СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА БАЛЛАСТНЫЙ СЛОЙ
METHOD TO APPLY POLYMER COATS ONTO BALLAST LAYER

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».
Известен способ нанесения полимерных покрытий с омоноличиванием щебеночного балластного слоя, заключающийся в проливе балластного слоя полимером (А.С. СССР №609813, МПК2: E01B 1/00, опубликовано БИ №21 за 1978 г.) - прототип.
Недостатком известного решения является то, что после омоноличивания балластный слой и, в частности, балластная призма, в процессе эксплуатации достигает значительных осадок, что снижает показатели надежности и может привести к появлению трещин и к отрыву отдельных щебенок.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является устранение подъема щебня воздушным потоком при высокоскоростном движении поездов со скоростью 210 км/ч и выше.
2
Указанный технический результат достигается тем, что в способе нанесения полимерных покрытий на балластный слой, заключающемся в том, что балластный слой с фракциями щебня поливают полимером, для исключения подъема фракций щебня при проходе высокоскоростного поезда, перед обработкой полимером осуществляют все путевые работы по реконструкции пути и оценку геометрических параметров рельсовой колеи, а в качестве полимера используют полимер на основе полиуретана, который равномерно наносят на балластный слой в количестве не более 1,4 л/м с образованием на поверхности балластного слоя после полимеризации в местах контакта щебня точек сопряжения через слой полиуретана.
Способ, характеризующийся тем, что оценку геометрических параметров рельсовой колеи производят вагонами путеизмерителями.
Способ, характеризующийся тем, что используют полимер на основе полиуретана, вязкость которого при температуре 23-25°C составляет 2300 мПа·с, причем его вязкость с повышением температуры до 30°C увеличивается, а при снижении температуры до 20°C - уменьшается.
Способ, в котором полимером на основе полиуретана поливают балластный слой механизированным способом или вручную.
Способ, в котором полимером на основе полиуретана поливают шпальные ящики, плечи и откосы балластной призмы.
Способ, характеризующийся тем, что в качестве полимера на основе полиуретана используют компонент «К-136/82».
Подъем различных фракций щебня балластного слоя вызывает разрушение подвагонного оборудования высокоскоростных поездов (ВСП), способствует появлению дефектов на рельсах (удары щебня различных фракций по поверхности катания рельса), а также выносу щебня с поверхности балластной призмы с изменением ее нормативных очертаний.
По данным Октябрьской железной дороге при скоростях движения поездов (Р-200, «Сапсан») до 200 км/ч вылет щебня из шпальных ящиков в результате аэродинамического воздействия не наблюдается. Перенос щебенок возникает при скоростях движения поезда «Сапсан» 210 км/ч и выше.
Заявляемый способ конкретизируется на фиг.1-4, где на фиг.1 приведена механизированная конструкция для нанесения полимера на основе полиуретана на балластную призму, на фиг.2 - балластная призма после обработки полимером на основе полиуретана шпальных ящиков и плечей балластной призмы, на фиг.3 - балластная призма после обработки полимером на основе полиуретана шпальных ящиков, плечей и откосов балластной призмы, на фиг.4 - увеличенный фрагмент А фиг.2.
Заявляемый способ нанесения полимерных покрытий на балластный слой позволяет исключить подъем щебня при высокоскоростном движении поездов за счет использования следующих признаков: на выбранном участке пути проводятся все необходимые путевые работы по реконструкции пути (капитального ремонта на новых материалах), после чего производится оценка геометрических параметров рельсовой колеи высокоскоростной линии вагонами путеизмерителями. При соответствии основных параметров рельсовой колеи действующим нормативам для скоростей обращения поездов 201-250 км/ч («Временные нормативы оценки состояния пути скоростных линий вагонами путеизмерителями», М. 2009 г.) производится обработка балластной призмы полимером на основе полиуретана.
