O lastro ferroviário, assim como as camadas de pavimentos rodoviários, devem apresentar espessuras adequadas que consigam dissipar e distribuir de forma uniforme as tensões que vem dos veículos ferroviários. Isso é necessário para que as tensões verticais no topo da camada de sublastro e subleito não ultrapassem a capacidade de suporte dessas.
O lastro deve se estender além dos dormentes, em uma zona chamada de ombreira (Shoulder) que tem por função garantir a estabilidade lateral da via, resistindo assim aos esforços provocados pelo tráfego. A Figura 1 ilustra as ombreiras em ferrovias. A NBR 7914/90 recomenda que as ombreiras tenham uma extensão mínima de 15 centímetros a 30 centímetros.
As espessuras do lastro são definidas com base na classe da via férrea, da capacidade de suporte do material abaixo, do tráfego (Carga e frequência), bitola da via e do espaçamento entre dormentes. A espessura mínima do lastro está relacionada com a menor distância entre faces de dormentes e o conceito de não sobreposição do espraiamento de tensões considerando 45°.
A mínima distância entre dormentes é considerada como 25 centímetros, e dessa forma a menor espessura que os lastros podem ter é de 12 centímetros. Contudo, a como a espessura também varia com a classe da via e essa por sua vez com a carga dos veículos, a espessura mínima é apresentada na Tabela 1, conforme NBR 7914/90.
A granulometria do lastro sofre mudanças com a exposição ao tráfego, e isso ocorre devido a degradação das partículas com os processos de construção, manutenção ou devido abrasão. Com isso, as partículas diminuem de tamanho e consequentemente a espessura de lastro também. Para verificações mecanísticas da camada de lastro é necessário determinar os módulos de resiliência, assim como ocorre em análises de pavimentos rodoviários.
Além da diminuição de espessura, os lastros podem sofrer processo de colmatação, ou seja, o acúmulo de materiais finos que gera a diminuição da permeabilidade do lastro. Como forma de mensurar o grau de colmatação, ou de limpeza dos lastros, se utiliza do parâmetro de índice de Contaminação (fouling index). O índice de contaminação, Equação 1, foi proposto por Selig e Waters (1994) e corresponde a soma da porcentagem em peso de materiais passantes na peneira #4 (4,75mm) e #200 (0,075mm). Com esse índice é possível classificar o lastro em relação a contaminação, conforme Tabela 2.
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Fontes:
PAIVA, C.E.L. “SUPER E INFRAESTRUTURAS DE FERROVIAS: Critérios para Projeto“. Editora Elsevier: São Paulo, 2016.
NABAIS, R.J.S; “MANUAL BÁSICO DE ENGENHARIA FERROVIÁRIA”. Oficina de Textos: São Paulo, 2014.
NETO, C.B. “MANUAL DIDÁTICO DE FERROVIAS“. Universidade Federal do Paraná: Paraná, 2018.
SELIG, E.T; WATERS, J.M. “TRACK GEOTECHNOLOGY AND SUBSTRUCTURE MANAGEMENT”. London, 1994.