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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unb.br/handle/10482/35228
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Title: Geotêxtil como elemento de separação em pavimento ferroviário
Authors: Nicolato, Luiza
Orientador(es):: Palmeira, Ennio Marques
Coorientador(es):: Almeida, Maria das Graças Gardoni
Assunto:: Geossintéticos
Geotêxteis
Pavimentos ferroviários
Separação de materiais
Issue Date: 2-Aug-2019
Citation: NICOLATO, Luiza. Geotêxtil como elemento de separação em pavimento ferroviário. 2019. xviii, 99 f., il. Dissertação (Mestrado em Geotecnia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Abstract: Por apresentar dimensões continentais e produzir grandes quantidades de commodities que necessitam ser escoadas, o modal ferroviário é indispensável para atender as demandas internas e externas do Brasil. Os serviços de manutenção são os responsáveis pela maior parte dos gastos durante o ciclo de vida de uma ferrovia. Dentre os materiais utilizados para aumentar a vida útil e reduzir as manutenções em pavimentos ferroviários, podem-se destacar os geossintéticos, em especial o geotêxtil não tecido. A inserção de um geotêxtil no pavimento ferroviário visa, simultaneamente, separar os materiais, reter as partículas e escoar a água. Assim, tem-se uma menor contaminação do lastro com os finos do subleito. Essa dissertação apresenta testes laboratoriais realizados com geotêxteis não tecidos com gramaturas de 400, 700 e 900 g/m2, inseridos entre um material granular e um solo fino em duas condições de compactação (umidade ótima e 3% acima da ótima). Para simular o tráfego ferroviário foi aplicado carregamento cíclico com frequência de 1 Hz por meio de um sistema hidráulico. Foram realizadas medições de deslocamentos e poropressões durante a fase de carregamento. Após os ensaios cíclicos, foram avaliados os danos mecânicos no geotêxtil, quebra dos grãos da camada granular, impregnação dos geotêxteis e da camada de lastro, além da penetração dos grãos de brita no solo. Os resultados obtidos evidenciaram a eficácia do geotêxtil não tecido de 400 g/m2 e 700 g/m2 como elemento de separação, evitando a contaminação do material granular, diminuindo os deslocamentos e estabilizando mais rapidamente as poropressões nos ensaios cujo solo do subleito foi compactado com umidade ótima. Para essa condição de ensaio, utilizando o geotêxtil de 900 g/m2, foram registrados maiores valores de poropressão, o que pode ter sido ocasionado pela retenção de partículas finas na face (cegamento) e no interior do espécime, ou seja, colmatação. Nos ensaios com solo do subleito compactado com umidade maior, teve-se maiores deslocamentos no ensaio com geotêxtil, o que pode ter ocorrido devido a maior permeabilidade desse material frente ao solo, levando ao aceleramento do adensamento do solo do subleito. De forma geral, os geotêxteis não sofreram maiores danos com o carregamento, não tendo sido observados furos ou rasgos nos espécimes, porém a resistência à tração máxima diminuiu quando comparada às amostras ensaiadas no estado virgem. A quebra dos grãos, apesar de pequena devido à boa qualidade da brita, foi menor nos ensaios com a presença do elemento de separação. Quanto à impregnação dos geotêxteis, essa foi maior no ensaio com solo menos compacto e nos geotêxteis de menores gramaturas. Foi observado que a impregnação do lastro diminui com o aumento da gramatura dos geotêxteis, uma vez que quanto maior a gramatura, maior a capacidade de retenção do solo pelo espécime. Para todos os ensaios os geotêxteis se mostraram eficientes na redução da penetração dos grãos de brita no solo de subleito.
Abstract: Brazil is a continental-sized country that has large commodity production and distribution. So, a well-established railway system is indispensable in order to meet internal and foreign demands. Maintenance services constitute the major component of a railway life cycle cost. Geosynthetics, especially non-woven geotextiles, can be used to increase railway life cycle and thus reduce maintenance expenditures. For instance, a non-woven geotextile can be inserted in a rail infrastructure to simultaneously separate material layers, retain fine particles, and also for drainage purposes. Therefore, fine particles from sub-grade layers are prevented to contaminate the ballast. This work presents a series of laboratorial tests performed on 400, 700 and 900 g/m2 mass per unit area non-woven geotextiles previously placed between a fine soil layer and a granular layer. The fine soil layer was compacted under two moisture contents (optimum moisture content and 3% above optimum). A hydraulic system was utilized to apply a 1 Hz cyclic load and simulate the railway traffic. Displacement and pore pressure were measured during the loading stages. Several features were evaluated once the cyclic loading phase was completed, such as geotextile mechanical damage, ballast particles breakage, geotextile and ballast layer impregnation by fine particles, and penetration of ballast particles into the fine soil layer. Regarding the fine soil layer compacted at optimum moisture content, results obtained demonstrated the 400 g/m2 and 700 g/m2 non-woven geotextiles efficiency as separators, which avoided ballast layer contamination, reduced displacements and accelerated pore pressure stabilization. Blinding of the 900 m/g2 mass per unit area non-woven geotextile samples may explain the greater pore pressure values registered under the same condition. Higher displacement values were measured in the tests performed when the fine-soil layer (sub-grade) was compacted with a higher moisture content. The geotextile is more permeable when compared to the fine soil layer, accelerating consolidation of the latter. Generally, the geotextiles did not suffer any significant damages and the specimens presented no tearing or puncturing after testing. However, tensile strength decreased when compared to tests performed on virgin specimens. It was observed less particle breakage when geotextiles were used as separation elements, even though granular material breakage was in general small due to its good quality. Geotextiles became more impregnated after testing with the less compacted subgrade soil and for smaller mass per unit area specimens. The granular material impregnation showed an inverse relation to geotextile mass per unit area, since bigger mass per unit area geotextiles presented better retention capability. Geotextiles proved to be efficient on preventing granular particle penetration on the subgrade soil layer in all tests performed.
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2019.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
Appears in Collections:ENC - Mestrado em Geotecnia (Dissertações)

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