Efeito do balastro nas propriedades de geossintéticos em vias-férreas

Mestrado em Engenharia CivilA incorporação de geossintéticos nas obras de engenharia civil é prática comum e as estruturas ferroviárias não são excepção. Neste campo, os geossintéticos apresentam inúmeras vantagens, entre as quais se destacam as técnicas, a economia, a rapidez de aplicação (especialmente importante nas obras ferroviárias de reabilitação, em que as intervenções estão limitadas) e as ambientais. Nas estruturas ferroviárias a incorporação dos geossintéticos é feita ao nível da infraestrutura podendo esta ser efectuada na interface entre a plataforma e o sub-balastro ou, a mais comum, na interface sub-balastro e balastro. É de salientar que, independentemente da interface em que estes materiais são colocados, estes estão sujeitos a elevados graus de severidade, pelo facto de os materiais granulares aí utilizados possuírem características de maior agressividade e pelo facto de as cargas aqui aplicadas serem de maior magnitude, quando comparadas com outras aplicações correntes, nomeadamente obras rodoviárias. No presente trabalho efectuou-se uma avaliação dos efeitos resultantes da abrasão, da danificação durante a instalação (DDI) e da combinação destes, sobre alguns geossintéticos utilizados em obras ferroviárias: um geotêxtil, um geocompósito de reforço e uma geogrelha. Para a simulação dos fenómenos de DDI foi utilizado o material granular que vulgarmente se utiliza na concepção da camada de balastro. Com esta campanha de ensaios pretende-se caracterizar o efeito destes danos nas propriedades dos referidos geossintéticos, em particular no seu comportamento mecânico de curto prazo (através de ensaios de tracção). Destes ensaios conclui-se que os danos induzidos provocam uma redução de resistência à tracção sendo, essa redução, manifestamente notória nas amostras do geocompósito e da geogrelha submetidas à abrasão e à combinação desta com a DDI. Tal facto ocorre devido à elevada exposição dos elementos que conferem as características resistentes destes materiais, nomeadamente os filamentos e as barras, ambos em poliéster. Dessa exposição resultam coeficientes de redução de elevada amplitude, necessitando estes porém, de confirmação por intermédio de ensaios de campo e de ensaios que permitam correlacionar o nível de danificação induzido laboratorialmente e o nível de danificação do geossintético ao fim do período de vida útil da infra-estrutura na qual este se insere.The incorporation of geosynthetics in civil engineering works is common and the railway tracks are no exception. In this field, geosynthetics have several advantages, among which some can be highlighted technical, economical, speed of application (especially important in the rehabilitation of railway works, in which interventions are limited) and environmental. The incorporation of geosynthetics in railway structures is done at the infrastructure level, at the interface between the platform and the sub-ballast or, more commonly, at the interface between the sub-ballast and the ballast. Note that, regardless of the interface where these materials are placed, they are subject to high degrees of severity, because the granular materials used therein are more aggressive and the fact that the loads applied in such structures are of greater magnitude, compared with other running applications, including road works. In the present study an assessment of the effects of abrasion, damage during the installation (DDI) and the combination of these was carried out, on some of geosynthetics used in railway construction: a geotextile, a reinforcement geocomposite and a geogrid. To simulate the phenomenon of DDI the granular material considered was the one that is commonly used in the design of the ballast layer. With this series of tests it was intended to characterize the effect of damage on the properties of these geosynthetics, particularly in the short-term mechanical behavior (through tensile tests). From these tests it was concluded that the damage induced caused a reduction in tensile strength and this reduction is clearly evident in samples of the geocomposite and the geogrid subjected to abrasion and its combination with the DDI. This fact is due to the high exposition of the elements that confer resistance characteristics of these materials, including filaments and bars, both in polyester. This exposition resulted in a significant increase of the corresponding reduction factors, this needs confirmation through field trials and tests, that will allow establishing a correlation between the level of real damage and the level of laboratory-induced damage to the geosynthetic at the end of the life of the infrastructure where it is include