Admin

Геопластмассы в земляном полотне

Геопластмассы — тканые или пленочные синтетические материалы (геотекстиль и геопластик) — хорошо зарекомендовали себя при строительстве железнодорожных линий, где их применяют для разделения слоев грунта, фильтрации, дренирования и усиления. При реконструкции действующих линий также зачастую возникают проблемы, которые можно решать, используя геопластмассы в качестве средства повышения несущей способности, надежности и долговечности земляного полотна.

Ослабленную основную площадку восстанавливают, укладывая несущие и защитные слои (например, противо-морозный), а также промежуточные между грунтом и балластом. Общая требуемая толщина несущего слоя d на дорогах Германии определяется скоростью движения поездов, нагрузками от подвижного состава, толщиной зоны промерзания и может колебаться от 0,2 до 0,6 м.

В процессе ремонта путей с заменой рельсошпальной решетки при d > 0,85 м на двухпутных линиях в междупутье приходится устанавливать подпорную стёнку, например из деревянного бруса, чтобы во время строительных работ гарантировать безопасность движения поездов по соседнему действующему пути. Это трудоемкое и дорогостоящее мероприятие.

При ремонте пути без снятия рельсов и шпал можно укладывать слой ограниченной толщины без сооружения подпорной стенки. В этом случае применение геопластмасс особенно целесообразно, так как они одновременно с выравнивающим эффектом повышают прочность грунта основной площадки, что позволяет снизить требуемую толщину несущего слоя.

В Дрезденской высшей школе техники и экономики провели всесторонние испытания системы «верхнее строение пути — земляное полотно» с моделированием эксплуатационных нагрузок. Между мелкозернистым балластом и защитным слоем земляного полотна укладывали геопластмассы различных видов.

Анализ результатов показал следующее:

в пути с новыми несущими слоями влияние геопластмас-сы невелико;

во всех 16 экспериментах реконструированное полотно с геопластмассами после длительного нагружения сохраняло более высокую несущую способность;

с уменьшением несущей способности грунта влияние геопластмассы усиливается;

геопластмассы с высокопрочной на растяжение основой дают заметное повышение несущей способности.

Испытания геопластмасс различных типов в эксплуатационных условиях выполнили на отремонтированном участке. Результаты измерений позволили сделать следующие выводы:

применение геопластмасс дает более заметные результаты при слабых грунтах;

с увеличением прочности земляного полотна влияние геопластмасс уменьшается и становится заметным упругое сжатие компонентов геотекстиля, снижающее несущую способность.

Измерения, выполненные после нагружения, показали:

происходит заметное увеличение несущей способности и стабилизация несущих слоев под действием нагрузки дополнительно уплотняющей полотно;

на участках с геопластмассами наблюдаются большая равнопрочность земляного полотна и частичное повышение несущей способности.

Как лабораторные, так и полевые испытания выявили, что при динамической нагрузке в случае слабых грунтов основной площадки, геопластмассы, как указано выше, должны выполнять одновременно несколько функций. Только при этом достигается требуемая прочность земляного полотна, выравнивается и повышается его несущая способность.

Композиционные геопластмассы в виде ткани или сетки отвечают всем этим требованиям. Кроме того, геотекстиль в течение длительного времени препятствует перемещению и перемешиванию частиц мелких фракций балласта. Грунтовые воды могут проходить через геотекстиль, и для их отвода необходимо создавать поперечный уклон. Основа материала, обладающая высокой прочностью на растяжение, препятствует деформациям и способствует выравниванию нагрузки.

На участках сети DBAG с низкой несущей способностью грунтов, в тех местах, где модуль деформации земляного полотна варьируется в пределах 10—25 МН/м2 и коэффициент улучшения составляет 1,18—1,50, предложено вводить геопластмассы в качестве элемента несущего слоя соответствующей толщины. Для выбора геопластмассы разработаны следующие технические требования по функциям разделения, фильтрации, дренирования и усиления: эффективная величина отверстий — 0,1н-0,2 мм;

толщина не менее 25(0,1 н-0,2) мм при давлении в процессе испытаний 2 кПа; масса не менее 300 г/м2; водопроницаемость не менее 10‘3 м/с при том же давлении;

класс надежности не ниже GKR4;

прочность на растяжение не менее 40 кН/м;

изотропность исполнения, т.е. неравенство параметров в поперечном и продольном направлениях — не более 25 %;

удлинение не более 3 %, при растягивающем усилии не менее 10 кН/м;

достаточное трение между композиционным материалом и грунтом, определяемое при испытаниях на сдвиг.

При капитальном ремонте или реконструкции действующих линий может возникнуть необходимость в расширении земляного полотна для получения типового профиля по стандарту DS '80001 шириной 6,5 или 5,8 м с возможностью устройства банкетов и дренажа, корректировки трассы в случае повышения скорости или укладки дополнительного пути.

