ESTUDO COMPARATIVO ENTRE OS MÉTODOS
EMPÍRICO E MECANÍSTICO DO DIMENSIONAMENTO
DE PAVIMENTO FERROVIÁRIO
Mayssa Alves da Silva
Ana Carolina da Cruz Reis
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE OS MÉTODOS EMPÍRICO E
MECANÍSTICO DO DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO FERROVIÁRIO
Mayssa Alves da Silva
Ana Carolina da Cruz Reis
Unidade de Ensino Superior Dom Bosco
RESUMO
Durante muitos anos foram utilizados métodos de dimensionamento de pavimento dotados de empirismos
(denominados empírico-convencionais), com o passar dos anos, através do aprimoramento das técnicas de
pavimentação foi apresentado o método mecanístico, que inclui vários parâmetros, que anteriormente não eram
concebidos, mas que influenciam no dimensionamento do pavimento. No presente trabalho foi estudado o
dimensionamento do pavimento de uma ferrovia hipotética, situada na região nordeste país, utilizando-se as
formulações de Schramm como modelo do método empírico e simulação numérica através do software
FERROVIA 3.0 como referência do método mecanístico, e comparou-se os resultados obtidos. A técnica
convencional mostrou-se conservadora por utilizar como parâmetro o Índice de Suporte Califórnia – ISC
originado de pesquisas específicas que não refletem a realidade brasileira. O método mecanístico apresentou-se
inovador, pois considera dentre várias características, o Módulo Resiliente - MR dos materiais que irão compor o
pavimento, melhor se aproximando das condições reais de campo.
ABSTRACT
During many years were used methods of design pavement gifted empiricisms (called empirical-conventional),
over the years, through the improvement of paving techniques was introduced the mechanistic method, which
includes several parameters, that previously were not conceived, but that influence the design of the pavement.
In this paper was studied the design of the pavement of a hypothetical railroad, located in the northeastern region
country, using formulations Schramm as a model of the empirical method and numerical simulation by
FERROVIA 3.0 software as reference mechanistic method was studied and compared the results obtained. The
conventional technique proved to be conservative for using as parameter the Index of Support California – ISC
originated from specific searches that do not reflect Brazilian reality. The mechanistic method presented is
innovative as it considers of several features, the module Resilient - MR material that will compose the
pavement, better approaching the real field conditions.
1. INTRODUÇÃO
O dimensionamento de um pavimento pode ser executado por dois principais métodos, o
empírico (também denominado convencional) e o mecanístico (considerado uma metodologia
avançada).
Os métodos empíricos englobam as formulações de vários autores baseados em experiências
de campo adquiridas ao longo do tempo. No entanto, ainda hoje, grande parte dos
profissionais faz uso dessa metodologia para dimensionamento do pavimento, mas existem
pesquisadores que indagam acerca da plena eficácia desses procedimentos, uma vez que não
retratam a realidade das condições de campo brasileira, pois se baseiam no Índice de Suporte
Califórnia (ISC), um ensaio também chamado de CBR - California bearing ratio, criado
especificamente para estudo da capacidade dos solos da malha ferroviária californiana, que
apresentam clima e tipos de solos diferentes do Brasil.
Já os métodos mecanísticos, possuem foco puramente científico, com base teórica suficiente
para permitir a análise completa do comportamento mecânico do pavimento ante as ações do
clima e do trânsito de veículos, que resulta no entendimento do comportamento mecânico do
conjunto (situação mais próxima da realidade das solicitações que sofre o pavimento).
1
O estudo teve por objetivo analisar o dimensionamento de um pavimento ferroviário pelos
métodos empírico e mecanístico e avaliar as diferenças entre eles a fim de apresentar
resultados que subsidiem profissionais do setor na escolha do método. O método empírico
será abordado pelo uso de fórmulas e teorias convencionalmente estabelecidas e de comum
uso nos projetos ferroviários (Método de Schramm). E, para o método mecanístico será feito
uso do software Ferrovia (versão 3.0) desenvolvido em 1993 e atualizado em 2002 pelo prof.
