Aeroportos e Ferrovias aula 4 - Elementos da Via Permanente

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Aeroportos e Ferrovias 
Prof. Ms. Alexsander Amaro Parpinelli 
 
Aula 4 
FERROVIAS 
Elementos da Via Permanente 
 
Lastro e sublastro 
SUBLASTRO 
 
Elemento da infraestrutura da via, empregado para evitar a 
penetração do lastro no solo e a contaminação do lastro por 
material fino decorrente do leito. 
 
Principais funções: 
 
 impermeabilidade do sublastro, em relação ao solo, melhora 
a drenagem, evitando a erosão e a penetração da água no 
solo; 
 também utilizado quando as condições do tráfego forem 
muito severas, ou ainda quando a altura do lastro superar 40 
centímetros, por razões econômicas, já que o material do lastro 
é frequentemente mais caro que do sublastro. 
 
 
 
Lastro e sublastro 
SUBLASTRO 
 
Especificações do material para sublastro: 
ABNT/NBR 5564/2011 
 
a) IG (Índice de Grupo) – igual a 0 (zero); 
b) LL (Limite de Liquidez) – máximo de 35; 
c) IP (Índice de Plasticidade) – Máximo de 6; 
d) Classificação pela tabela da HRB (Highway Research Board) – 
grupo A1; 
e) Expansão – máxima 1%; 
f) CBR (Índice de Suporte Califórnia) – mínimo de 30; 
g) Compactação - peso específico aparente, correspondente a 100% 
do ensaio de Proctor Normal; 
 
Lastro e sublastro 
LASTRO 
 
O lastro é a camada de material granular que fica entre o 
sublastro e os dormentes. 
 
Principais funções: 
 
 manter a superestrutura drenada; 
 distribuir a pressão exercida pelos dormentes à infraestrutura; 
 envolver lateral e longitudinalmente os trilhos e os dormentes, 
impedindo a movimentação nesses sentidos; 
 suprimir irregularidades da plataforma, formando uma 
superfície contínua e uniforme para os dormentes e trilhos; 
 formar um suporte limitadamente elástico, atenuando as 
trepidações resultantes da passagem dos veículos; 
Lastro e sublastro 
LASTRO 
 
Características: 
 
 Natureza do material: O mais usual é a pedra britada, 
escórias de aciaria e cascalho quebrado, a terra e areia, 
apesar de ter sido muito usado no passado, não preenchem 
as características recomendadas para o lastro. 
 
 Granulometria (dimensões): em grandes dimensões as 
pedras de lastro dificultam o nivelamento e principalmente a 
manutenção duradoura deste. Dimensões muito pequenas 
acarretam a rápida colmatagem (atulhamento por 
sedimentos), fazendo com que o lastro perca a elasticidade 
e a capacidade drenante. 
Lastro e sublastro 
LASTRO 
 
Características (Cont.): 
 
 Forma geométrica das partículas: é desejável que as 
partículas sejam de forma cúbicas. Devem ser evitadas as 
de forma lamelar. 
Pedra britada Cascalho quebrado Escória de aciaria 
Lastro e sublastro 
LASTRO 
 
 Forma geométrica das partículas 
Forma lamelar Forma cúbica 
Lastro e sublastro 
LASTRO 
 
Especificações do material para lastro: 
 
No Brasil, as especificações adotadas são similares às da AREA 
(American Railway Engineering Association): 
a) Peso específico mínimo: 2,7 tf/m3 (26,5 kN/m3 ); 
b) Resistência à ruptura: 700 kgf/cm2 (6,87 kN/cm2 ou 70 Mpa); 
c) Solubilidade: Insolúvel (ensaio: 7,0 dm3 de material é triturado 
e lavado. Em um vaso, a amostra é agitada durante 5 
minutos, a cada 12 horas, por 48 horas. Se houver 
descoloração, é considerada solúvel e portanto, imprópria.) 
d) Absorção: aumento de peso < 8 gf/dm3 (ensaio: Uma amostra 
de 230 gf é mergulhada em água durante 48 horas); 
 
Lastro e sublastro 
LASTRO 
 
Especificações do material para lastro (Cont.): 
 
e) Substâncias nocivas: < 1%, em peso, de substâncias nocivas e 
torrões de argila (ensaio: NBR 7218:2010 (antigo MB 8) - ABNT); 
f) Granulometria: ¾” < d < 2 ½ “ (2,0 cm < d < 6,0 cm). (Obs.: As 
pedras do lastro não devem ter grandes dimensões, para não 
trabalharem como cunhas, diminuindo a durabilidade do 
nivelamento e nem pequenas dimensões, de modo a facilitarem a 
“colmatação” do lastro, perdendo este, sua função drenante). 
g) Resistência à abrasão: Ensaio Los Angeles O Ensaio de 
Resistência à Abrasão Los Angeles, é efetuado para verificar se a 
brita é, suficientemente, resistente a este tipo de esforço 
mecânico (NBR NM 51:2001). 
 
