балластный слой

Балластный слой

От состояния балластного слоя во многом зависят надежная работа пути, сроки службы элементов верхнего строения пути, состояние основной площадки земляного полотна, расходы на техническое обслуживание железнодорожного пути.

Щебень, используемый для балластного слоя представляет собой неорганический зернистый сыпучий материал с размерами зерен от 25 до 60 мм, получаемый дроблением изверженных горных пород.

Прочность щебня характеризуется маркой по истираемости и сопротивлению удару. Первая должна быть И1, для которой потеря массы щебня при испытаниях не должна превышать 25 %. Марка щебня по сопротивлению удару, определяемая по степени разрушения зерен и оцениваемая изменением зернового состава щебня, У75, для которой показатель сопротивления удару на копре ПМ должен быть более 75. Содержание в щебне зерен слабых пород должно быть не более 5 %. В щебне не должно быть глины в комках, почвы растительного слоя, других засоряющих и органических примесей. При получении щебня в документе о его качестве должны быть указаны следующие сведения:

- наименование предприятия-изготовителя и его адрес;

- номер и дата выдачи документа;

- наименование получателя и его адрес;

- номера накладных и количество отгружаемого щебня;

- наименование горной породы;

- зерновой состав щебня (содержание частиц размером менее 0,16 мм, содержание зерен слабых пород, содержание зерен пластинчатой и игловатой формы);

- прочностные характеристики щебня;

- марка щебня по морозостойкости;

- наличие в щебне глины в комках и засоряющих примесей;

- удельная электрическая проводимость щебня;

- суммарная удельная эффективная активность естественных радионуклеидов;

- обозначение стандарта ГОСТ 7392-2002.

Получатель щебня при контрольной проверке его соответствия установленным требованиям должен соблюдать следующий порядок отбора проб. Точечные пробы отбирают при объеме партии до трех железнодорожных вагонов — из каждого вагона; при большем числе вагонов — из трех любых вагонов. Точечные пробы отбирают из пяти мест вагона — в каждом из его углов и в середине вагона. Для этого в точках отбора отрывают лунки глубиной 0,2 — 0,4 м (не ближе 0,5 м от борта вагона). Из лунок точечные пробы отбирают совком снизу вверх вдоль стенки лунки.

После отбора точечные пробы объединяют и перемешивают. Масса объединенной пробы должна быть не менее 100—120 кг.






Балластный слой, являющийся основанием для рельсовых опор, имеет следующее назначение:

— воспринимать давления от рельсовых опор и упруго передавать их на возможно большую поверхность основной площадки земляного полотна;

— оказывать достаточное сопротивление боковым и продольным смещениям шпал под воздействием поездной нагрузки;

— отводить поверхностные воды от рельсошпальной решетки н не допускать капиллярного подъема влаги из грунтов земляного полотна к рельсовым опорам;

— амортизировать в определенной мере удары подвижного состава из-за неровностей пути и неровностей на поверхности катания колес;

— создавать возможность выправки положения рельсошпальной решетки в плане и профиле.

В соответствии с этим к балластным материалам предъявляются следующие требования: они должны быть достаточно прочными и упругими, хорошо пропускать воду и при намокании не терять устойчивости, не ухудшать своих качеств при многократном замораживании и оттаивании, возможно меньше раздробляться от воздействия механизмов н инструментов, не пылить при проходе поездов, не раздуваться ветром, не размываться дождями.

Лучшими балластными материалами являются щебень из твердых каменных пород и щебень из валунов и гальки. Существенно уступают им карьерный гравий и ракушка. Значительно менее устойчив путь на песчаном балласте.

Зона распределения давления от шпалы в балластном слое постепенно уширяется вниз, поэтому в кажущемся на первый взгляд однородном балластном слое фактически имеется более уплотненная часть в виде обратного свода. Степень уплотнения балласта в балластной призме закономерно изменяется в соответствии с изменением напряжений сжатия балласта под изгибающейся от нагрузки шпалой. Плотность балласта под шпалой вдоль нее неодинакова: под рельсами балласт наиболее плотен, а к концам и середине шпалы плотность его снижается. В поперечном сечении шпалы давление по нижней ее постели распределяется на балласт тоже неравномерно: наибольшее по продольной оси шпалы, уменьшается к краям постели. С увеличением расстояния от постели шпал в глубину балласта степень неравномерности напряжений уменьшается. Полное выравнивание напряжений вдоль пути происходит в балласте на большой глубине.

Эксперименты и теоретические исследования показывают, что, например, при эпюре шпал 1600 шт./км, т.е. при расстоянии между осями шпал 60 см, полное выравнивание напряжений происходит под шпалами на глубине 75 см. Степень неравномерности распределения напряжений становится небольшой, а абсолютные напряжения — менее допускаемых, на глубине примерно 40—45 см.

Шпала никакого специального фундамента под собой не имеет, а все усилия, воспринимаемые ею от несущей конструкции, передает на балласт, в который она заглублена (примерно на 15 см). В естественном состоянии балласт, даже щебеночный, не может нести устойчиво передаваемую на него нагрузку. Для этого его необходимо уплотнять после отсыпки и время от времени в процессе эксплуатации возобновлять уплотнение. Наиболее высокая степень и равномерность уплотнения достигается при использовании для этого специальных путевых машин.

При плотном уплотнении балласта в шпальных ящиках и на откосах, его осадка будет меньше и произойдет постепенно, плавно и равномерно. При рыхлой засыпке балласта в шпальные ящики и на откосах, первыми же прошедшими поездами одними шпалами особо уплотненная «стенка» будет раздавлена, под другими — частично; возможна неравномерная осадка: под одним концом шпалы больше, чем под другим. В результате, только что отремонтированный путь приобретает грубые неровности и потребует больших повторных выправок с подбивкой шпал. При подбивке предпочтительнее применять такие машины, которые уплотняют всю балластную призму.