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

Необходимо также учитывать, что вода всегда отводится самотеком и стекаетк местам спуска, расположенным на более низком уровне. Глинистыегрунты практически не дренируют из-за их низкой водопроницаемости.Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист14Желательно, чтобы подбалластный слой отводил в сторону от путипроникающую из балластного слоя воду, не допуская ее попадания вземляное полотно.

Вместе с тем подбалластный слой должен быть также водопроницаемым, чтобы выпускать воду из земляного полотна. Этипротиворечивые требования нельзя удовлетворить одним подбалластным слоем. Источниками попадания воды в основание пути являютсяатмосферные осадки, поверхностные водные потоки с примыкающей кпути местности и грунтовые воды. Совершенная дренажная системадолжна обеспечивать водоотвод из всех этих источников.Выпадающие осадки, проникая в балластный слой, стекают в кюветы или попадают в подбалластный слой.

Эта вода будет дренироватьв поперечном направлении из подбалластного слоя или проникать глубже в земляное полотно. В кюветах собирается вода из балластного иподбалластного слоев, а в дренажных трубах — из земляного полотна ичастично из подбалластного слоя. Особенно трудно отводить воду смеждупутья или от путей, с обеих сторон окруженных другими путями.Сложность заключается не только в увеличении длины водоотвода, но ив трудности содержания дренажных устройств.

В этих условиях можетпотребоваться укладка поперечных дренажных труб под крайними путями или продольных дренажных труб между путями.Балласт может насыщаться водой вследствие высокой степени загрязнения, препятствующего водоотводу, или из-за плохого дренажа вплечах балластной призмы. Причинами этого являются:углубления в балластном слое вследствие оседания земляного полотна;загрязнение балластных плеч;низкая водопроницаемость краев балластной призмы;преграждение стока воды с пути вследствие неспособности кюветаотводить воду после ее выхода из балластного слоя;Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист15недостаточный поперечный уклон поверхности подбалластногослоя.Чтобы вода дренировала в поперечном направлении, необходимообеспечить ее свободный сток у краев балластного и подбалластногослоев. Для этого требуется, во-первых, чтобы балластное плечо и крайподбалластного слоя могли свободно пропускать воду и, во-вторых, чтобы выпускаемая вода стекала в сторону от пути.

Основание откоса балластной призмы является наиболее важной зоной для обеспечения отвода воды из балласта.1.5 Несвязанные несущие слои в конструкции путиНа железных дорогах Германии (DBAG) при строительстве железнодорожных линий и их текущем содержании применяют несвязанныенесущие слои в тех местах, где земляное полотно и основание пути несоответствуют нагрузкам, возникающим при эксплуатации железных дорог, а также там, где под земляным полотном расположена нестойкая кпогодным воздействиям скальная порода или же земляное полотно,требующее защиты от воздействия подземных вод.Уже на стадии проектирования необходимо рассматривать возможность применения, например, трех различных зернистых смесей, исходя из того, что приходится иметь дело с различными земляными основаниями, видами линий и скоростями движения на них.Толщину несущего слоя определяют с учетом деформационногомодуля, степени уплотнения и воздействия мороза.

Толщина можетбыть снижена при дополнительной укладке геотекстиля. Несущий слойпри новом строительстве и ремонте имеет различную толщину.Первоначально при строительстве железных дорог использовалитолько природные минеральные вещества с частицами (зернами) округлой формы, т.е. песок и гравий, обладающие высокой прочностью и мо-Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист16розостойкостью. Позднее к ним добавились материалы, содержащиеопределенную долю измельченных гравийно-песчаных дробленых смесей.В последние годы в связи с возрастающим использованием вторичных материалов, обеспечивающим уменьшение количества отходов,все более важную роль играют материалы рециклинга.

Из таких материалов для несущих слоев можно использовать доменные и гранулированные шлаки, грунты, применявшиеся в защитном слое земляного полотна, старогодный балласт и измельченный материал железобетонныхшпал.Эти материалы требуют дополнительных исследований, напримерна совместимость с существующими.

Они должны иметь:несущую способность и плотность, отвечающие инструкции дляземляных сооружений;требуемую водопроницаемость;стабильные фильтрующие свойства и коэффициент неравномерности;высокую стойкость по отношению к атмосферным воздействиям(морозостойкость, постоянство объема);устойчивость к механическим (статическим и динамическим)нагрузкам.Кроме того, эти материалы не должны содержать вредных органических компонентов.1.6 Технологии укладки материалов несущего слояБезрельсовый метод. При стандартных методах с применениембульдозеров, погрузчиков, грузовых автомобилей или железнодорожныхвагонов, расположенных на соседнем пути, балласт и земляное полотносдвигают и грузят на автомобили или в железнодорожные вагоны.