Régis Martins Rodrigues, também utilizado em algumas dissertações que envolvem a
temática, como Spada (2003) e Von der Osten (2012).
2. MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS
As metodologias atualmente utilizadas para o dimensionamento de pavimentos possuem
origem de natureza diferenciada, uma através de experiências adquiridas ao longo do tempo,
denominado de método empírico ou convencional, e a outra desenvolvida a partir da teoria da
elasticidade, utilizando ensaios que simulam os ciclos de aplicação das cargas ao pavimento,
denominado de método mecanístico.
 2.1 Método Empírico (Convencional)
Segundo Medina e Motta (2005) dimensionamento convencional dos pavimentos ferroviários,
considera a resistência à ruptura por cisalhamento do subleito e que buscou-se na engenharia
rodoviária e aeroportuária o índice de suporte Califórnia para caracterizar o subleito
ferroviário. De maneira geral, convencionalmente se dimensiona o pavimento conhecendo,
primeiramente, a demanda de tráfego que o mesmo será submetido, e partir daí efetua-se o
cálculo das pressões transmitidas ao lastro e demais camadas constituintes do pavimento.
Segundo Gomes (1984), Schramm admite que as pressões no lastro se propagam segundo
uma linha de espraiamento inclinada a um ângulo ε a partir do eixo vertical do plano vertical
que secciona a via nos sentidos transversal e longitudinal. O valor de ε é estabelecido segundo
o tipo, estado e condições de umidade do lastro. Sendo: ε=40° para lastro grosso, áspero e
seco ou ε=30° para lastro fino, liso e úmido. O procedimento para o dimensionamento
empírico (convencional) das camadas do pavimento ferroviário conforme os estudos de
Schramm segue resumidamente as seguintes etapas:
1. Cálculo da tensão admissível no subleito, através da fórmula de Heukelon;
2. Cálculo da altura do lastro equivalente h (altura contada a partir da face inferior do
dormente) por meio da equação de Gerhard Schramm;
3. Cálculo da tensão atuante no topo do sublastro, reforço do subleito (se houver) e
subleito, através da fórmula de Schramm e considerando as alturas das camadas
superiores;
4. Cálculo dos valores de CBR necessários para as camadas do pavimento ferroviário
através da fórmula de Heukelon, considerando as tensões atuantes na face superior de
cada camada;
5. Cálculo das alturas reais das camadas, inserindo os valores dos ângulos e os
respectivos coeficientes de distribuição sugeridos por Schramm.
 2.2 Método Mecanístico
Motta (1991) afirma que um método de dimensionamento é dito analítico ou mecanístico
quando usa uma teoria ou método de cálculo de esforços atuantes para prever as tensões e
2
deformações do tráfego e do clima que atuam na estrutura do pavimento, e procura
compatibilizá-las com as tensões resistentes.
Dos programas mais comumente utilizados tem-se o Geotrack e o Ferrovia 3.0, sendo que este
último foi utilizado na presente pesquisas para obtenção dos resultados pretendidos. O
software é brasileiro e foi desenvolvido em 1993, atualizado em 2002. Com base mecanística,
o programa apoia-se no método dos elementos finitos, no caso da análise dos trilhos,
dormentes e aparelhos de fixação, e método das camadas finitas para a análise das camadas do
pavimento (lastro, sublastro e subleito).
O FERROVIA 3.0, por métodos numéricos, faz a análise estrutural da via ferroviária,
calculando as tensões e deformações das camadas do pavimento. Os dados de entrada do
software são:
 Dados de entrada referente à grade ferroviária: Dados gerais da Bitola (cm), espaçamento
entre dormentes (cm), e módulo de k (kgf/cm); Trilhos: módulo de elasticidade (kgf/cm²);
momento de inercia (cm4), área da seção transversal (cm²) e largura (cm); Dormentes:
módulo de elasticidade (kgf/cm²), momento de inércia (cm4), largura (cm), área da seção
(cm²), comprimento (cm) e tipo de dormente (monobloco ou bi-bloco).
