Балластная призма для скоростных грузонапряженных участков бесстыкового железнодорожного пути



Балластная призма для скоростных грузонапряженных участков бесстыкового железнодорожного пути
Балластная призма для скоростных грузонапряженных участков бесстыкового железнодорожного пути

 


Владельцы патента RU 2475580:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) (RU)

Изобретение относится к балластному слою с порозаполняющим веществом. Балластная призма содержит щебень, соединенный связующим материалом на основе синтетического латекса в упругий монолит с открытыми сквозными порами. При этом 0,15-0,20 объема составляет резиноподобная фракция 10-20 мм, полученная дроблением использованных автомобильных покрышек и других утилизируемых изделий из резиноподобных материалов. Решение направлено на уменьшение разрушения щебня с соответствующим увеличением ресурса. 2 ил.

 

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, в том числе ориентировано для формирования сложных участков скоростного бесстыкового пути магистральных железных дорог общего пользования.

При росте технических скоростей и осевых нагрузок подвижного состава актуальны меры, направленные на стабилизацию процесса взаимодействия поезда с верхним строением пути (ВСП), повышение уровня упруго-деформативной стабильности балластного слоя, проявления свойства амортизации как в работе балластной призмы, так и ламинаризации передачи нагрузок к основанию, в том числе в усложненных климатических и инженерно-геологических условиях.

Действующая конструкция ВСП, представленная в [1], имеет определенное несовершенство в части эксплуатационных характеристик, которые приводят к увеличению выправочных работ и снижению нормативного уровня погонной нагрузки. Известен вариант балластного слоя железнодорожного пути, представленный в авторском свидетельстве [2], содержащий щебень, соединенный в местах контакта друг с другом в упругий монолит с открытыми сквозными порами, связующим материалом на основе синтетического латекса, смешанного в определенной пропорции с гидрофильным наполнителем, например каолином. Эксплуатационные испытания показали, что обработка щебеночной балластной призмы вяжущими материалами снижает осадку пути в 1,5-3,2 раза по сравнению с неомоноличенным. Недостатком такой композиции является продавливание склеивающей пленки на контактах зерен щебня в процессе нагрузок от шпальной решетки. При многоцикловом контактном взаимодействии происходят смещения зерен щебня с последующим истиранием неровностей (приработкой зерен щебня), образованием мелкой фракции песка, заполняющего пустоты между щебнем, т.е. постепенным разрушением склеивающего слоя латекса и запесочиванием всего балластного слоя, прежде всего, непосредственно в околошпальном пространстве [3].

Известен также вариант балластного слоя рельсового пути [4], который в своей основе содержит щебень, кварцевый песок и упругий наполнитель на основе каучука в виде отходов шинного производства с размерами частиц, не превышающими размеров частиц щебня, при следующем соотношении компонентов, мас.%: щебень 55-60: песок кварцевый 13-15; отходы шинного производства 27-32. Недостатком этого варианта является изначальная ориентация на снижение только уровня шума при эксплуатации городского рельсового транспорта со скоростью движения 15-45 км/час [4, табл.1], и, соответственно, он не рассчитан на нагрузки и воздействия при эксплуатации магистральных железных дорог при скоростном режиме более 45 км/час.

В связи с этим целью предлагаемого конструктивно-композиционного решения балластной призмы является повышенная адаптация балластного слоя к текущим и экстремальным эксплуатационным нагрузкам и воздействиям за счет увеличения уровня упругодеформативной стабильности балластного слоя, проявление свойства амортизации как в работе балластной призмы, так и ламинаризации передачи нагрузок к нижнему строению пути.

Предлагаемая конструкция балластной призмы железнодорожного пути состоит из щебня, соединенного в местах контакта друг с другом в упругий монолит с открытыми сквозными порами связующим материалом на основе, например, синтетического латекса, и отличающаяся тем, что в состав омоноличиваемой щебеночной балластной призмы вводится до 0,15-0,20 объема резиноподобная фракция 10-20 мм, полученная, например, дроблением использованных автомобильных покрышек.

Предлагаемая конструкция балластной призмы железнодорожного пути поясняется на чертежах:

на фиг.1 - поперечный профиль балластной призмы из щебня на песчаной подушке,

на фиг.2 - фрагмент балластной призмы.

На фиг.1 представлено: 1 - рельс, 2 - шпала, 3 - балластная призма, 4 - песчаная подушка.

На фиг.2 представлено: 2 - шпала, 5 - щебень, 6 - дробленая резиноподобная фракции 10-20 мм, 7 - склеивающий (латексный) слой.