Ос-Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист17новное достоинство такого метода — разделение щебня и грунта. К егонедостаткам относятся блокирование соседнего пути при погрузке извлеченных материалов, потребность в хранении части этих материалов,а также в доставке новых, в том числе щебня высокого качества.Технология Puscal фирмы Scheuchzer предусматривает следующий порядок выполнения работ:демонтаж рельсовых звеньев;выемка щебня и грунта земляного полотна, не обладающего необходимой несущей способностью;погрузка;укладка доставленных материалов в защитный слой земляного полотна и подбалластный слой;планирование и уплотнение;установка рельсовых звеньев;балластировка с помощью саморазгружающихся вагонов для перевозки щебня;подбивка шпал с помощью подбивочно-выправочной машины.К достоинствам этого метода относится возможность его применения на линиях с кривыми малого радиуса, к недостаткам — низкая производительность, неудовлетворительное разделение щебня и материалов нижнего строения пути, необходимость в отгрузке извлеченных материалов, хранении, доставке новых материалов, в том числе щебня.Рельсовые технологииТехнология с применением машины АНМ 800R компании Plasser &Theurer для оздоровления земляного полотна обеспечивает выемку старого щебеночного балласта и укладку защитного слоя земляного полотна максимальной толщиной 50 см за один рабочий проход, причем длязащитного слоя используется вторичный щебень.

Дополнительные материалы (песок) поставляются в контейнерах. Чтобы обеспечить опти-Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист18мальную влажность, необходимую для хорошего уплотнения, добавляютводу. Контролируют влажность с помощью электронных устройств.Достоинствами этой технологии являются:отсутствие необходимости в демонтаже пути;разделение щебня и потерявшего несущую способность грунтаземляного полотна;подготовка материалов на месте без дополнительных перевозок(кроме песка и воды);оптимальная влажность и хорошая уплотняемость материала.К недостаткам относятся:потери щебня и необходимость доставки нового;необходимость в выемке грунта земляного полотна, его отгрузке иразмещении;высокие затраты.Эту технологию пока не используют, так как еще не выяснено соответствие используемых материалов требованиям стандарта и не отработана методика отделения вредных органических примесей.Технология с применением машины РМ 200 фирмы Plasser &Theurer предусматривает выполнение работ в следующем порядке:демонтаж рельсовых звеньев;снятие старого щебня и грунта земляного полотна, потерявшегонесущую способность;подготовка и уплотнение земляного полотна, укладка защитного иподбалластного слоев;балластировка после опускания рельсовых звеньев;подбивка и выправка пути.К достоинствам этой технологии относятся отсутствие необходимости в демонтаже пути, непрерывность работ и укладка качественныхматериалов; к недостаткам — отсутствие раздельной выемки щебня иматериалов земляного полотна, необходимость в вывозе и размещенииИзм.

Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист19извлеченных материалов, а также в доставке материалов для несущегослоя и балласта. Этот метод, как и предыдущий, требует больших затрат.Технологии Wiebe на базе использования машины KSEM фирмыFEW и Hubert с использованием машины SVV 100 фирмы Plasser &Theurer предусматривают выполнение работ по отдельным тактам:подъем путевого звена в два приема;выемка балластного слоя; выемка материалов земляного полотнас помощью щебнеочистительной машины;вывоз извлеченных материалов специальными вагонами;выравнивание земляного полотна с помощью машин KSEМ илиSVV;укладка, планировка и уплотнение материалов защитного слояземляного полотна;опускание путевого звена.К достоинствам этой технологии относятся отсутствие необходимости в демонтаже пути, укладка качественных материалов, разделениеиспользованного щебня и материалов земляного полотна.

Недостаткамиявляются необходимость в вывозе извлеченных материалов земляногополотна и их размещении, а также в доставке материалов для несущегои балластного слоев, высокие издержки.Совершенствование рельсовых технологийАнализ рассмотренных технологий, их достоинств и недостатков сучетом реализуемых и окупающихся конструкций машин позволилсформулировать следующие требования к рельсовым методам:выемка балласта первой баровой цепью;очистка щебня, при необходимости сортировка по фракциям;погрузка с помощью конвейера извлеченных из балласта загрязнителей в идущий впереди вагон с бункерами;Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист20выемка материала земляного полотна второй баровой цепью и погрузка в вагоны с бункерами;планировка земляного полотна;доставка следующим сзади вагоном материалов, необходимых длянесущего слоя, их укладка и уплотнение;укладка на них щебеночного балласта;подбивка пути.Эта технология обеспечивает укладку качественных материалов внесущий слой с контролируемым качеством.

Недостатком метода является то, что при этом смешиваются вывозимые загрязнители балласта ипотерявший рабочие свойства вынутый грунт несущего слоя.1.7 Механизация укладки материалов несущего слояНовая машина РМ 200-2R, предназначенная для оздоровленияземляного полотна и дополнительно оборудованная устройством длярециклинга щебня, с августа 2002 г. применяется на различных участкахжелезных дорог Германии (DBAG). Машина, созданная с использованием опыта эксплуатации предыдущих машинных комплексов РМ 200,АНМ 800R и RPM 2002, обладает рядом новых возможностей, в частности, позволяет промывать щебень, что способствует его качественнойочистке.В 1980-х годах для восстановления земляного полотна начали использовать машину РМ 200 на рельсовом ходу. Чтобы сэкономить щебень и материал, необходимый для отсыпки защитного слоя, в сочетании с данной машиной применяли внешние мобильные установки длярециклинга этих материалов.Через несколько лет на основе РМ 200 был создан машинный комплекс АНМ 800R.