 Dados de entrada referente à fundação: Dados gerais: número de camadas e número de
incrementos de carga (quantas vezes o programa irá repetir os cálculos); Propriedades das
camadas: informação do número da camada, espessura (cm), coeficiente de Poisson,
coesão (kgf/cm²), ângulo de atrito (graus), número de subcamadas, e informação do tipo
de material que compõe a camada.
 Dados de entrada referente às cargas aplicadas: Número de cargas a serem aplicadas,
número do ponto nodal, tipo de carga, e valor do carregamento.
O valor do módulo k (dado de entrada da grade) é referente à rigidez da fixação. De acordo
com Selig e Li (1994) apud Spada (2003), “é o parâmetro que expressa à compressão entre o
topo do trilho e a base do dormente”, dependendo do tipo de dormente ocorre variação da
rigidez da fixação, conforme Tabela 1.
Tabela 1: Valores admitidos de rigidez da fixação (Spada (2003))
Tipo de dormente
Rigidez da Fixação (kN/m)
Madeira
70.000
Monobloco de concreto
170.000
Bi-bloco de concreto
253.000
O FERROVIA 3.0 considera os trilhos como sendo vigas elásticas assentes sobre 11
dormentes, conforme grade exibida na Figura 1. Segundo Von der Osten (2012) a malha de
elementos finitos os números de 1 a 121 referem-se aos pontos nodais nos dormentes, os
números 122 a 167 referem-se aos pontos nodais dos trilhos.
Os números circulados de 1 a 100 correspondem aos elementos de viga referentes aos
dormentes, os números circulados de 111 a 154 correspondem aos elementos de viga
referentes aos trilhos e os números circulados de 155 a 176 correspondem aos elementos de
fixação (molas) que conectam os trilhos aos dormentes.
Os dados de saída do programa são armazenados em pastas, onde CONTATO.DAT consta a
3
Pressão máxima no contato dormente-lastro, em OUTFLEX.DAT estão às tensões de tração e
de cisalhamento nos trilhos e dormentes, o esforço cortante e momento fletor nos trilhos e
dormentes, e a força de reação trilho-dormente, em RESPOSTA.DAT tem-se os dados
referentes à deflexão máxima no trilho, deflexão máxima no lastro, deslocamento dos trilhos e
deslocamento dos dormentes, e em TIESAI.DAT tem-se a tensão máxima de compressão no
topo do subleito.
Figura 1: Grade de onze dormentes com os pontos nodais, base do programa FERROVIA
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Para o estudo comparativo foi considerado um caso hipotético, de uma ferrovia no nordeste
do país, onde as principais características de projeto são:










Ferrovia destinada ao transporte de cargas, com capacidade para 40 toneladas por eixo;
4 (quatro) locomotivas (composição) com 6 (seis) eixos;
330 (trezentos e trinta) vagões com 4 (quatro) eixos;
27 (vinte e sete) pares de viagem por dia;
Bitola de 1,60m;
Trilhos TR-68;
Dormentes do tipo monobloco de concreto;
Período de projeto de 12 (doze) anos;
Velocidade máxima de 80 km/h;
CBR da plataforma (subleito) igual a 8%.
Para a camada de sublastro foram usados os resultados de ensaios realizados em uma jazida
situada na região estudada. Foram realizados ensaios de caracterização e Módulo Resiliente
dos solos em laboratórios idôneos. Da referida AES - Área de Empréstimo para Sublastro
(jazida) foram ensaiadas três amostras, escolheu-se os valores da amostra 3 coleta dos dados
de MR e CBR. Trata-se de cascalhos lateríticos com silte arenoso de cor amarela, que para o
ensaio de CBR apresentou resultados variando entre 6,9% e 38,1%.