Существующие линии сооружали более 100 лет назад. В связи с возросшими нагрузками и изменившимися требованиями к профилю возникает необходимость в расширении насыпей или выемок, что обусловливает значительную перестройку земляного полотна, после которой необходимо проверить его устойчивость. При этом используемые технические решения должны предусматривать более крутые откосы без уменьшения несущей способности и возможность озеленения. Если невозможно устроить откос с крутизной не более 1:1,5, то его можно выполнить более крутым, установив подпорную стенку или используя в основании грунт, армированный геопластмассой.

При крутизне откосов более 70° требуемую несущую способность определяют в соответствии с фактической крутизной, проверяя расчетом внешнюю и внутреннюю устойчивость полотна. При этом учитывают, что послойно уложенная в сыпучий грунт геопластмасса принимает на себя значительную долю растягивающих усилий и равномерно передает их на грунт.

Если желательно в максимальное мере сохранить существующий высокий откос с растительностью, то в случае расширения земляного полотна или устройства контрбанкета можно поставить подпорную стенку или отсыпать крутые откосы с армированным геопластмассой грунтом. Верхние армирующие слои при этом могут быть настолько растянуты в грунте, что выйдут за пределы контура и будут создавать дополнительную удерживающую силу. Необходимость укладки геопластмассы в земляное полотно или выполнения промежуточных уступов в каждом отдельном случае должна быть обоснована.

Таким образом, армирующие геопластмассы в грунте должны воспринимать растягивающие усилия при незначительном удлинении, за счет трения предавать их на грунт и препятствовать высыпанию грунта на наружные поверхности откосов. Кроме того, они должны обладать сопротивляемостью механическим нагрузкам, создаваемым подсыпанным грунтом. Конкретные требования уточняются при назначении параметров профиля земляного полотна, исходя из соблюдения его внешней и внутренней устойчивости.

(По материалам зарубежной периодики)

______


ИЗВЕСТНО ЛИ ВАМ, ЧТО...

• Европейские железные дороги — члены Международного союза железных дорог (МСЖД) с 1 января этого года в качестве расчетной единицы при определении тарифов и в межбанковских операциях будут использовать евро вместо экю. К этому времени должны быть пересмотрены условия всех международных соглашений общеевропейского масштаба в области железнодорожного транспорта. Переход к евро позволит оптимизировать взаимные расчеты и уменьшить потери на разнице валютных курсов. Координатором связанных с этим мероприятий назначен клиринговый центр в Брюсселе.

• Многие линии Северной Америки, даже имеющие высокую грузонапряженность, однопутные. Поэтому малейший сбой из-за снегопадов и метелей в работе стрелочных переводов влечет за собой нарушение графика движения поездов. Так, зимой 1997/98 гг. в канадской провинции Квебек по этой причине перерыв в движении достигал 10 сут. Чтобы подобного не допускать, широко применяют устройства для обдувки стрелок холодным или горячим сжатым воздухом, а также электрические и газовые обогреватели, ранцевые обдуватели. Для удаления отложений снега и льда большой толщины и плотности все большее распространение получают реактивные снегоочистители на рельсовом или автомобильном ходу.

• Дороги Германии планировали реконструировать участок своей сети направления Лер— Гронинген (Нидерланды). Проект стоимостью 30 млн. марок (16,6 млн. дол. США), который предусмотрено завершить в 2002 г., сократит время поездки пассажиров и транзита грузовых поездов в сообщениях Вендама (Нидерланды) с Гамбургом и Берлином.

• В прошлом году подписаны многосторонние контракты, дающие начало реализации двух стратегических транспортных коридоров в центральной Европе. Так, дороги Польши, Австрии и Чехии договорились о модернизации направления длиной 677 км Вена—Бржецлав—Острава—Варшава. Общая потребность в инвестициях до 2005 г. оценена в 1 ,58 млрд. экю.

• Дороги Италии, Словении, Хорватии, Боснии, Венгрии, Словакии и Украины договорились относительно модернизации направлений критского коридора, связывающего Венецию, Любляну, Будапешт и Львов с ответвлениями из Будапешта на Загреб/Риску и Сара-ево/Плоче и из Ужгорода на Кошице и Братиславу.

• Механический завод путевых машин в Бранденбурге (Германия) выпускает подвижной состав для путевого хозяйства. Современные вагоны, оборудованные тяговым приводом, имеют систему контроля бдительности машиниста, индуктивный автостоп, поездную радиосвязь, защиту от буксования и юза. Изготовлен первый образец вагона GAF 200. Он оборудован кабиной, снабжен грузовой платформой и универсальным подъемным краном.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin

meaplast

На данный момент термин геопластмасс и геопластик практический вышел из обихода. Наиболее актуальными считаются:
объемные георешетки
плоские георешетки (они же геосетки)
геотекстиль иглопробивной и тканный