusado o 
“tirefond”. 
 A fixação do trilho à placa é feita de várias formas. As mais comuns, 
atualmente, são: por meio de castanha e porca, guarnecidas por uma arruela de 
pressão; fixação do tipo “Pandrol” (grampo elástico) 
 Fixação tipo PANDROL 
RN – Soneville (chapa elástica dobrada, com parafuso ancorado ao perfil 
metálico de ligação). 
 
 
27 
 Dormente RS - Fixação Duplamente Elástica RN 
 A quantidade de dormentes por km de linha chama-se densidade da 
dormentação. No Brasil, onde a tendência é a formação de trens mais pesados, 
adota-se de 1600 a 1850 dormentes por quilômetro. 
11 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. 
 Os trilhos sofreram grande evolução ao longo da história do 
transporte ferroviário, tendo em vista o desenvolvimento da tecnologia do aço. 
 A forma e o comprimento das peças evoluíram, gradativamente, até 
alcançarem as modernas seções e pesos por metro, suportando as grandes cargas 
por eixos, dos trens modernos. 
 Evolução do Perfil dos Trilhos – Perfis com capacidade de carga 
para “apoios isolados” 
 Por ser mais econômica e eficiente, estruturalmente, a seção em 
duplo “T”, foi adotada desde o início do desenvolvimento do transporte ferroviário. 
Devido ao grande desgaste a que está sujeito pelo atrito com as rodas, o perfil do 
trilho evoluiu para uma seção em que a mesa superior passou a ter espessura, 
consideravelmente, maior que a da alma, para permitir seu uso continuado, mesmo 
após longo tempo de serviço. Foi essa a constatação que levou Stephenson a 
desenvolver o chamado “Trilho de Duas Cabeças”. 
 Trilho de Duas Cabeças – Stephenson 
 
 
28 
 As dificuldades encontradas para fixação desse perfil fizeram com 
que fosse o mesmo abandonado, em favor do perfil idealizado, anteriormente, pelo 
engenheiro inglês Vignole (1836) que basicamente, compunha-se de três partes: 
boleto, alma e patim. 
 Perfil “Vignole” moderno 
11.1 COMPOSIÇÃO DO AÇO PARA OS TRILHOS 
 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”. 
11.2 FABRICAÇÃO DOS TRILHOS 
 O produto da fundição, nos altos fornos siderúrgicos, é uma liga de 
ferro com alto teor de carbono, duro frágil e não maleável. A sua transformação em 
aço se dá ao mesmo tempo em que se abaixa o teor de carbono e se eliminam as 
impurezas existentes, tais como: fósforo e enxofre. 
 Da concha de fundição o aço é vertido em moldes tronco-piramidais 
de fundo móvel, chamados de lingoteiras. Sua seção média é de, 
aproximadamente, 50 cm x 50 cm, contendo, por volta de 5 toneladas de aço. 
 
 
29 
 Os trilhos são laminados à quente, a partir de segmentos dos 
lingotes, chamados de blocos. A seção do trilho é obtida pela passagem sucessiva 
do bloco ainda aquecido a altas temperaturas, através de uma série de cilindros de 
laminação que em uma sequência de 9 (nove) passos, lhe dão a forma 
característica. 
 As operações são projetadas de modo que a seção trapezoidal do 
bloco vai, gradativamente, sendo transformada na seção do perfil de trilho tipo 
Vignole. Esta operação requer precisão no desenho dos contornos dos cilindros de 
laminação e estreita supervisão em todas as fases do processo, até a obtenção da 
seção desejada. 
 No Brasil, os trilhos eram fabricados unicamente pela Companhia 
Siderúrgica Nacional – CSN, de Volta Redonda/RJ, até 1995 e obedeciam às 
especificações oriundas da ASTM, da AREA e da ABNT. 
 Sua produção foi suspensa por ausência de demanda. Atualmente, 
todo o trilho consumido no país (cerca de 80.000 toneladas/ano), é importado, 
principalmente, da China e da Polônia. 
12 VIABILIDADE DE FERROVIAS 
 Em 2012, 67% da carga transportada pelo Brasil foi movimentada 
por rodovias (1,064 bilhão de toneladas por quilômetro), enquanto 18% passaram 
por ferrovias (298 bilhões de toneladas por quilômetro). Os dados são da pesquisa 
Custos Logísticos no Brasil, divulgada em 2013 pela empresa de consultoria 
logística Ilos. 
 Em 2006, as rodovias respondiam por 65% do transporte, enquanto 
as ferrovias tinham mais de 20%. Segundo especialistas, a dependência das 
 
