Способ укрепления основной площадки земляного полотна железнодорожного пути
METHOD FOR STRENGTHENING THE MAIN PLATFORM OF THE RAILWAY ROADBED

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к ремонту, реконструкции и строительству железнодорожного пути, и может быть использовано при укреплении основной площадки земляного полотна железнодорожного пути.
Известен способ усиления железнодорожного пути (патент РФ №2535378, МПК Е01В 27/12, Е01В 27/06, опубл. 10.12.2014, Бюл. №34), заключающийся в том, что производят вырезку старого балласта, размещенного до уровня основной площадки, остающийся подстилающий неочищенный старогодный щебень в уровне основной площадки разравнивают, поливом вводят в него пенобетон нормального твердения, укладывают геотекстиль, сверху послойно отсыпают и уплотняют балластный материал, выполняют отделку балластной призмы с последующим нанесением на ее поверхность пенобетона нормального твердения.
Недостатком данного способа является введение пенобетона в старогодный щебень в уровне основной площадки земляного полотна способом полива. После вырезки старого балласта до уровня основной площадки оставшаяся часть щебня будет недостаточной, а проникновение пенобетонной смеси в грунт земляного полотна незначительным, что не позволит сформировать полноценный омоноличенный слой достаточной толщины. При нанесении пенобетона способом полива, его несущая способность будет совсем незначительна во время производства работ, что потребует достаточно длительного перерыва перед укладкой рельсошпальной решети и снизит темп производства работ.
Известен способ стабилизации земляного полотна (см. патент РФ №2093631, МПК Е01В 27/00, опубл. 20.10.1997 г.), заключающийся в том, что вырезают щебень из-под рельсошпальной решетки, производят очистку этого щебня, на находящуюся под рельсошпальной решеткой поверхность освобожденного от щебня земляного полотна наносят добавки одновременно со смешиванием их с грунтом земляного полотна, которое производят путем разрыхления верхних слоев земляного полотна, причем сначала в процессе разрыхления верхних слоев земляного полотна вносят цемент, а затем смесь известняка и воды, после чего верхние слои земляного полотна перемешивают, разравнивают и уплотняют, образуя защитный слой, и укладывают щебень на этот слой.
При создании укрепленного слоя по данному способу, возможно его устройство исключительно в форме плиты прямоугольного сечения постоянной толщины и ширины. Устройство укрепленного слоя такой формы не всегда бывает оправдано, так как наибольшие напряжения в уровне основной площадки земляного полотна приходятся на подрельсовые зоны, где требуется создавать большую толщину укрепляемого слоя, и сводятся к минимальным значениям у обочин, где большая толщина такого слоя не требуется. Кроме того, при создании укрепленного слоя по данному способу отсутствует возможность устраивать его различной ширины.
Кроме того, при создании укрепляемого слоя не достигается его максимальное уплотнение, особенно при создании слоя толщиной более 30 см, что приводит к его деформациям.
Задачей настоящего изобретения является упрощение технологии создания защитного слоя, повышение качества укрепляемого слоя, за счет придания укрепляемому слою наиболее оптимальной формы (различной ширины и глубины), способного наилучшим образом воспринимать нагрузки от подвижного состава и вышележащего верхнего строения пути.
Поставленная задача решается благодаря заявленному способу укрепления основной площадки земляного полотна железнодорожного пути, заключающегося в вырезке щебня под рельсошпальной решеткой, очистке этого щебня, фрезеровании освобожденного от щебня грунта основной площадки земляного полотна с одновременной обработкой его укрепляющими компонентами, профилировании укрепляемого слоя и уплотнении его, с образованием защитного слоя, с последующей отсыпкой щебня, после вырезки щебня рельсошпальная решетка демонтируется, освобожденная от щебня и рельсошпальной решетки поверхность земляного полотна подвергается холодному ресайклингу, обеспечивающему создание оптимальной формы грунтобетонного слоя, затем разрыхленный регенерируемый слой уплотняется, профилируется и после этого осуществляется окончательное его уплотнение в двух режимах: первоначально в статическом режиме (без включения вибрации) за 3-6 проходов по одному следу и скоростью 2-3 км/ч, а затем 2-3 прохода по одному следу в вибрационном режиме со скоростью 4-8 км/ч, после чего на уплотненный защитный слой укладывается рельсошпальная решетка.
