No dimensionamento dos trilhos, para a definição dos momentos fletores e das tensões atuantes no trilhos, é necessário a utilização de um parâmetro que relaciona a condição de suporte da via, ou seja, da resposta elástica da camada de lastro. No dimensionamento de Talbot, esse parâmetro é chamado de módulo de fundação da via (U), e para o dimensionamento de Zimmermann o parâmetro é chamado de coeficiente de lastro (c).
O módulo de fundação da via apresenta uma correlação onde é diretamente proporcional ao coeficiente de lastro e da largura da faixa de soca (b), conforme Equação 1.
Eisenmann (1977) recomenda os seguintes valores para coeficiente de lastro, em função da qualidade da infraestrutura:
- c = 20 N/cm³ (2 kgf/cm³) – Infraestrutura ruim
- c = 50 N/cm³ (5 kgf/cm³) – Infraestrutura boa
- c = 100 N/cm³ (10 kgf/cm³) – Infraestrutura muito boa
Outro autor que sugere valores para o coeficiente de lastro é B. Lichtberger (2005):
- c = 2 kgf/cm³ – Subleito muito ruim (Solo fino ou Areia fina)
- c = 5 kgf/cm³ – Subleito ruim (Solo coesivo, Solo mole a duro)
- c = 10 kgf/cm³ – Subleito bom (Areia ou cascalho)
- c = 15 kgf/cm³ – Subleito muio bom (Cascalho ou rocha)
- c = 30 kgf/cm³ – Substrato de concreto (pontes ou túneis)
Para os módulos de fundação da via (U) são apresentados os seguintes módulos:
- U = 960 N/cm² – Para via ruim
- U = 2880 N/cm² – Para via média
- U = 5760 N/cm² – Para via boa
As solicitações calculadas pelos métodos de dimensionamento precisam ser majoradas devido as incertezas e as simplificações dos procedimentos. Dessa forma, diversos são os modelos de majoração da carga sendo as mais conhecidas a da AREMA, recomendada por Stopatto (1987) e a de Eisenmann (1977).
O modelo de majoração da AREMA é apresentado na Equação 2, onde V é a velocidade em quilômetros por hora e D é o diâmetro externo da roda.
Já Eisenmann (1977) recomenda um método de majoração mais rigoroso, que depende do fator de risco, da condição da superestrutura, e da velocidade do veículo. A Equação 3 apresenta a formulação geral.
Na Equação 3, t é um coeficiente que varia conforme o risco. Dessa forma:
- Risco de 68,3% – t = 1
- Risco de 95,4% – t = 2
- Risco de 99,7% – t = 3
Já o fator ρ é um fator de majoração em função do estado de conservação da via e da velocidade:
- ρ = 0,1 Φ – Superestrutura em condição muito boa
- ρ = 0,2 Φ – Superestrutura boa
- ρ = 0,3 Φ – Superestrutura ruim
- ρ = 1 – Para velocidade inferior a 60 km/h
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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, 2015.
NETO, C.B. “MANUAL DIDÁTICO DE FERROVIAS“. Universidade Federal do Paraná: Paraná, 2018.
STOPATTO, S. “VIA PERMANENTE FERROVIÁRIA: Conceitos e aplicações“. São Paulo, 1987.