 
30 
rodovias é até maior do que os números mostram. “Se você tirar o minério de ferro 
do total das cargas transportadas [por ferrovias], então o total transportado via 
caminhão vai para 78%”, diz o economista Josef Barat, ex-diretor da Anac (Agência 
Nacional de Aviação Civil). 
 O Brasil é o único País onde predomina o caminhão. Dentre os 
países com dimensões continentais, o Brasil é o único que decidiu “encurtar as 
distâncias” por meio das rodovias. Os Estados Unidos, que, sem considerar o 
Estado do Alaska, é menor do que o Brasil, têm uma malha ferroviária sete vezes 
maior: são 228 mil km contra 29 mil km no Brasil. 
 França, Alemanha e Índia, cujas áreas são menores que a do 
Brasil, também possuem malha mais desenvolvida. Hoje, o Brasil tem a mesma 
quantidade de ferrovias que em 1922. 
 O estudo 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. 
 Com isso, os custos com transporte estão aumentando no Brasil, 
alcançando 11,5% do PIB (Produto Interno Bruto, que é a soma das riquezas de um 
país) em 2012 — considerando gastos com transporte, estoque, armazenamento e 
administrativo. Nos EUA, esses custos equivalem a 8,7% do PIB. 
 Dentre os países com dimensões continentais, o Brasil é o único 
que decidiu “encurtar as distâncias” por meio das rodovias. Os Estados Unidos, 
que, sem considerar o Estado do Alaska, é menor do que o Brasil, têm uma malha 
ferroviária sete vezes maior: são 228 mil km contra 29 mil km no Brasil. 
 
 
31 
 O governo tem feito alguns investimentos na área, inclusive com a 
ferrovia Norte-Sul, a Oeste-Leste, mas ainda é pouco pelo tamanho do País. Porque 
não adianta só ter malha, você tem que ter infraestrutura. É preciso construir 
terminais adequados. É preciso ter estrutura para a carga chegar adequadamente e 
que junte uma quantidade suficiente para o trem levar. 
Marques calcula que a construção de uma ferrovia seja até quatro vezes mais 
cara que a de uma rodovia. No entanto, diz, o investimento vale a pena. 
 O custo é mais caro, já que a ferrovia é um investimento do tipo 
industrial, os materiais são muito mais sofisticados. Mas o custo operacional é bem 
mais barato, principalmente se considerarmos o custo de cargas de alta densidade 
que são transportadas em longas distâncias. 
13 CURIOSIDADDES 
 
Figura 3 - Comparação Rodovias em 60 anos 
 
 
32 
 
Figura 4 - Comparação Mundial 
14 NORMAS 
• NBR 7641: 1980 – Via permanente ferroviária; 
• NBR 7509: Setembrode 1982 - Unidades Ferroviárias; 
• NBR 7651: Novembro de 1982 – Gabarito Ferroviário; 
• NBR 7964: Maio de 1983 – Plataforma para via férrea; 
• NBR 7692: Janeiro de 1983 – Linha Férrea; 
• NBR 7709: Janeiro de 1983 – Linha Férrea – Bitola Métrica; 
• NBR 7710: Janeiro de 1983 – Linha Férrea – Bitola Normal; 
• NBR 7711: Janeiro de 1983 – Via Férrea – Bitola Larga; 
• NBR 11432: Agosto de 1989 – Equipamento para via permanente ferroviária; 
• NBR 11522: Maio de 1988 – Gabarito de construção de instalação fixa 
ferroviária – Bitola métrica em tangente ou em curva com raio de mais de 350 
metros – Formas e dimensões; 
• NBR 11523: Maio de 1988 – Gabarito de construção de instalação fixa 
 
 
33 
ferroviária – Bitola normal e larga em tangente ou em curva com raio de mais de 
500 m – Formas e dimensões; 
• Dezembro de 1991 – Equipamento para via permanente ferroviária; 
• NBR 12993: Dezembro de 1993 – Ferrovia – Termos gerais e/ou 
fundamentais. 
• NBR 11461: Maio de 1988 – Projeto para renovação e/ou melhoramento para 
lastro de via férrea. 
• NBR 7914: Janeiro de 1990 – Projeto de lastro para via férrea. 
• NBR 11541: Abril de 1991 – Amostragem de material para lastro para via 
férrea. 
• NBR 5564: Novembro de 1991 – Via Férrea – Lastro – padrão. 
• NBR 12822: 1974 – Determinação de resistência à flexão em dormentes de 
concreto tipo misto. 
• NBR 12198: 1979 – Dormente. 
• NBR 11953: 1980 – Dormente de concreto monobloco determinação da 
resistência ao momento positivo e à carga oscilante. 
• NBR 7511: Setembro de 1982 – Dormentes de madeira. 
• NBR 8361: Janeiro da 1984 – Dormente de concreto – Determinação da 
resistência de ancoragem de fixação. 
• NBR 8936: Junho de 1985 – Dormente de concreto monobloco – 
determinação da resistência ao momento negativo no meio. 
• NBR 11824: Abril de 1991 – Dormente de aço. 
 
 
34 
• NBR 12477: Abril de 1991 – Dormente de aço. 
• NBR 11709: Novembro de 1991 – Dormente de Concreto. 
• NBR 12787: Janeiro de 1993 – Dormente de concreto 
• Determinação da isolação elétrica. 
• NBR 12803: Janeiro de 1993 – Dormente de madeira preservada. 
• NBR 6966: Janeiro de 1994 – Dormente. 
15 REFERENCIAS 
www.em.ufop.br/ 
www.dtt.ufpr.br 
www.ecivilnet.com 
www.wikipedia.com 
www.noticias.r7.com 
ABEF, Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e 
Geotecnia. Manual de especificações de produtos e procedimentos ABEF: 
Engenharia de Fundações e Geotecnia. 3. ed. São Paulo: Pini, 2004. 
VARGAS, M. Mecânica dos Solos, in Manual do Engenheiro, Editora Globo, Porto 
Alegre, 1957www.ebah.com.b