Quanto ao ensaio triaxial dinâmico de carga repetida da referida amostra, obteve-se o gráfico
apresentado na Figura 2. Nota-se que valores do MR variaram entre 130 e 450 MPa e que os
valores de k1 e k2 são 1.121,5 e 0,689, tais dados foram utilizados na simulação através do
4
programa Ferrovia 3.0. É valido ressaltar que os ensaios utilizados são de propriedade de
empresa particular, da qual não há conhecimento da realização de ensaios com outros
parâmetros ou outros modelos de MR.
Figura 2: Resultado do ensaio triaxial dinâmico da amostra 3.
 3.1 Dimensionamento pelo método empírico (convencional)
O dimensionamento do pavimento ferroviário da forma convencional foi realizado com base
em fórmulas consideradas consagradas e obedecendo as premissas estabelecidas, conforme
cálculos apresentados a seguir.
 Cálculo do módulo de elasticidade do solo (Ed)
O módulo de elasticidade do solo de base (subleito), utilizando a formulação de Heukelon é:
 Cálculo do número “N”
Para o cálculo do número de ciclos de aplicação de cargas durante o período de projeto (N),
será considerada uma locomotiva com 4 (quatro) composições com 6(seis) eixos e 27 (vinte e
sete) pares de viagem por dia, 330 (trezentos e trintas vagões) vagões com 4 (quatro) eixos e
também 27 (vinte e sete) pares de viagem por dia.
(
)
 Tensão admissível (
) no subleito
A tensão admissível no subleito é 0,7121 kg/cm², conforme cálculo realizado através da
equação de Heukelon:
5
 Cálculo da altura (h) - profundidade contada da parte inferior do dormente
Calcula-se a altura (h), considerando as pressões transmitidas ao subleito. Pela Fórmula de
Gerhard Schramm, será considerado K=0,6 (Constante variando em 0,4 e 0,8) e carga de 40
toneladas por eixo, sendo assim, a carga estática da roda (P R) será de PR = 40/2 x1000 PR =
20.000kg.
Considerando o coeficiente dinâmico igual a 1,43 (fórmula AREMA - Cd=1+(33.V)/100.D;
V=49,71milhas/hora e D=38 polegadas), a carga de roda será de PR =1,43x 20.000kg PR
=28.600kg. A carga máxima sobre um apoio do trilho (R) será de R= KxP R R =
0,6x28.600 R = 17.160 kg.
O ângulo (є) formado pela vertical e a linha de espraiamento das tensões será 36º (na fórmula
o ângulo deverá ser usado em radianos) e profundidade contada da parte inferior do dormente
(h), também denominada altura do lastro equivalente, apresentada na fórmula abaixo.
Onde:
Ph - pressão transmitida à profundidade h, a partir da face inferior do dormente (kg/cm²). L Comprimento do dormente (cm). s - distancia eixo a eixo dos trilhos (cm). b - largura do
dormente (cm). - Ângulo formado pela vertical e a linha de espraiamento das tensões (°). h profundidade contada da parte inferior do dormente (cm). R - Carga máxima sobre um apoio
do trilho (kg).
 Tensão no topo do Sublastro
Para o cálculo será fixando à espessura do lastro em 30 cm, desta forma a tensão na face
superior do sublastro será de 3,23 kg/cm², conforme cálculos a seguir.
 Tensão no topo do Reforço do subleito
Para o cálculo leva-se em consideração a altura do lastro e do sublastro, desta forma foi fixado
uma altura de 30 cm para o lastro e 25 cm para o sublastro (h será a soma destes dois valores).
A tensão na superfície superior do reforço será de:
Como a altura total h, calculada anteriormente (136,12cm), verificasse a necessidade de
6
reforço do subleito, com uma espessura superior a 81,12cm, considerar-se-á 81,13cm.
 Tensão no topo do subleito
O lastro foi fixado em 30 cm, o sublastro em 25 cm e o reforço em 81,13 cm, h será a soma
destes três valores e a tensão atuante no subleito será 0,7120 kg/cm², conforme abaixo:
 Índice de Suporte Califórnia (ISC ou CBR) necessários
Uma vez calculadas as tensões nas camadas de sublastro, reforço e subleito, calculam-se os
valores de CBR necessários às camadas, utiliza-se a fórmula de Heukelon:
 Alturas reais das camadas
O método de Schramm calcula as alturas reais das camadas de lastro, sublastro e reforço. Para
encontrar os valores dessas espessuras, primeiramente, consideram-se ângulos de distribuição
de tensões e calculam-se as suas respectivas tangentes. Em seguida calculam-se os
coeficientes de distribuição com base nas tangentes encontradas (Tabela 2).
