Технические науки/4. Транспорт

УДК 625.122

Ассистент, Ускенбаева А. Е.

Казахский университет путей сообщения

Геосинтетические материалы для укрепления железнодорожного земляного полотна

Строительство железнодорожного земляного полотна берет свое начало с середины XIX в.. С тех пор в теле земляного полотна вследствие воздействия на него различных факторов имеет место накопления дефектов и деформаций. Что приводит к отказам в работе железнодорожного земляного полотна. Земляное полотно сооружается на длительный срок.

Кроме этого, значительную роль в этом играет и разнообразие климатических условий с неблагоприятными геологическими условиями, разнообразие климатических условий территории по которым проходит земляное полотно железнодорожного пути.

Правильное и грамотное использование специализированной геофизической, гидрогеологической информации и влияния климатиченских факторов на земляное полотно железнодорожного пути улучшит экономические показатели хозяйственной деятельности дорог.

Соответственно, затраты на создание системы мониторинга естественных факторов на оценку и прогнозирование основных климатических рисков полностью окупятся.

Для защиты и усиления земляного полотна требуются достаточно плотные материалы [1], которые должны выполнять функции следующих слоев:

- для защиты слабого земляного полотна от осевой перегрузки;

- для защиты его от промерзания;

- для фильтрации между балластом и земляным полотном;

- для водозащиты, не допускающего попадания воды в земляное полотно.

В Германии подходящий материал был найден в песчаных карьерах в долине реки Дунай. В 1930 годах выполняли работы большого объема по усилению земляного полотна, в основном вручную. В 1954 – 1955 гг., когда возникла необходимость в дальнейшем усилении земляного полотна, провели исследования по оценке эксплуатационной надежности гравийно–песчаных слоев, уложенных в 1930 годах, результаты которых подтвердили высокую эффективность слоев из данного материала. На основе этого были выпущены новые технические условия на защитные слои земляного полотна.

Геосинтетические материалы удовлетворяют требованиям технических условий, однако как показывает практический опыт, они не могут выдерживать динамические силы, возникающие между балластом и земляным полотном. В настоящее время их применяют только в качестве дополнительного промежуточного слоя между защитным слоем и основной площадкой земляного полотна. Геосинтетик соответствующего качества может заменить слой земляного полотна толщиной около 10см без снижения несущей способности и эффективно обеспечивает необходимый дренаж.

Используемый чаще всего в настоящее время защитный слой состоит из гравийно-песчаной смеси, которая должна содержать 7% воды и быть уплотнена до показателя плотности 100% по Проктору (Proctor).

В Австрии и Германии применяют классический метод, согласно которому для укладки нового защитного слоя земляного полотна закрывают перегон на две недели, снимают рельсошпальную решетку и отсыпают балласт. Основные недостатки этого метода заключаются в необходимости прекращения движения поездов на длительное время и в затруднениях в обеспечении ровной поверхности основной площадки земляного полотна, так как дорожная техника вынуждена передвигаться по слабому земляному полотну

Синтетические материалы подходят для защиты грунта от промерзания [2]. До наступления устойчивых отрицательных температур грунт покрывают полимерной пеноизоляцией (пенопластом). Пена вырабатывается на месте применения на специальной генерирующей установке путем механического смешивания водного раствора мочевино-формальдегидной смолы и пенообразователя ПО-1 или ПО-6. Производительность установок в зависимости от применяемого оборудования колеблется от 20 до 150м³/ч. 15

Широкое внедрение полимерных пен в строительстве сдерживается из-за наличия ряда недостатков этого метода, а именно: высокая стоимость составляющих компонентов, необходимость точной привязки объекта задолго до начала строительства, «омертвление» больших площадей на длительный период, так как хождение по участку, на котором нанесен пенопласт, обладающей малой механической прочностью недопустимо.

Толщину слоя утепляющего материала назначают с учетом температуры окружающей среды.

При определении необходимой минимальной толщины слоя утепляющих материалов за исходное значение принимают глубину промерзания разрабатываемого грунта в данном географическом пункте за вычетом допустимой глубины промерзания для заданной строительной машины

, т.е. , (1)

Основным параметром, контролируемым в процессе выполнения земляных работ и служащим для оценки качества выполненных работ, является плотность грунта. Плотность грунта в сухом состоянии:

(2)

где - плотность грунта во влажном состоянии, г/см³;

- влажность грунта в % к массе сухого грунта.

Уплотнение грунта считается качественным, если в 90% испытанных образцов коэффициент уплотнения не ниже заданного. При оценке «отлично» остальные 10% образцов имеют отклонение в сторону понижения не более 0,02г/см³ и 5% - не более 0,04г/см³; при оценке «удовлетворительно» 10% образцов имеют отклонение не более 0,04 г/см³.

Литература

1. Проблемы устойчивости пути.// Железные дороги мира №12, 2003. – С.69-72.

2. Доценко А.И. Земляные работы в стесненных условиях транспортного строительства. М.: Транспорт, 1987. – 79с.