Avaliação de quatro solos tropicais para sublastro da estrada de ferro Carajás

Abstract

O procedimento usualmente empregado para seleção de material de sublastro ao longo da duplicação da Estrada de Ferro Carajás (EFC) é fundamentado nos ensaios tradicionais da engenharia rodoviária, tais como ensaio de CBR, limites de consistência e composição granulométrica. Porém, é sabido que os solos tropicais por possuírem peculiaridades de comportamento geotécnico, associadas às suas composições mineralógicas, não tem seu real desempenho em pavimentação caracterizado por esses ensaios. Uma abordagem eficaz para seleção de material de sublastro inclui a realização de ensaios de módulo de resiliência e de deformação permanente, realizados a partir de ensaios triaxiais de cargas repetidas, que constituem alguns dos ensaios fundamentais da Mecânica dos Pavimentos, além da pesquisa de ocorrência do shakedown, ou acomodamento das deformações permanentes. No presente trabalho foram selecionados quatro solos de jazidas provenientes da região oeste do Maranhão, que pelo método tradicional não poderiam fornecer materiais para compor a camada de sublastro. Esses solos foram classificados segundo a metodologia MCT e submetidos a ensaios triaxiais para obtenção dos módulos de resiliência e deformações permanentes. Foram utilizados 7 (sete) estados de tensões distintos e número de ciclos de carga superior a 150.000, sendo pesquisado o acomodamento das deformações permanentes. Foi possível realizar a simulação numérica do comportamento estrutural do pavimento-tipo adotado na duplicação da EFC utilizando-se o programa Ferrovia 3.0 e considerando as quatro amostras estudadas e respectivos módulos de resiliência. Definiu-se, com respaldo dos resultados obtidos em laboratório, que a deformação permanente máxima deve ser de 1,5mm. Concluiu-se através da comparação entre os resultados de deformação permanente de laboratório e os resultados obtidos pela simulação numérica, que todos os solos estudados, apesar de deformáveis plasticamente, podem ser utilizados como camada de sublastro daquele pavimento ferroviário porque sua contribuição prevista para afundamento total do pavimento será mínima. ______________________________________________________________________________________

ABSTRACT: The procedure usually employed for the subballast material selection along the duplication of the Carajás Railroad (EFC) is based on traditional engineering road tests, such as CBR test, consistency limits and granulometric composition. However, it is known that tropical soils by having peculiarities of geotechnical behavior with their mineralogical compositions, do not have its real performance in pavement characterized by these tests. An effective approach to subballast material selection includes testing of resilient modulus and permanent deformation, made from triaxial repeated load tests, which constitute some of the fundamental tests of Mechanics of Pavements, besides the research of shakedown occurrence, or complacency of the permanent deformation. In this study were selected four soils from fields in the west of Maranhão, that the traditional method could not provide materials to compose the subballast layer. These soils were classified according to the MCT methodology and subjected to triaxial tests for obtainment of the resilient modulus and permanent deformation. It was possible to perform the numerical simulation of the structural behavior of the pavement-type adopted on the duplication of the EFC using the software Ferrovia 3.0 and considering the four samples studied and the corresponding modules of resilience. Was defined, with support of the results obtained in laboratory, that the maximum permanent deformation should be 1.5 mm. It was concluded by comparison between the laboratory permanent deformation results and the results obtained by numerical simulation, that all soils in this study, while plastically deformable, can be used as subballast layer of that railroad pavement because its contribution predicted for total sinking of pavement will be minimal.