Tabela 2: Coeficientes de distribuição de tensões
Camadas
Lastro
Sublastro
Reforço do subleito
Ângulos de distribuição (º)
40º
36º
32º
Tangente dos ângulos
0,839
0,727
0,625
Coeficientes de distribuição
(0,839)/(0,839)=1,00
(0,727)/(0,839)=0,866
(0,625)/(0,839)=0,745
As alturas reais necessárias a cada uma das camadas e as alturas a serem adotadas em campo
na hipótese de construção da ferrovia estão apresentadas na Tabela 3, as mesmas são
calculadas dividindo-se o valor da altura prefixada pelo coeficiente de distribuição definido na
Tabela 2. A Figura 3 apresenta um esquema referente à seção tipo do pavimento ferroviário
conforme resultados encontrados pelo método de dimensionamento convencional/empírico.
Tabela 3: Alturas reais das camadas - método convencional
Camadas
Lastro
Sublastro
Reforço do subleito
Alturas reais (cm)
30/(1,0)=30,00
25/(0,866)=28,87
(81,13)/(0,745)=108,94
7
Alturas de campo (cm)
30
30
110
Figura 3: Esquema da seção tipo – Resultado do dimensionamento pelo método convencional
3.2 Dimensionamento pelo método mecanístico
Os dados referentes às espessuras das camadas, solicitados como dados de entrada no
programa FERROVIA 3.0 foram as resultantes do dimensionamento convencional, calculados
no item anterior. Inseriu-se os dados referentes à grade, sendo dados gerais, dos trilhos e
dormentes, exibidos nas Tabelas 3 e 4. O módulo K foi de 170.000 kN/m (173.349kgf/cm),
conforme valor apresentado na Tabela 1, para dormentes do tipo monobloco de concreto.
Tabela 3: Dados gerais
Bitola (cm)
160
Distância entre dormentes (cm)
61
Módulo K (Rigidez da fixação)
173.349
Tabela 4: Dados dos trilhos e dormentes
Característica
Módulo de Elasticidade (E) - kgf/cm²
Momento de Inércia (I) - cm4
Largura – cm
Área da seção – cm²
Comprimento – cm
Tipo
Trilho
2.100.000
3920,90
15,24
86,52
Dormente
294.120
23.404
26,5
556
280
Monobloco
As informações dos trilhos são do fabricante Comercial Forte seguindo as especificações da
AREMA e os dados dos dormentes foram baseados em informações do fabricante Dorbrás
(2008). Os dados inseridos referentes à fundação foram os apresentados nas Figuras 4 e 5
referentes às telas do software FERROVIA 3.0. É importante expor que os valores referentes
à coesão, ângulo de atrito e coeficiente de Poisson foram adotados de Von Der Osten (2012),
bem como, a espessura da camada de subleito, para fins de simulação no programa.
Figura 4: Dados do lastro e do sublastro
8
Figura 5: Dados do reforço do subleito e do subleito.
Os dados inseridos referentes às cargas aplicadas foram os apresentados na Tabela 5. Os
pontos escolhidos para a aplicação das cargas foram nos pontos nodais 134, 140, 157 e 163,
seguindo o critério de espaçamento entre rodas igual a 1,43m.