Способ поясняется чертежом, на котором изображен комплекс путевых машин и автодорожной техники, применяемый для укрепления основной площадки земляного полотна.
1 - щебнеочистительная машина;
2 - путеразборочный поезд;
3 - автогрейдер;
4 - автоцистерна с водой;
5 - смесительная установка;
6 - ресайклер;
7 - вибрационный каток;
8 - автогрейдер;
9 - вибрационный каток;
10 - путеукладочный поезд;
11 - хоппер-дозаторные вагоны;
12 - электробалластер;
13 - выправочно-подбивочно-рихтовочная машина;
14 - динамический стабилизатор пути;
15 - планировщик балласта.
Заявленный способ реализуется следующим образом. На участке производства работ по ремонту или реконструкции железнодорожного пути предварительно под рельсошпальной решеткой производится вырезка балластного слоя на глубину 0,4 м щебнеочистительной машиной 1 с последующей его погрузкой в спецсоставы для засорителей. После вырезки балластного слоя производится демонтаж рельсошпальной решетки путеразборочным поездом 2. По мере разборки пути и обеспечения безопасного расстояния автогрейдером 3 производится распределение и профилирование с формированием уклона 0,04 на поверхности среза в полевую сторону не вырезанной из пути части балластных материалов (щебня, щебеночно-песчано-гравийного слоя). Далее непосредственно выполняется устройство защитного слоя по технологии холодного ресайклинга. При помощи ресайклера 6, сцепленного со смесительной установкой 5 и автоцистерной с водой 4, производится фрезерование грунта основной площадки земляного полотна на глубину не менее 0,15 м с одновременной обработкой его укрепляющей композицией на основе неорганических вяжущих веществ в рабочей камере ресайклера и укладка образованной смеси. При этом регенерация грунтов осуществляется с перекрытием предыдущего слоя на 10-30 см. За ресайклером 6 производится уплотнение разрыхленного регенерированного слоя между колесами ресайклера вибрационными катками 7. При этом предотвращается влагоиспарение и производится подготовка регенерируемого слоя для профилирования. После уплотнения фрезерованного слоя виброкатками 7 поверхность его профилируется автогрейдером 8 в одном направлении при рабочем ходе. Спланированная поверхность основной площадки с регенерируемым слоем уплотняется катками 9. Уплотнение осуществляется с обочины земляного полотна в направлении к его оси с перекрытием на 1/3 ширины полосы.
По завершению вышеуказанных работ производится укладка рельсошпальной решетки путеукладочным поездом 10, выгрузка щебня из хоппер-дозаторных вагонов 11 с последующим выполнением работ по подъемке пути электробалластером 12, выправке пути выправочно-подбивочно-рихтовочной машиной 13, стабилизации балластной призмы динамическим стабилизатором пути 14 и отделке пути планировщиком балласта 15.
В качестве укрепляющей композиции на основе неорганических материалов может применяться смесь из вяжущего (цемент, шлакопортландцемент, известь, зола уноса и другие), процентное количество которого определяется по результатам лабораторных испытаний образцов, и воды. При необходимости с целью уменьшения расхода основного вяжущего материала, ускорения процесса твердения, повышения прочности укрепляемого слоя, морозостойкости, приданию грунту гидрофобных свойств, снижения пучинистости грунтов, могут применяться различные добавки и стабилизаторы.
Для обеспечения высокой производительности и беспрерывной работы комплекса машин по созданию грунтобетонного слоя смесительная установка и автоцистерна с водой обеспечиваются регулярной подвозкой укрепляющих компонентов и воды.
Основными преимуществами заявленного способа укрепления грунтов основной площадки земляного полотна железнодорожного пути в сравнении с известными способами являются:
- простота создания защитного слоя за счет применения типового и широко доступного комплекса путевых машин и автодорожной техники;
- повышение качества создаваемого защитного слоя за счет обеспечения его однородности и максимального уплотнения, достигаемого путем фрезерования грунта и одновременным перемешиванием его с укрепляющими компонентами методом холодного ресайклинга, точного дозирования укрепляющей композиции в рабочую камеру ресайклера из смесительной установки благодаря микропроцессорной системе управления ресайклера, тщательного и многократного уплотнения укрепляемого слоя комплексом автодорожных катков при различных режимах (в статическом и вибрационном) и скорости движения.