Антиплагиат Шохирев (Разработка конструкции машины для создания песчано-гравийного слоя), страница 3

При этом балластный материал необязательнодолжен быть высококачественным или изначально дешевым, поскольку суммарные затраты включают много составляющих, в том числе на закупку, транспортировку, подбивку,подрезку и очистку балласта.Вторым конструктивным слоем является подбалластный, который также способствует снижению напряжений в земляном полотне, обеспечивает разделение фракций балласта иземляного полотна, играет важную роль в обеспечении дренажа. Подбалластный слой требует большего, чем обычно уделяемое, внимания из-за его важности в работе пути в целом. Длявыполнения некоторых функций подбалластного слоя часто использовали фильтрующий тканый материал (геотекстиль), однако исследования показали, что геотекстиль в условияхСеверной Америки в общем нежелателен.

Альтернативой или дополнением к песчано-гравийному материалу подбалластного слоя является асфальтобетон, однако по экономическимсоображениям он применяется в особых случаях.Так как земляное полотно является основанием для балластного и подбалластного слоев, оно должно быть достаточно устойчивым. Однако в нем могут возникать такие видыповреждений, как истирание, выпирание, постепенное сжатие при многократном нагружении, уплотнение, оползни, ослабление вследствие вспучивания и оттаивания, а также набуханиеи оседание при изменении влажности.

Чтобы выяснить причину повреждения земляного полотна в каждом конкретном случае, необходимы соответствующие исследования.Восстановление земляного полотна более проблематично, чем балластного и подбалластного слоев, особенно в условиях непрекращающегося движения поездов. Однако в настоящеевремя имеется много возможных решений по сохранению его работоспособности.1.3 Загрязнение балластаВ процессе эксплуатации гранулометрический состав балласта изменяется с увеличением содержания фракций меньшего размера по сравнению с начальным. Это является следствиемразрушения крупных фракций под воздействием поездной нагрузки и заполнения пустот между фракциями щебня более мелкими частицами, проникающими из различных источников.Принято иметь в виду пять основных видов загрязнителей:падающие с вагонов частицы перевозимых сыпучих грузов, например песка или угля;продукты износа деревянных и железобетонных шпал;продукты дробления и истирания балласта;частицы, перемещающиеся вверх из подбалластного гранулированного слоя;частицы, проникающие из земляного полотна.

1Наиболее частой причиной загрязнения балласта является дробление его фракций, однако в отдельных случаях могут играть роль и другие. Геотекстиль практически не предотвращаетзагрязнение балласта. Подбалластный слой является наилучшим средством защиты балласта от попадания загрязнителей из нижележащего земляного полотна, которые образуются врезультате двух процессов:истирания основной площадки земляного полотна фракциями балласта, контактирующими с земляным полотном;размыва заполненных водой трещин в земляном полотне под воздействием поездной нагрузки.Толщина балластного слоя под шпалами обычно составляет 305 - 460 мм, минимальная толщина подбалластного слоя равна 150 мм. Таким образом, суммарная толщинагранулированного слоя под шпалами должна быть в пределах 455 – 610 мм, и, чтобы не допускать перенапряжения земляного полотна, необходимо обеспечивать достаточную толщинуэтого слоя. Перенапряжение приводит к накоплению остаточных деформаций на основной площадке земляного полотна под воздействием поездной нагрузки.Очистка и замена балласта являются дорогостоящими и длительными операциями, которые, как правило, требуют перерыва в движении поездов.

Поэтому необходимость в этих работахдолжна тщательно обосновываться. Обычно эти работы выполняют в том случае, если балластный слой настолько загрязнен, что не может выполнять свои функции. При очистке балластанеобходимо следить за тем, чтобы не допускать удаления или повреждения существующего подбалластного слоя. Также необходимо, чтобы ширина и уклон срезанной поверхности былидостаточными для свободного стока накапливающейся в чистом балласте воды в дренажные устройства.

Плавное очертание поверхности среза повышает устойчивость пути послезавершения работ по очистке и замене балласта.Экономический эффект от очистки и замены балласта не будет достигнут, если надлежащим образом не функционирует дренажная система. Поэтому в программу выполнения указанныхработ следует также включать обустройство или ремонт такой системы. Желательно выяснить причины загрязнения балласта и принять меры по их устранению, чтобы снизить объемподрезки балласта в будущем.Очистка плеч балластной призмы может продлить срок службы балласта.