Предлагаемая конструкция балластной призмы работает следующим образом. Нагрузки и воздействия от подвижного состава через посредство рельсошпальной решетки передаются на балластную призму - 3, которая включает покрытые связующим материалом щебень - 5 и гранулы резиноподобной дробленки - 6. Здесь основной частью является щебеночный каркас, на который воздействия передаются с предварительной амортизирующей компенсацией резинподобной дробленкой - 6 и в некоторой степени латексным склеивающим слоем - 7. При укладке балластного слоя наблюдается раздвижка зерен щебня гранулами резиноподобной дробленки, что в некоторой степени увеличивает амортизирующую составляющую при объективно стабильной диссипативной способности балластной призмы и функции передачи воздействия от подвижного состава на основание. Такая конструкция помимо уменьшения контактного разрушения зерен щебня и ориентированного взаимодействия с поездом в системе поезд↔ВСП↔основание способствует уменьшению эффекта гистерезиса, смещению работы подсистемы ВСП из квазиупругой в упругую область с соответствующим увеличением ресурса работоспособности.

Введение в состав упругого материала объемом, соизмеримым с пустотностью щебня (Vпуст≈35-45%), предполагает более равномерно передавать напряжения от шпал на щебеночный слой с увеличением общего ресурса призмы. Это позволяет повысить погонную несущую способность и технический ресурс верхнего строения пути в целом. В связи с этим конструкция ориентирована для формирования ВСП сложных участков скоростного бесстыкового пути магистральных железных дорог общего пользования, в том числе на участках разгона и интенсивного торможения.

Кроме того, в отличие от принятого ранее способа омоноличивания щебеночного слоя «проливкой» связующим материалом, рекомендуется для рационализации процесса и получения более однородной композиции после дозировки составляющих осуществить эффективное смешивание и последующую укладку на основание.

Таким образом, данное конструктивно-композиционное решение позволяет повысить потенциал внутреннего сопротивления балластного слоя к нормальным эксплуатационным и экстремальным внешним воздействиям, что позитивно при росте технических скоростей и осевых нагрузок подвижного состава, использования длинносоставных и тяжеловесных поездов, применении на магистральных железных дорогах общего пользования для сложных участков скоростного бесстыкового пути.

Источники информации

1. Альбом чертежей верхнего строения железнодорожного пути МПС Российской Федерации. Главное управление пути / Проектно-технологическое конструкторское бюро: Москва. Изд-во "Транспорт", 1995 (черт.3-12).

2. Авт. св-во СССР №610902, Е01В 1/00, бюл.№22 от 15.06.1978.

3. Гапеенко Ю.В. Как щебень воспринимает поездную нагрузку / Путь и путевое хозяйство. - 2000. - N12. - С.8-10.

4. Патент №2343243, Е01В 1/00, Е01С 9/00, опубл. 10.01.2009.

Балластная призма железнодорожного пути, состоящая из щебня, соединенного в местах контакта друг с другом в упругий монолит с открытыми сквозными порами связующим материалом на основе синтетического латекса, отличающаяся тем, что в состав омоноличиваемой щебеночной балластной призмы вводится до 0,15-0,20 объема резиноподобная фракция 10-20 мм, полученная дроблением использованных автомобильных покрышек и других утилизируемых изделий из резиноподобных материалов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для восстановления или увеличения прочности слабых грунтов основания земляного полотна или земляного полотна железных и автомобильных дорог на участках распространения грунтов, деформирующихся и дающих неравномерную осадку под воздействием нагрузок, в т.ч.

Изобретение относится к строительству, а именно к способам укрепления грунтов под фундаменты, а также к способам формирования свай. .

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для стабилизации деформирующихся участков автомобильных и железных дорог вследствие пучения путем преобразования свойств грунтов земляного полотна.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для закрепления слабых глинистых грунтов вяжущими материалами. .

Изобретение относится к строительству, а именно к укреплению и/или подъему наземных сооружений. .

Изобретение относится к подземному строительству и предназначено для определения эффективных технологических параметров грунтовых колонн методом струйной технологии.

Изобретение относится к области строительства, в частности к технологиям усиления просадочных, структурно-неустойчивых и слабых водонасыщенных грунтов в основании фундаментов зданий и сооружений.
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть, в частности, использовано при устройстве оснований, укреплении откосов автомобильных и железных дорог, промышленных площадок, а также укреплении отвалов промышленных отходов.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для защиты бетонных сооружений (фундаментов) от воздействия грунтовых и промышленных вод. .
Изобретение относится к технологии производства строительных и реставрационных работ. .

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а более конкретно к устройствам, используемым в электрических рельсовых цепях. .

Изобретение относится к транспортному строительству. .

Изобретение относится к строению железнодорожного пути, а именно к конструкциям рельсовых изолирующих стыков. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к верхнему строению пути, и может быть применено при строительстве и ремонте железнодорожных и трамвайных путей, метрополитена, аттракционов с элементами железной дороги.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к верхнему строению пути на искусственных сооружениях и в зоне примыкания к последним. .

Изобретение относится к ремонтным работам, касающимся железнодорожного пути. .

Изобретение относится к путевому хозяйству и предназначено для использования на железнодорожном транспорте для устранения подъема щебня воздушным потоком при высокоскоростном движении поездов, например, типа «Сапсан».

Изобретение относится к области путевого хозяйства железных дорог, в частности к техническим средствам, обеспечивающим повышение электрической проводимости рельсовых стыков на участках, оборудованных автоблокировкой
Наверх