Dormentes 
Dormente é o elemento da superestrutura ferroviária que tem por 
função receber e transmitir ao lastro os esforços produzidos pelas 
cargas dos veículos, servindo de suporte dos trilhos, permitindo a 
sua fixação e mantendo invariável a distância entre eles (bitola da 
linha). 
Dormentes 
O tráfego ferroviário gera esforços no boleto dos trilhos, os 
quais são transmitidos para patins dos trilhos e depois para 
os dormentes. Os dormentes (Railway Sleepers) são 
dispostos de forma transversal ao sentido de movimentação 
dos veículos, e ficam logo abaixo dos trilhos. 
 
Os dormentes podem ser feitos de diversos materiais 
(ABNT/NBR 6966/1994 e 11432/1989) 
 Madeira (ABNT/NBR 7511/2013); 
 Concreto (ABNT/NBR 11709/2010); 
 Aço (ABNT/NBR 11824/1991); 
 plástico ou materiais reciclados (AREMA 2010). 
Dormentes 
Madeira 
Concreto 
Aço 
Plástico 
Pneu reciclado 
Dormentes 
Principais funções: 
 
 Garantir a fixação e manter o suporte adequado e seguro aos 
trilhos; 
 Manter constantemente a bitola; 
 Amortecer a absorver os choques/vibrações da passagem das 
composições; 
Distribuir e transmitir ao lastro os esforços recebidos dos trilhos; 
 Prover a suficiente estabilidade da via no sentido transversal, 
vertical e longitudinal; 
 Manter o alinhamento longitudinal e transversal da via 
(assegurar alinhamento e nivelamento da via férrea); 
 Deve ser de fácil manuseio (assentamento e substituição) e ter 
longa vida útil. 
Dormentes 
MADEIRA 
 
Os dormentes de madeira são fabricados com madeira de 
Eucalipto replantado, e normatizados pela NBR 7511/2013, 
com as dimensões médias apresentadas na Tabela. 
 
 
Fonte: PAIVA (2016) 
Dormentes 
MADEIRA - VIDA ÚTIL 
BRASIL 
 
 Madeira de Lei - 15 a 20 anos, dependendo do preservativo; 
 Madeiras comuns - 5 a 6 anos, se tratados; 
 Não tratados - 2 a 8 anos. 
 
 
OUTROS PAÍSES 
 
 Tratados com pentaclorofenol - 15 a 25 anos; 
 Tratados com sais hidrossolúveis – 10 a 15 anos; 
 Não tratados - 3 a 12 anos. 
NOTA: O tratamento de dormentes não aumenta a sua resistência, 
porém aumenta sua capacidade de resistir ao apodrecimento, 
aumentando sua vida útil. 
Dormentes 
CONCRETO 
 
Monobloco 
 
 DCP (Dormente de Concreto Protendido): mais utilizado pelas ferrovias 
que operam transportes em altas tonelagens e elevada carga por eixo 
(combinam aços de alta resistência, com limite de ruptura acima de 1 
GPa, com concretos também de alta resistência, 40 – 50 MPa); 
 
Dormentes 
CONCRETO 
 
Bi-bloco ou misto 
 
Dois blocos de concreto, ligados por uma barra ou treliça de aço. 
 
Dormentes 
CONCRETO 
 
Polibloco 
 
Dois blocos de extremidade de concreto armado, ligados, elasticamente, 
por um bloco intermediário de concreto (viga). 
A elasticidade entre os blocos é garantida por “coxins”, de um material 
elástico especial (pag-wood), inseridos entre as peças. 
Dormentes 
AÇO 
 
Chapa laminada, em forma de “U” invertido, com garras laterais 
responsáveis pela fixação no lastro, impedindo consequentemente, o 
deslocamento transversal da via. 
Dormentes 
PLÁSTICO 
 
Possui as mesmas características técnicas dos dormentes de madeira, 
sendo fabricado de plástico reciclado. Atualmente pouco aplicado no 
Brasil, devido a necessidade de estrutura de fabricação e tecnologia. 
Dormentes 
VANTAGENS X DESVANTAGENS – TIPOS DE DORMENTES 
 