Tabela 5 – Dados das cargas aplicadas na grade – Força vertical
Ponto
Valor
134
-20 tf
140
-20 tf
157
-20 tf
163
-20 tf
Os resultados finais fornecidos pelo programa FERROVIA 3.0 são armazenados nos arquivos
“Contato.dat, Outflex.dat, Resposta.dat e Tiesai.dat”. Alguns dos resultados que o programa
fornece, serão apresentados em forma de gráficos e tabelas. De início fez-se a conferência das
cargas aplicadas. A Tabela 6 mostra os valores referentes às reações as cargas aplicadas em
cada ponto. A soma das reações deveria ser igual à soma das cargas aplicadas, neste caso,
80.000kgf (80 ton/ vagão), na tabela verifica-se que o resultado é bem próximo deste valor.
Tabela 6: Forças de reação entre os dormentes-Trilhos
O gráfico da Figura 6 contempla os valores das pressões de contato entre dormentes e lastro,
que consiste nas tensões atuantes no topo da camada de lastro. Segundo as recomendações da
Arema (1999) apud Spada (2003) a máxima tensão de contato admitida pelo lastro é 0,4 MPa,
ou seja, 4kgf/cm². Conforme resultado obtido acima, a máxima pressão identificada é de 2,88
kgf/cm², ou seja, encontra-se dentro do limite sugerido pela AREMA.
3,00E+00
2,00E+00
1,50E+00
1,00E+00
5,00E-01
0,00E+00
34
37
40
43
46
49
52
55
58
61
64
67
70
73
76
79
82
85
88
91
94
97
100
103
106
109
112
115
118
121
Pressões em kgf/cm²
2,50E+00
Pontos nodais dos dormentes
Figura 6: Pressões de contato dormentes-lastro.
9
0,00E+00
-5,00E-02
-4,00E-02
-6,00E-02
122
125
128
131
134
137
140
143
146
149
152
155
158
161
164
167
-2,00E-02
Deslocamentos em cm
0,00E+00
1
11
21
31
41
51
61
71
81
91
101
111
121
Deslocamentos em cm
Os deslocamentos, também chamados de deflexões, podem ocorrer nos dormentes e trilhos.
Neste estudo os resultados estão apresentados nos gráficos da Figura 7, verifica-se que o
maior valor de deflexão a ser suportado pelos dormentes será de -0,12 cm, e de -0,17 cm nos
trilhos.
-1,00E-01
-8,00E-02
-1,00E-01
-1,50E-01
-1,20E-01
-1,40E-01
-2,00E-01
Pontos nodais dos dormentes
Pontos nodais dos trilhos
Figura 7: Deslocamentos nos dormentes e deslocamentos nos trilhos
Momentos em kgf.cm
50000,00
30000,00
10000,00
-10000,00
-30000,00
-50000,00
-70000,00
-90000,00
-110000,00
1
5
9
13
17
21
25
29
33
37
41
45
49
53
57
61
65
69
73
77
81
85
89
93
97
101
105
109
113
117
121
São apresentados nos gráficos das Figuras 8 e 9 os valores dos momentos fletores atuantes nos
dormentes e nos trilhos. O valor máximo encontrado para os momentos fletores nos
dormentes sob os trilhos foi de 4.537,663kgf.cm, que equivale a 0,45kN.m. Quanto aos
momentos fletores no centro dos dormentes, o valor máximo foi de 35.929,49kgf.cm e não foi
encontrado momento negativo.
Pontos nodais nos dormentes
Figura 8: Momentos fletores nos dormente
100000,00
167
164
161
158
155
152
149
146
143
140
137
134
131
128
-100000,00
125
0,00
122
Momentos em kgf.cm
200000,00
-200000,00
-300000,00
-400000,00
Ponto nodais dos trilhos
Figura 9: Momentos fletores nos trilhos
Spada (2003) diz que a AREA (Atual AREMA), recomenda que os dormentes monobloco de
10
concreto sejam fabricados com capacidade de suportar um momento fletor de 34,56 kN.m sob
o trilho e 23,04 kN.m de momento negativo no centro do dormente.” Dessa forma, o momento
fletor nos pontos dos dormentes situados sob os trilhos estão dentro das indicações
supracitadas. A Figura 6 expõe as tensões atuantes no topo do sublastro, reforço e subleito.
