ПЗ ВКР Шохирев (Разработка конструкции машины для создания песчано-гравийного слоя), страница 2

Подбалластный слой требует большего, чем обычно уделяемое, внимания из-за его важности в работе пути вцелом. Для выполнения некоторых функций подбалластного слоя частоиспользовали фильтрующий тканый материал (геотекстиль), однако исследования показали, что геотекстиль в условиях Северной Америки вобщем нежелателен. Альтернативой или дополнением к песчаногравийному материалу подбалластного слоя является асфальтобетон,однако по экономическим соображениям он применяется в особых случаях.Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист9Так как земляное полотно является основанием для балластного иподбалластного слоев, оно должно быть достаточно устойчивым. Однако в нем могут возникать такие виды повреждений, как истирание, выпирание, постепенное сжатие при многократном нагружении, уплотнение,оползни, ослабление вследствие вспучивания и оттаивания, а такженабухание и 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 подбалластногослоев, особенно в условиях непрекращающегося движения поездов.Однако в настоящее время имеется много возможных решений по сохранению его работоспособности.1.3 Загрязнение балластаВ процессе эксплуатации гранулометрический состав балласта изменяется с увеличением содержания фракций меньшего размера посравнению с начальным. Это является следствием разрушения крупныхфракций 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.Изм.

Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист10Наиболее частой причиной загрязнения балласта является дробление его фракций, однако в отдельных случаях могут играть роль идругие. Геотекстиль практически не предотвращает загрязнение балласта. Подбалластный слой является наилучшим средством защиты балласта от попадания загрязнителей из нижележащего земляного полотна,которые образуются в результате 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 толщина гранулированного слоя под шпаламидолжна быть в пределах 455 – 610 мм, и, чтобы не допускать перенапряжения земляного полотна, необходимо обеспечивать достаточнуютолщину этого 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 движениипоездов. Поэтому необходимость в этих работах должна тщательнообосновываться.

Обычно эти работы выполняют в том случае, еслибалластный слой настолько загрязнен, что не может выполнять своифункции. При очистке балласта необходимо следить за тем, чтобы недопускать удаления или повреждения существующего подбалластногослоя. Также необходимо, чтобы ширина и уклон срезанной поверхностибыли достаточными для свободного стока накапливающейся в чистомбалласте воды в дренажные устройства. Плавное очертание поверхности среза повышает устойчивость пути после завершения работ поочистке и замене балласта.Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист11Экономический эффект от очистки и замены балласта не будет достигнут, если надлежащим образом не функционирует дренажная система.

Поэтому в программу выполнения указанных работ следует такжевключать обустройство или ремонт такой системы. Желательно выяснить причины загрязнения балласта и принять меры по их устранению,чтобы снизить объем подрезки балласта в будущем.Очистка плеч балластной призмы может продлить срок службыбалласта. Ее необходимо осуществлять на полную глубину до основания балластного слоя. Она улучшает дренаж за счет сокращения путиотвода воды из-под шпал и обеспечивает глубину дренирования большетой, которая обычно достигается при подрезке и очистке. Частичнаяподрезка не приводит к эффективному отводу воды из неочищенногонижнего слоя балластной призмы.

Очистка также способствует перемещению загрязнителей из нижних слоев пути в чистые пустоты плеч балластной призмы. Для переноса загрязнителей необходимо, чтобы размеры их частиц были намного меньше размера пустот в балласте. Приэтом требуется принудительный механизм в виде текущей воды или выплесков под воздействием циклической нагрузки. Если загрязнители образуются вследствие дробления балласта, при котором диапазон размеров частиц весьма широк, то, вероятнее всего, перемещение загрязнителей не будет значительным.1.4 Методы укрепления основания путиНагнетание цементного раствора.

Некоторые жидкие цементныерастворы проникают в поры грунтов и упрочняют их или уменьшаютпросачивание воды. Другие растворы уплотняют и как бы армируютгрунты с целью их упрочнения или смещают грунты для компенсацииосадки. При струйном нагнетании производится смешивание цемента сгрунтом для образования столбиков упрочненного грунта.Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист12Смешивание грунтов.

Это процесс, при котором с помощью шнекови лопастей грунт смешивают с цементным жидким раствором. Из приготовленной грунтовой смеси создают столбики упрочненного грунта дляармирования земляного полотна с целью повышения сопротивляемостисжатию и сдвигу.Модификация свойств глины известкованием. Этот метод можноиспользовать для улучшения свойств глинистых грунтов. Для смешивания глины с известью (с добавкой стабилизирующих присадок) применяют механические средства или устраивают своего рода сваи из негашеной извести. В целях упрочнения глины известь нагнетают в нее вжидком виде, однако это не всегда эффективно из-за возможных нежелательных побочных явлений. Например, нагнетание жидкой известиможет привести к растрескиванию глины вместо заполнения пор, а также к отверждению балласта.Улучшение структуры грунта.

Осуществляется путем уплотнениясуществующих грунтов или послойной их замены грунтами более высокого качества, которые затем повторно уплотняются для образованияболее прочного и менее реактивного грунта. Следует проверять химический состав грунтов или проводить испытания для проверки эффективности их обработки, так как некоторые сочетания могут оказаться неблагоприятными.Армирование. Для увеличения сопротивляемости грунтов растяжению в них укладывают пластиковые решетки, металлические полосы илиячеистые материалы.

Также можно в грунте земляного полотна разместить стальную арматуру в виде гвоздей, дюбелей и микросвай.Снижение напряжений. Напряжения в слабом земляном полотнеможно снизить за счет увеличения толщины балластного и подбалластного слоев.Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист13Есть мнение, что в противоположность техническим указаниямАмериканской инженерной ассоциации по содержанию пути (AREMA)допускаемое давление на основную площадку земляного полотна не является постоянной величиной для разных условий, а изменяется в широком диапазоне и должно определяться в каждом конкретном случае.При этом следует учитывать амплитуду циклических нагрузок от поездови число их повторений.

Для заданной осевой нагрузки земляное полотнолинии с высокой грузонапряженностью имеет намного меньший запаспрочности, чем линии с малой грузонапряженностью. Следовательно,для линий с интенсивным движением тяжеловесных поездов требуетсябóльшая толщина балластного и подбалластного слоев при тех же свойствах грунтов земляного полотна.Обеспечение надлежащего дренажа. Исследование состояния основания пути необходимо начинать с осмотра дренажных систем, так какводоотвод зачастую является фактором, вызывающим хроническиепроблемы.

Устройство хорошего дренажа — это не только рытье поперечных канав и спуск воды с пути. При неправильном использовании этиканавы становятся местами нарушения целостности основания пути, чтоспособствует образованию и росту неровностей. Вследствие этого водаможет проникать 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, уклон основной площадкиземляного полотна, глубину кювета или залегания трубы и их продольный уклон, прогнозируемые характеристики выпадаемых осадков.