Avaliação multiescala de propriedades (petrográficas, físicas e morfológicas) de agregados e empacotamento de partículas para composição de lastros ferroviários

O desempenho da via permanente lastrada está ligado à qualidade do conjunto de agregados que constitui a matriz granular da camada de lastro. Tal camada é a única que possibilita regularização e nivelamento da superfície da via. Desse modo, esta pesquisa teve como objetivo principal avaliar a relação multiescala de propriedades de agregados (petrográficas, físicas e morfológicas) e empacotamento de partículas para composição de lastro ferroviário. Para tanto, foi organizado um banco de dados de agregados analisados com o uso do Aggregate Imaging Measurement System (AIMS) e caracterizados por valor médio e percentual de partículas quanto aos dois sistemas de classificação de propriedades de forma existentes, Al Rousan (2004) e Ibiapina (2018). Por meio de relações de tendências e de correlações, um banco de dados de rochas, constituído de propriedades petrográficas, físicas e morfológicas de agregados foi analisado. Posteriormente, o empacotamento da matriz granular da camada de lastro ferroviário foi avaliado, considerando a variação morfológica das partículas 3D virtuais geradas a partir de imagens 2D obtidas com o uso do AIMS, por meio de testes estatísticos. Os resultados mostraram que um mesmo agregado pode ser classificado de maneira diferente, textura superficial e forma 2D, dependendo da classificação escolhida; que a petrografia (variáveis qualitativas e quantitativas) é fundamental para prever o comportamento quanto à degradação e à morfologia de agregados (rochas com forma do grão anédrica ou anédrica/subédricas, granulação mais grossa (média/grossa), textura equigranular e contato reto apresentam tendência a maior degradação por ação abrasiva (LA), impacto (Treton) e esmagamento); que existe relação direta entre teor de minerais máficos e a resistência à degradação dos agregados; que o teor de biotita é um indicativo da angularidade antes da realização da abrasão LA e do esmagamento; que rochas com maiores teores de máficos e biotita contribuem para aumentar o valor da angularidade de agregados após a realização dos ensaios de desgaste MD; que rochas com granulação média/grossa induzem um maior valor de microfissuramento intergrãos não preenchidos entre minerais; que a velocidade de propagação de ondas ultrassônicas da rocha tem relação direta com a resistência à compressão uniaxial e indireta com os índices físicos de porosidade e absorção d’água; que o ensaio de abrasão LA pode ser usado para explicar os resultados do ensaio de impacto Treton e a resistência ao esmagamento; que o ensaio de impacto Treton pode ser usado para explicar a resistência ao esmagamento; que a morfologia é fundamental para prever os efeitos degradativos de agregados, sendo possível estimar as propriedades de forma de agregados a longo prazo a partir dos resultados na condição inicial; que para avaliar o empacotamento da matriz granular de lastro ferroviário, as partículas 3D virtuais foram consideradas adequadamente representadas pela formação de uma imagem 2D real obtida com o uso do AIMS, mas considerando o índice de vazios, como indicador de empacotamento, não foi possível identificar a influência da morfologia dos agregados classificados em esfericidade baixa e moderada. Por fim, contribuiuse propondo critérios para a avaliação e seleção de agregados, ainda na fase de projeto, a depender de propriedades.