Современное состояние
проблемы усиления земляного полотна железнодорожного пути
Как известно, железнодорожный транспорт осуществляет перевозки практически
во всех климатических условиях. Его работа не зависит от климатических
факторов, однако обильные снегопады, очень низкая температура, метель и т.д.,
могут повлиять на работоспособность даже этого вида транспорта.
Железнодорожное земляное
полотно – инженерная конструкция преимущественно из грунта, на которой
размещается верхнее строение пути. Оно предназначено для восприятия давления от
подвижного состава, передаваемого через элементы верхнего строения пути. От его
состояния зависит работа верхнего строения. По мере увеличения осевых нагрузок,
скорости движения подвижного состава и отрицательного влияния на грунт
земляного полотна проблема устойчивости пути становится весьма актуальной на
сегодняшний день.
В то же время, прочность,
устойчивость и долговечность земляного полотна зависит от качества его строительства
и от его условий эксплуатации.
При эксплуатации пути
температурно-влажностные колебания в земляном полотне приводят к появлению
внутренних напряжений, которые изменяются в соответствии с условиями окружающей
среды. Развитие внутренних напряжений в достаточно высокой степени влияет на
важнейшие реологические свойства земляного полотна, а это в свою очередь,
приводит к серьезным нарушениям целостности всей конструкции земляного полотна
железнодорожного пути вплоть до разрушения.
На сегодняшний день для
укрепления земляного полотна железнодорожного пути применяется множество
различных методов. В том числе, армирование нетканым геотектильным
полотном, геосеткой и сеткой Маккаферри
[1].
Армирование нетканым геотекстильным полотном типа «Дорнит»
впервые применили для укрепления оползающего откоса земляного полотна на линии
Санкт-Петербург – Москва.
После геодезического
контроля отметок на первый слой щебня укладывали геосетку
также по всей ширине земляного полотна и длиной 25м, затем снова насыпали
щебень. Далее аналогично укладывали сетки длиной 15, 10 и 5м.
После засыпки и
уплотнения последнего слоя поверхность площадки оказывалась в одном уровне с
основной площадкой земляного полотна. На тщательно спланированную бульдозерами
площадку укладывали путевую решетку, засыпали щебень, путь выправляли машинами
«Дуоматик» в комплексе с динамическим стабилизатором,
подавали напряжение в контактную сеть и открывали
движение поездов.
Впервые армирование
земляного полотна оцинкованными сетками двойного кручения Маккаффери
применили в 2000г. на 563-м км линии Санкт-Петербург – Москва. Проект, разработанный институтом Гипротранспуть, предусматривал:
- отсыпку четырех
подпорных контрбанкетов на подходах к водопропускной трубе с облицовкой их
габионами и армированием грунта Террамеш;
- укладку в русло
матрасов Рено, наращивание оголовка трубы и откосных
частей габионами.
Сетку двойного кручения
доставляли в рулонах непосредственно к месту работ, где из нее изготавливали
габионы, матрасы Рено и систему Террамеш.
Перед началом работ расчищали русло водотока в трубе и на подходах к ней,
завозили камень для заполнения габионов и песчано-гравийную смесь для отсыпки
контрбанкетов.
Для достижения
технологически оптимальных и надежнодолгих результатов при восстановлении и усилении железнодорожного
земляного полотна необходимы вложения в машинные комплексы. В этой связи возникает вопрос о финансовой целесообразности
приобретения таких машин. Железные дороги Австрии выполнили
анализ всех связанных с восстановлением пути расходов за период более 5 лет и
дали их экономическую оценку. Были приняты в расчет расходы, связанные с
перерывами в движении поездов, и выработаны рекомендации по наиболее
эффективной стратегии текущего содержания и ремонта пути.
Из
приведенных данных следует [2], что годовые расходы на содержание земляного
полотна, находящегося в неудовлетворительном состоянии, в 8 раз больше, чем на
содержание здорового земляного полотна. Расчеты, отнесенные ко всему сроку
службы, показали, что немедленное восстановление участка пути со слабым
земляным полотном с помощью высокопроизводительного машинного комплекса в
данном случае является единственным экономически оправданным решением.
Впервые
укладка слоя горячей асфальтовой смеси
была осуществлена в 1989г [3]. После этого в 1992 и 1994гг. были
подготовлены еще два соседних участка, и их суммарная длина достигла примерно
3,5км. На всех участках общая толщина слоев балласта, асфальтовой смеси и подбалластного составляла от 485 до 530мм.
Чтобы
оценить степень изменения характеристик пути в результате применения горячей
асфальтовой смеси, проводились опросы персонала, занятого текущим содержанием и
ремонтом пути. Результаты опросов свидетельствовали о значительном снижении
затрат труда на поддержание линии в состоянии, допускающем движение углевозных
поездов со средней скоростью 56км/ч.
Опыт
применения горячей асфальтовой смеси при укладке или ремонте железнодорожного
полотна в местах с неустойчивыми грунтами на магистральной линии с движением
тяжелых грузовых поездов показал существенное улучшение характеристик пути.
Литература
1. Свинцов Е.С., Шмелев В.А. Армогрунтовые конструкции на октябрьской дороге // Путь и путевое хозяйство №3, 2004. – С.32-33
2. Проблемы устойчивости пути.// Железные
дороги мира №12, 2003. – С.69-72.
3. Применение горячей асфальтовой смеси в пути на слабом грунте. // Железные дороги №1, 2003. – С.63-66.