ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПУТЬ

Полезная модель относится к строительству и реконструкции железнодорожного пути.
Из уровня техники известна конструкция железнодорожного пути (RU 118640, E01B 2/00, 27.07.2012), содержащая верхнее строение, и в частности, балластную призму, опирающуюся через две подбалластные бетонные плиты на земляную насыпь. При прочих равных условиях, частота отказов в работе пути заметно увеличивается, когда в его подрельсовое основание включаются жесткие элементы в виде бетонных плит. Здесь вертикальная жесткость пути вступает в противоречие с его прочностью и надежностью.
Недостаток конструкции заключается в ее сравнительно невысокой надежности.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является конструкция железнодорожного пути (RU 108044, E01B 2/00, 10.09.2011), содержащая земляную насыпь, балластную призму, рельсошпальную решетку и армирующую прослойку, размещенную на основной площадке земляного полотна под балластной призмой. Армирующая прослойка выполнена из геоячеек, заполненных щебнем. Она снижает уровень динамического взаимодействия пути с колесами подвижного состава, и в частоту отказов в работе элементов пути, вызванных этим взаимодействием. Однако, в процессе эксплуатации пути под действием поездных нагрузок происходит истирание и измельчение фракций щебня в армирующих прослойках, а также остаточные деформации ячеек вплоть до их разрушения. А замена армирующей прослойки требует удаления с насыпи всего верхнего строения пути. Эту замену целесообразно выполнять только как сопутствующую операцию при ремонте пути, который предусматривает замену самого балластного слоя. Но цикл предельного износа армирующих прослоек короче, чем межремонтный срок всего железнодорожного пути. В связи с этим каждый период между двумя последовательными капитальными ремонтами пути делится на два этапа: на первом этапе сразу же после окончания ремонта пути с одновременной заменой в нем изношенных армирующих прослоек путь некоторое время будет работать безотказно, а на втором этапе после выхода из строя армирующих прослоек из-за измельчения в них щебня частота отказов в работе пути будет возрастать до тех пор, пока прослойки не будут заменены новыми, то есть до очередного капитального ремонта пути.
Недостатком конструкции является снижение надежности работы пути на этапах, когда на всех его участках армирующие прослойки уже утратили свои упругие свойства и требуют замены, а время капитального ремонта пути еще не подошло.
При работе над полезной моделью решалась задача повышения надежности и экономичности работы железнодорожного пути за счет непрерывного обеспечения упругих свойств его подрельсового основания.
Технический результат обеспечивается тем, что в конструкции железнодорожного пути, содержащей земляную насыпь, балластную призму, рельсошпальную решетку и армирующую прослойку, размещенную на основной площадке земляного полотна под балластной призмой между разделительными слоями геотекстильного материала, и выполненную в виде объемной ячеистой структуры из пластиковых геоячеек, заполненных щебнем, балластная призма изготовлена из кубовидного щебня, а геоячейки - из отходе его производства, и каждая геоячейка выполнена в виде пакета призматической формы, заполненного фракциями щебня лещадного типа, уложенными вплотную к друг другу своими боковыми гранями параллельно продольной оси ячейки.
Сущность технического решения раскрывается с помощью чертежей:
фиг. 1 - общий вид предлагаемой конструкции железнодорожного пути;
фиг. 2 - геоячейка армированной прослойки.
Предлагаемая конструкция железнодорожного пути включает в себя земляную насыпь 1, балластную призму 2 и рельсошпальную решетку 3. На основной площадке 4 земляной насыпи 1 расположена армирующая прослойка 5, отделенная слоями 6 тканого или нетканого геотекстильного материала и от балластной призмы 2, и от земляной насыпи 1. Армирующая прослойка 5 выполнена в виде объемной ячеистой структуры, состоящей из связанных между собой геоячеек 7. А каждая геоячейка 7 представляет собой пакет 8 призматической формы, выполненный из геосетки и заполненный фракциями 9 щебня лещадного типа, которые уложены в каждой геоячейке 7 вдоль ее продольной оси 10, прижатыми к друг другу своими боковыми гранями 11.
По определению ГОСТа 8267-93 кубовидный щебень относится к первой группе щебней, в которой содержание лещадных зерен должно составлять не более 10%. В число лещадных включаются зерна вытянутой формы, у которых длина в 3 раза и более превышает толщину или ширину их поперечных сечений. От этого соотношения продольных и поперечных размеров зерен зависит характер и интенсивность разрушения и износа щебня. Продолговатые фракции в дорожных слоях чаще испытывают изгибающие моменты под нагрузкой. В местах пересечения друг с другом они часто работают на изгиб и переламываются с последующим дроблением на более мелкие частицы, которые, как всякие абразивные материалы, ускоряют износ фракций щебня по трущимся поверхностям.
Кубовидные фракции, как правило, не работают на излом и дробление. При трении друг о друга их грани превращаются в пыль. По сравнению с изломами и дроблением истирание плоских поверхностей, какими являются грани частиц кубической формы, это более длительный процесс. К тому же кубовидные щебни изготавливаются из высокопрочных горных пород магматического происхождения. По этим двум причинам износостойкость дорожных слоев>выполненных из кубовидных щебней в 2-2,5 раза выше, чем у существующих щебней с фракциями произвольной формы, включая лещадные зерна, у которых соотношения продольных и поперечных размеров выходят за пределы требований ГОСТа 8267-93, и потому их принято относить к разряду отходов производства кубовидных щебней.
Нам удалось эти отходы, получаемые при изготовлении щебней из высокопрочных каменных материалов, использовать для продления сроков службы геоячеек 7. В данном железнодорожном пути продолговатые лещадные фракции 9 геоячеек 7 работают на изгиб не отдельно каждая, а в пакете 8, собранные вместе и прижатые друг к другу своими боковыми гранями 11. Совместно они надежнее сопротивляются излому и измельчению, а сроки их службы равны срокам службы кубовидных щебней.
Для изготовления геоячеек 7 пригодны лещадные фракции с соотношением их длин к размерам поперечных сечений в пределах от 3 до 5, которые являются отходам производства кубовидного щебня, но в геоячейках предлагаемой конструкции обеспечивают эксплуатационный ресурс, равный ресурсу работы самих кубовидных щебней, из которых состоит балластный слой пути. Это позволит выполнять ремонт изношенных армирующих прослоек 5 одновременно с очередной заменой балластной призмы 2, полностью или частично избежать интервалов, во время которых частота отказов в работе пути увеличивается вследствие несовпадения их межремонтных сроков, а также снизить расход дорогостоящего кубовидного щебня за счет частичного использования отходов его изготовления.
Таким образом, по сравнению с прототипом данный железнодорожный путь обладает повышенной надежностью в работе и экономичностью при его изготовлении и содержании.