Vantagens da aplicação

Diversas são as vantagens reportadas por pesquisadores e companhias ferroviárias com relação ao emprego de sublastro betuminoso em vias permanentes. Albanat et al. (2011) citam melhorias na condição estrutural e geométrica do pavimento como um todo, além de vantagens construtivas, econômicas e ambientais. Di Mino et al. (2012) afirmam que a utilização de mistura asfáltica reduziu valores de aceleração vertical, conduzindo a uma redução de tensões e, consequentemente, a uma degradação mais lenta do lastro ferroviário, camada da subestrutura com maior parcela de influência na resposta mecânica da via permanente. No entanto, há de se

atentar para o fato de que, a depender da mineralogia do lastro, a inserção de uma camada mais rígida subjacente a este e o consequente aumento da tensão de confinamento pode ter efeito reverso e causar a quebra das partículas. Bryson e Rose (2009) constataram que, para misturas mais viscosas, como as dimensionadas para sublastro betuminoso, faz-se possível a leve penetração de partículas de agregados do lastro na superfície da camada asfáltica. Tal fenômeno aumentou a resistência ao cisalhamento interfacial, mantendo um alto grau de densificação do lastro, e, portanto, elevando o desempenho estrutural do pavimento.

Cardona et al. (2016) reportam um estudo feito pela SNCF que atesta a redução de 40% nos valores de desvio padrão de medidas de rigidez vertical tomadas ao longo da sua zona experimental com sublastro betuminoso. Os autores comentam que a maior rigidez e a homogeneidade da camada betuminosa, comparativamente a camada granular, acarretaria também uma redução no recalque diferencial da via, este ocasionado pela aplicação de cargas dinâmicas excessivas em linhas de alta velocidade. Sabendo-se que o recalque diferencial é um dos fenômenos causadores da perda de geometria de vias permanentes, a verificação da redução da frequência de manutenções corretivas de geometria na linha de alta velocidade que liga Roma a Florença, construída com sublastro betuminoso, vem corroborar com este pensamento. Teixeira et al. (2010) em colaboração com a Universidade de Roma vêm conduzindo estudos e análises mais aprofundadas destes indicadores, mas declaram que as constatações até este ponto já indicam um efeito positivo da utilização de sublastro betuminoso para a preservação da qualidade geométrica de vias.

Rose et al. (2002) acompanharam a variação das pressões que atingem as camadas da subestrutura da via permanente em duas localidades norte-americanas, por meio da instrumentação de trechos de ferrovias de carga construídos com sublastro betuminoso. Células de pressão hidráulica foram instaladas acima e abaixo da camada asfáltica, em diversas localizações, a fim de verificar em qual delas os picos de pressão são maiores e em quanto o sublastro betuminoso contribui para a redução desses picos na transmissão para a camada de subleito.

Os resultados mostram que os picos de pressão ocorrem no eixo diretamente abaixo da interface trilho/dormente, e que, para uma carga por eixo média de 32 toneladas, os valores de pressão medidos ficaram entre 75 e 150 KPa, no topo da camada de sublastro betuminoso. No topo do subleito, como observado na Figura 12, há uma redução da pressão em cerca de 50%, com picos variando entre 39 e 66 KPa. As medidas foram tomadas de forma dinâmica, com velocidade de operação de 64 km/h. A camada de lastro tinha espessura de 200 mm, assim como a de sublastro. Li et al. (2002) caracterizaram o solo do subleito como uma argila com alto teor de umidade (média de 34,6%), limite de liquidez médio de 64% e plasticidade média de 38%. A média de resistência não drenada foi de 90 kPa. Cardona et al. (2016) também reportam redução de pressões em 50% da camada de sublastro betuminoso para o topo da camada de subleito, e comentam que a possível causa desse fenômeno está relacionada à diferença do mecanismo de distribuição de tensões das camadas betuminosas comparadas com as granulares.

Figura 12. Redução das pressões medidas no topo das camadas

FONTE: adaptado de Rose et al., 2002.

Rose e Bryson (2009), em estudo desenvolvido para avaliar a integridade das misturas asfálticas empregadas em camadas de sublastro de ferrovias de cargas norte- americanas, também avaliaram as condições da camada de subleito destes trechos, após anos de solicitações. As diversas amostras extraídas e analisadas eram provenientes de configurações estruturais distintas, além de terem vivenciado condições ambientais diferenciadas e regimes de tráfego variados. No entanto, os resultados apontaram que os ligantes e misturas asfálticos não apresentavam

qualquer indicação de endurecimento excessivo (fragilidade), envelhecimento ou deterioração. No que se refere ao teor de umidade das camadas do subleito, Rose e Bryson (2009) obtiveram valores “in situ” bem próximos daqueles obtidos em laboratório, indicando que a camada de sublastro betuminoso pode ser considerada, para fins de dimensionamento, como impermeável e mantenedora da condição de umidade do subleito próxima à ótima para máxima densidade.

Teixeira et al. (2010), após extensiva análise de custos, reportam que o fator chave para a composição do valor final de uma camada de sublastro convencional configura- se na distância média de transporte do material granular (DMT). Pesquisas com valores levantados em 2005, na Espanha, indicam que, para uma distância de transporte média variando entre 60 e 80 km, a utilização de sublastro betuminoso seria mais econômica. Paralelamente, devido à qualidade impermeável do sublastro betuminoso, a inclinação necessária da camada poderia ser reduzida de 5% (normatização espanhola para sublastro granular) para 3% (adotado na Itália para sublastro betuminoso), reduzindo o volume da camada de lastro em cerca de 200 m³/km/via. Essa economia de lastro pode ser equivalente a, aproximadamente, 5% do valor do sublastro betuminoso, considerando o custo médio do material de lastro utilizado na Espanha (Figura 13).

Figura 13. Representação esquemática da economia de material de lastro

FONTE: adaptado de Teixeira et al., 2010.

Dentre outras vantagens reportadas, podem-se citar: inexistência do fenômeno de bombeamento de finos do subleito ou do sublastro para o lastro, reduzindo a colmatação e, assim, preservando a drenagem e as propriedades resilientes desta camada; controle de qualidade mais preciso devido a caracterização mais detalhada do material betuminoso, consequência de ensaios mais avançados e amplo know-how por parte dos profissionais da área de pavimentação para estruturas desse tipo;

redução de vibrações e ruídos (importante para regiões residenciais); rápida liberação da camada para circulação de veículos e equipamentos durante a fase construtiva; e redução da quantidade de agregados minerais, face a redução da espessura da camada, e, por consequência, redução da exploração de jazidas (ALBANAT et al., 2011; CARDONA et al., 2016; RANGEL et al., 2015).