 
Fonte: adaptado de Manalo et al (2010); Porto (2004); Sucena (2007) 
Dormentes 
VANTAGENS X DESVANTAGENS – TIPOS DE DORMENTES 
 
 
Fonte: adaptado de Manalo et al (2010); Porto (2004); Sucena (2007) 
Dormentes 
VIDA ÚTIL DE DORMENTES 
Trilhos 
FIXADORES 
 
 Ligam os trilhos ao dormente; 
 Transmitem cargas entre o trilho e o dormente. 
Fixadores elásticos (grampoelástico duplo) 
Fixadores rígidos: tirefão 
Fixação - GEO 
Placas de apoio (aço) 
Trilhos 
JUNTAS 
 
Espaços entre trilhos (emendas) 
 
 O tamanho das juntas é denominado “folga de junta”; 
 Quando a folga de junta é zero, a junta é denominada “topada”; 
 A folga de junta varia ao longo do tempo; 
 A máxima folga de junta entre trilhos é estimada em 2cm 
Talas de junção ou eclissas 
Trilhos 
 
Elemento da via permanente que guia o veículo no trajeto, dando 
sustentação ao mesmo. 
 
Principais Funções: 
 
 Garantir uma superfície de rolamento para os veículos ferroviários; 
 Receber as solicitações dos trens. 
 Servir de guia para a via permanente ferroviária 
Partes do trilho (ABNT/NBR 7650/1982) 
Perfil Vignole – mais utilizado 
Trilhos 
Formatos (perfis) 
Trilhos 
Tipos e medidas (Norma AREMA) 
Trilhos 
DESGASTES E DEFEITOS 
 Fissuras transversais: cavidades formadas no final da laminação 
que podem dar origem, posteriormente, quando o trilho estiver sob 
carga, a uma fratura. 
Trilhos 
DESGASTES E DEFEITOS 
 Microfissuras contato roda – trilho (head checks) 
Trilhos 
DESGASTES E DEFEITOS 
 Desgaste ondulatório (corrugação) 
Trilhos 
DESGASTES E DEFEITOS 
 Laminação 
Trilhos 
DESGASTES E DEFEITOS 
 Deformação plástica 
Fonte: Petroni (2006) 
Trilhos 
DESGASTES E DEFEITOS 
 Defeitos de fabricação 
Fonte: Petroni (2006) 
Impurezas no aço 
Trilhos 
DESGASTES E DEFEITOS 
 Fadiga: ruptura por fadiga decorrente de carregamento cíclico. 
 
 Algumas estradas de ferro admitem o limite de 12 mm de desgaste 
vertical do boleto em linhas principais e 15 a 20 mm em linhas 
secundárias; 
 O limite geralmente estabelecido para o desgaste é de 25% da área 
total do boleto. 
Trilhos 
CLASSIFICAÇÃO 
Tipos de trilhos e suas características 
A classificação dos trilhos é feita pelo peso por metro linear. Se a caracterização 
de um trilho for TR 68, significa que cada metro dele pesa 68 kg. 
Aparelhos de via 
Aparelhos de via 
 
- Aparelhos de mudança de via comuns; 
- Aparelhos de mudança de via especiais; 
- Triângulos de reversão; 
- Cruzamentos; 
- Para-choques. 
 
 Aparelhos de mudança de via comuns (“chaves”) 
 
Para que o friso da roda tenha passagem livre, torna-se 
necessário introduzir uma aparelhagem que permita a interrupção 
do trilho, formando canais por onde passam os frisos 
Fonte: Brina 
β - ângulo de desvio. 
Aparelhos de via 
 Aparelhos de mudança de via comuns (“chaves”) 
Aparelhos de via 
 Aparelhos de mudança de via especiais; 
 
• Giradores; 
Aparelhos de via 
Fonte: Brina 
Girador de locomotivas 
Aparelhos de via 
Girador de vagões 
Aparelhos de via 
 Aparelhos de mudança de via especiais; 
 
• Carretão; 
Aparelhos de via 
Fonte: Brina 
 Triângulos de reversão; 
Cruzamentos; 
Aparelhos de via 
Fonte: Brina 
 Para-choques de via (“gigantes”) 
 
Aparelhos de via 
Fonte: Brina 
Obrigado! 
Prof. Ms. Alexsander Amaro Parpinelli 
 
e-mail: alexsander.parpinelli@anhembi.br