Revisado JANEIRO 2011- Departamento Técnico Mexichem Bidim Ltda.
DADOS GERAIS
Assunto
Separação, drenagem e filtração em vias férreas.
Local
Uruguai
Descrição do problema
A Administração de Ferrocarriles del Estado (AFE), responsável pela malha ferroviária do Uruguai, está executando várias obras de recuperação e implantação de sistemas de drenagem em diversas estações e trechos da malha viária (Montevideo, Florida, 25 de agosto, Lãs Piedras e Florida). Os trechos e estações são muito antigos, portanto o lastro de brita do leito ferroviário foi executado diretamente sobre o solo fino de base. Com a ação de cargas cíclicas e precipitações pluviométricas ao longo do tempo, uma intensa migração de partículas finas do solo de base para o lastro ferroviário ocorreu (fenômeno conhecido como “bombeamento de finos”) e provocou dois problemas principais: contaminação do lastro de brita e deformação excessiva do leito ferroviário, em diversos pontos.
Solução Bidim
Para solucionar os problemas acima apresenta a AFE decidiu implantar um sistema de separação, filtração e drenagem ao longo do leito ferroviário. O sistema consiste na instalação de um geotêxtil Bidim RT-21 entre a camada de lastro e o solo de base, bem como num sistema de drenagem longitudinal e transversal à via férrea empregando o geotêxtil Bidim RT-21 e tubo-dreno.
Detalhes da solução
Dreno longitudinal com seção transversal de 30 cm x 30 cm, 5% de declividade, conectado a drenos transversais para condução das águas ao destino final; Superfície do solo de base conformada com um caimento de 3% no sentido do sistema de drenagem longitudinal; Geotêxtil Bidim RT-21 instalado sobre o solo da base e contorno das trincheiras, exercendo a função de elemento de separação e filtração entre a base e a camada de lastro, evitando a contaminação deste; Adição de areia grossa e pedrisco (ambas as camadas com 5 cm de espessura) entre o geotêxtil Bidim RT-21 e o lastro para proteção do geotêxtil contra o efeito de puncionamento.
Benefícios da solução
Prevenção da contaminação do lastro (bombeamento de finos) e eliminação de deformações acentuadas ao longo da via; rápido escoamento das águas ao sistema de drenagem; custos mais baixos de manutenção; maior vida útil da infraestrutura da via.
Quantidade
Manta geotêxtil Bidim RT-21 instala em aproximadamente 5 km de linhas e estações.
Data de execução
2002
Projetista
Gustavo Testamentei e Carlos Leon
Construtora
Teima
Proprietário
Administração de Ferrocarriles del Estado (AFE)
DESCRIÇÃO DO GEOSSINTÉTICO UTILIZADO
Manta Geotêxtil Bidim RT-21
MANTA GEOTÊXTIL NÃOTECIDO 100% POLIÉSTER COM RESISTÊNCIA TRAÇÃO LONGITUDINAL MÍNIMA DE 21 KN/M E TRAÇÃO TRANSVERSAL MÍNIMA DE 19 KN/M
DESENHOS ESQUEMÁTICOS
Figura 1 Seção longitudinal e transversal do sistema de drenagem da linha férrea.
DOCUMENTAÇÃO FOTOGRÁFICA
Aspecto do local antes do início trabalhos.
Aspecto do local antes do início trabalhos.
Instalação da Manta Geotêxtil Bidim RT-21 para separação após a remoção trilhos, dormentes e da camada de lastro contaminada pelos finos.
Instalação trilhos e execução da trincheira.
Execução do dreno transversal com Manta Geotêxtil Bidim RT-21.
JANEIRO 1991 Revisado JANEIRO 2011- Departamento Técnico Mexichem Bidim Ltda.
RESUMO
A alça da Boa Vista tem por finalidade facilitar o tráfego ferroviário Santos/Araraquara/Santos que necessitava usar a antiga interligação férrea com as composições realizando manobras lentas e onerosas de mudança de sentido de tráfego. Para a realização dessa obra foi necessário a resolução de problemas como, o bombeamento de finos através do sublastro, da deterioração mecânica e da deformações permanentes ao nível dos trilhos. Sendo assim, utilizou-se do geotêxtil Bidim como elemento filtro-separador na superestrutura de dois trechos distintos das vias férreas.
O PROBLEMA
O principal problema era o bombeamento de finos através do sublastro, causando a deterioração mecânica do mesmo e deformações permanentes ao nível dos trilhos.
A SOLUÇÃO
A utilização do geotêxtil Bidim como elemento filtro-separador na superestrutura de dois trechos distintos de vias férreas.
DADOS DA OBRA
DATA DE EXECUÇÃO: Janeiro De 1991
LOCALIZAÇÃO: Campinas Sp
CLIENTE: Fepasa Ferrovia Paulista S/A
TIPO DE OBRA: Elemento De Reforço Multicamadas
FUNÇÃO DO GEOTÊXTIL BIDIM: Elemento Filtro-Separador Da Obra
QUANTIDADE UTILIZADA: 4.280 M² De Geotêxtil Bidim Rt-21/ 1.600 M² De Geotêxtil Bidim Rt-16
PROBLEMAS DE CONTAMINAÇÃO DE LASTRO
Na região de Campinas e adjacências verifica-se a presença de alguns tipos de solos expansivos, extremamente finos, uniformes e com formação estratificada, caracteriza como siltitos e argilitos.