Figura 6: Tensões verticais nas camadas elásticas
O valor da tensão na base do lastro (topo do sublastro) é de aproximadamente 1,26 kgf/cm²
(123.563,79 N/m²). No topo do reforço do subleito a tensão encontrada foi de 0,99 kgf/cm²
(97.085,84 N/m²) e no topo do subleito a tensão foi de 0,32 kgf/cm² (31.381,28 N/m²). No
dimensionamento convencional verificou-se que a tensão admissível do subleito foi de 0,712
kgf/cm² (69.823,35 N/m²), representa um valor de tensão bem acima do valor que está
atuando nesta camada pelo método mecanístico, cerca de 45% de diferença.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A presente pesquisa abordou a potencialidade do dimensionamento do pavimento ferroviário
pelo método empírico confrontado com método mecanístico. Existem diferenças
significativas entre as metodologias analisadas. O método convencional ainda é amplamente
utilizado no dimensionamento de pavimentos ferroviários no Brasil, observou-se que a
abordagem dessa técnica é dotada de formulações simplificadas e baseadas em estudos e
experiências de pesquisadores da área, como Schramm. O modelo considera apenas o valor do
CBR do subleito como característica para o dimensionamento do pavimento como um todo e
faz a análise das camadas de forma individual, descartando as interações entres as mesmas.
O método mecanístico, mostrou-se atualizado, uma vez que requer uma série de
características físicas e mecânicas dos materiais constituintes da superestrutura e
infraestrutura ferroviária, sendo ainda, subsidiado por ensaios que simulam o tráfego o qual o
11
material que comporá o pavimento será submetido, que tornam o método adequado para a
realidade brasileira. O método oferece uma gama de resultados que proporcionam uma análise
mais detalhada do comportamento e esforços atuantes em cada elemento que compõe a via
férrea. Por outro lado, o software não apresenta uma interface “clara” para os usuários.
A comparação numérica entre os métodos só foi possível quando se confrontou os resultados
das tensões máximas atuantes no topo de cada camada do pavimento que são valores
resultantes em ambos. Para o método mecanístico a tensão máxima atuante no subleito foi de
0,32kgf/cm²(31.381,28 N/m²) ao passo que para o convencional foi de 0,712
kgf/cm²(69.823,35 N/m²), para o reforço do subleito foi de 1,76kgf/cm²(172.597,04 N/m²)
pelo empírico e 0,99kgf/cm²(97.085,84 N/m²) para o mecanístico, e para o sublastro foi de
1,26kgf/cm²(123.563,79 N/m²) pelo mecanístico e 3,23kgf/cm²(316.754,80 N/m²) pelo
convencional. Conclui-se que o método empírico apresenta valores superdimensionados
quando comparados com os valores apresentados pelo método mecanístico. Valores para
subleito, reforço e sublastro 45%, 56% e 39%, respectivamente, maiores pelo método
convencional do que para o mecanístico. Desta forma, seria possível otimizar as camadas do
pavimento, permitindo redução de CapEx e prazo de implantação de obra.
Notou-se ainda que, outros autores chegaram a estas conclusões também para os pavimentos
rodoviários, dos quais se tem Coutinho (2011), que diz que: “apesar da metodologia do DNER
ser a mais utilizada no Brasil, a metodologia mecanística-empírica apresenta uma maior
capacidade de descrever o desempenho funcional e estrutural de um pavimento”
Nesse contexto, considera-se que os objetivos foram alcançados, uma vez que foram
analisados os dimensionamentos de um pavimento ferroviário pelos métodos supracitados,
avaliaram-se as diferenças e ofereceram-se resultados capazes de subsidiar os interessados
pela temática a escolherem o método mais adequado para o dimensionamento.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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com um método mecanístico - empírico aplicada a um trecho. Dissertação. Ouro Preto, 2011.
Mayssa Alves da Silva ([email protected])
Ana Carolina da Cruz Reis ([email protected])
Dep. Eng. Civil, Unidade de Ensino Superior Dom Bosco, Av. Colares Moreira, nº 443, São Luí s- MA, Brasil.
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