Обработка балластной призмы полимером на основе полиуретана может быть выполнена в двух режимах вручную и с использованием механизированных средств, например МПТ-4, при непрерывном перемещении механизированного технического средства с полимером на основе полиуретана и вспомогательным оборудованием для его распределения и при использовании циклического режима. Для равномерного нанесения полимерных покрытий может быть использовано, размещаемое на платформе 1, оборудование, включающее емкости с полимером 2, разливочный механизм 3 и силовую установку, гидросистему, насос (не показаны). Платформа 1 может перемещаться локомотивом 4, дрезиной, тяговым модулем и т.д. Для полива используются трубы 5 с отверстиями, диаметром, например, 4-5 мм. Рабочая скорость перемещения платформы зависит от параметров распределения полимера на основе полиуретана по поверхности балласта и составляет 1,0-2,0 км/час. Для обеспечения оптимального результата скорость полива полимером поверхности балластной призмы не менее 0,2 л/мин. Гидросистема включает оборудование, позволяющее регулировать расход полимера в разных зонах обработки балластной призмы (внутри и снаружи колеи, в шпальных ящиках, на плечах балластной призмы, на откосе). Основной рабочий орган может быть выполнен в виде совокупности леек-флейт для обработки указанных зон балластной призмы и может включать, например, пять комплектов разливочных элементов (распылителей), причем каждый комплект состоит, как минимум, из 4-5 леек-флейт, расположенных друг за другом. Для обработки шпальных ящиков внутри колеи указанный комплект дополняется 2-3 распылителями.
Механизированное техническое средство выполнено с возможностью регулировки скоростей полива в зависимости от его рабочей скорости и обеспечивать защиту от попадания полимера на поверхность катания рельсов, в зону рельсовых скреплений, а также обеспечения минимального попадания полимера на шпалы (при работе в режиме непрерывного передвижения).
Равномерное покрытие полимером балластной призмы на небольших участках может осуществляться и вручную, например, поливом из леек, леек-флейт, из распылителей от леек и т.д. Например, с использованием лейки-флейты из трубы 3/4” длиной 400 мм с 10 отверстиями диаметром 5 мм.
Оптимальный результат достигается при использовании полимера на основе полиуретана, вязкость которого при температуре 23-25°C составляет 2300 мПа·с, причем его вязкость с повышением температуры до 30°C увеличивается, а при снижении температуры до 20°C - уменьшается, например, компонента «К-136/82», причем конструкция является работоспособной при изменении температуры используемого полимера на основе полиуретана от (5-10)°C до (25-30)°С.
2
Для достижения заявляемого технического результата расход полимера на основе полиуретана должен составлять не более 1,4 л/м, так как заявителем установлено, что в таком случае в зоне от верхней поверхности щебеночного слоя фракций 20-60 до глубины 1-3 см практически все щебенки соединены друг с другом полимером, на глубине 5-7 см - число соединенных щебенок уменьшается, примерно, в два раза, а на глубине 10 см и более полимер практически отсутствует. Такое состояние щебня балластной призмы обеспечивает максимальную надежность балластной призмы к разрушению балластного слоя и в то же время исключает подъем щебня из балластной призмы при движении высокоскоростных поездов.
Заявителем были проведены работы по обработке двух участков балластной призмы на участке ст.Торбино - ст.Боровенка Оутябрьской железной дороги - один участок с шириной захвата 4,0-4,5 м (фиг.2), и второй участок с обработкой полимером откоса балластной призмы - 5,0-5,2 м (фиг.3).
Обработка балластной призмы на ширине 5,0-5,2 м производилась ручным способом с помощью леек, а на ширине 4,0-4,5 м - механизированным способом.
В обоих случаях в обработанной полимером на основе полиуретана балластной призме на глубину 5-7 см от ее поверхности создан укрепленный слой щебеночного балласта, который, как показали результаты прохождения высокоскоростного поезда «Сапсан» (8 поездов в сутки), на обоих участках позволяет удерживать щебень балластного слоя и препятствует его подъему при движении высокоскоростного поезда.