Quando tais solos são encontra nos cortes e terão que servir de solo-base, a experiência engenheiros da FEPASA constata que a solução tradicional de utilização de lastro mais sublastro não é suficiente para eliminar a contaminação e deformação, por expansão, quando as águas pluviais atingem e penetram nesses solos (Figura 2).
Figura 2 Corte esquemático da solução tradicional empregada, insuficiente para prevenir a interpenetração do solo-base/ sub-lastro/ lastro.
SOLUÇÃO ALTERNATIVA DE TROCA DE SOLO
A alternativa clássica para o problema de solos expansivos ou solos que sofrem mudanças estruturais quando percola pela água, é sua substituição por outro mais estável em espessura compatível, que varia de obra para obra. A FEPASA já executou vários trechos com trocas de solo, obtendo bons resulta (Figura 3).
Figura 3 Alternativa clássica para solucionar o problema de expansão/bombeamento, troca de solo conjugada com drenagem.
SOLUÇÃO ALTERNATIVA MAIS ECONÔMICA
Embora do ponto de vista técnico, a troca de solo fosse uma boa solução, exigia materiais de empréstimo especiais, grandes movimentos de terra, boas condições meteorológicas, etc. A soma desses fatores que encareciam a solução, levou os engenheiros da FEPASA e os consultores envolvi no problema, e pesquisarem uma alternativa mais econômica e menos vulnerável as intempéries.
Em 1988, dois trechos-pilotos foram executados na ligação Santos/Ribeirão Preto no trecho Boa Vista/Viracopos, com sucesso. A ideia básica era, ao invés de “impermeabilizar” o solo-base pela troca por solo argiloso compactado, executar um colchão drenante sob o lastro que resultasse em vazão imediata das águas de infiltração local sem permitir sua penetração no solo-base.
Assim sendo, concebeu-se para os trechos localiza nos km 30 + 500 e km 35 + 800 a seção ilustrada (Figura 4).
Figura 4 Solução alternativa através de colchão drenante dotado de geotêxtil Bidim RT-21 como elemento filtro-separador entre as camadas lastro/areia grossa, e Bidim RT-16 no dreno subsuperficial longitudinal.
Ambos os trechos foram executar em 1988, perfazendo uma extensão de 1.100 m, como o trecho é em linha simples, foi necessário seu remanejamento durante as obras, para não interromper o tráfego.
ALÇA DA BOA VISTA
Ao contrário casos anteriores, a experiência obtida indicava a necessidade, já durante a construção do novo trecho, utilizar-se a técnica de colchão drenante para prevenir os problemas de expansão e bombeamento.
Ao longo 3 km da alça, cerca de 480 m apresentavam um solo-base problemático.
A equipe de engenheiros e consultores da FEPASA adotaram solução de colchão drenante mais dreno longitudinal, já em concepção aperfeiçoada com relação à anterior.
Embora toda a alça fosse construída com uma só linha em bitola larga, toda terraplenagem (cortes e aterros) foi feita já prevendo uma futura duplicação (Figura 5).
Figura 5 Solução para a alça da Boa Vista, no trecho com presença de siltito e argilito, junto ao lastro, o geotêxtil Bidim RT-21 funciona como filtro separador e no dreno lateral, o Bidim RT-16 tem função apenas de filtro.
VANTAGENS NA UTILIZAÇÃO DO GEOTÊXTIL BIDIM
Tanto nos trechos antigos data de 1988, como na própria alça da Boa Vista, executada em 1991, a solução se mostrou tecnicamente eficiente, prevenindo a expansão e bombeamento do solo-base para dentro do lastro.
As vantagens da solução utilizando o geotêxtil Bidim são resumidas a seguir:
Menores volumes de escavação e bota-fora, necessário apenas para a execução do colchão drenante;
Execução simples e rápida do sistema drenante, composto de areia, geotêxtil Bidim e tubo-dreno, que pode ser executado mesmo em tempo chuvoso;
Maior rapidez de execução;
Não necessidade de importação/compactação do solo argiloso;
Redução de cerca de 20% nos custos globais da implantação da nova linha.
AGRADECIMENTOS
O autor deste trabalho agradece aos Eng. Wilson Roberto Cestari e Marcos de Araújo Souza Junior, chefes de divisão da Fepasa, pelas suas colaborações na obtenção de informações sobre as obras, sem as quais não teria sido possível sua elaboração.
DOCUMENTAÇÃO FOTOGRÁFICA
Foto tirada em 1991 mostrando um trecho antigo, executado em 1988, constando o sucesso da solução adotada.
Foto tirada em 1991 mostrando o lastro do trecho executado em 1988, perfeitamente limpo. Nota-se na vala lateral, o assoreamento causado pela decomposição do siltito do talude, pelo efeito das chuvas.
À direita, o trecho da alça de Boa Vista totalmente executado, conforme a nova concepção adotada, à esquerda a terraplanagem pronta para receber a futura duplicação
Trecho da alça da Boa Vista, construído sobre o siltito, conforme a nova concepção adotada, o talude de corte visto a esquerda é constituído também do mesmo material, o talude a direita, também composto de siltito, foi protegido através de concreto projetado
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