Ее необходимо осуществлять на полную глубину до основания балластного слоя. Она улучшает дренаж за счетсокращения пути отвода воды из-под шпал и обеспечивает глубину дренирования больше той, которая обычно достигается при подрезке и очистке. Частичная подрезка не приводит кэффективному отводу воды из неочищенного нижнего слоя балластной призмы. Очистка также способствует перемещению загрязнителей из нижних слоев пути в чистые пустоты плечбалластной призмы. Для переноса загрязнителей необходимо, чтобы размеры их частиц были намного меньше размера пустот в балласте.

При этом требуется принудительный механизмв виде текущей воды или выплесков под воздействием циклической нагрузки. Если загрязнители образуются вследствие дробления балласта, при котором диапазон размеров частицвесьма широк, то, вероятнее всего, перемещение загрязнителей не будет значительным.1.4 Методы укрепления основания путиНагнетание цементного раствора. Некоторые жидкие цементные растворы проникают в поры грунтов и упрочняют их или уменьшают просачивание воды.

Другие растворы уплотняют икак бы армируют грунты с целью их упрочнения или смещают грунты для компенсации осадки. При струйном нагнетании производится смешивание цемента с грунтом для образованиястолбиков упрочненного грунта.Смешивание грунтов. Это процесс, при котором с помощью шнеков и лопастей грунт смешивают с цементным жидким раствором. Из приготовленной грунтовой смеси создают столбикиупрочненного грунта для армирования земляного полотна с целью повышения сопротивляемости сжатию и сдвигу.Модификация свойств глины известкованием.

Этот метод можно использовать для улучшения свойств глинистых грунтов. Для смешивания глины с известью (с добавкойстабилизирующих присадок) применяют механические средства или устраивают своего рода сваи из негашеной извести. В целях упрочнения глины известь нагнетают в нее в жидкомвиде, однако это не всегда эффективно из-за возможных нежелательных побочных явлений.

Например, нагнетание жидкой извести может привести к растрескиванию глины вместозаполнения пор, а также к отверждению балласта.Улучшение структуры грунта. Осуществляется путем уплотнения существующих грунтов или послойной их замены грунтами более высокого качества, которые затем повторноуплотняются для образования более прочного и менее реактивного грунта. Следует проверять химический состав грунтов или проводить испытания для проверки эффективности ихобработки, так как некоторые сочетания могут оказаться неблагоприятными.Армирование. Для увеличения сопротивляемости грунтов растяжению в них укладывают пластиковые решетки, металлические полосы или ячеистые материалы.

Также можно в грунтеземляного полотна разместить стальную арматуру в виде гвоздей, дюбелей и микросвай.Снижение напряжений. Напряжения в слабом земляном полотне можно снизить за счет увеличения толщины балластного и подбалластного слоев.Есть мнение, что в противоположность техническим указаниям Американской инженерной ассоциации по содержанию пути (AREMA) допускаемое давление на основную площадкуземляного полотна не является постоянной величиной для разных условий, а изменяется в широком диапазоне и должно определяться в каждом конкретном случае.

При этом следуетучитывать амплитуду циклических нагрузок от поездов и число их повторений. Для заданной осевой нагрузки земляное полотно линии с высокой грузонапряженностью имеет намногоменьший запас прочности, чем линии с малой грузонапряженностью. Следовательно, для линий с интенсивным движением тяжеловесных поездов требуется 1 бóльшая толщинабалластного и подбалластного слоев при тех же свойствах грунтов земляного полотна. 11Обеспечение надлежащего дренажа. Исследование состояния основания пути необходимо начинать с осмотра дренажных систем, так как водоотвод зачастую является фактором,вызывающим хронические проблемы. Устройство хорошего дренажа — это не только рытье поперечных канав и спуск воды с пути. При неправильном использовании эти канавыстановятся местами нарушения целостности основания пути, что способствует образованию и росту неровностей.

Вследствие этого вода может проникать 1 вглубь земляного полотна,вызывая его ослабление. Кроме того, если канава заполнена балластом, возможно истирание основной площадки земляного полотна и возникновение новых проблем.При обустройстве и эксплуатации дренажных систем следует учитывать следующие факторы: степень загрязнения балласта, гранулометрический состав подбалластного слоя, уклоносновной площадки земляного полотна, глубину кювета или залегания трубы и их продольный уклон, прогнозируемые характеристики выпадаемых осадков.