Железнодорожные пути – это сложный комплекс сооружений, которые предназначены для движения железнодорожного транспорта. Различают верхнее строение пути, включающее рельсы, рельсовые опоры, балластную призму и дополнительные устройства, такие как отбойные брусья, а также нижнее строение пути, состоящее из земельного полотна, мостов, тоннелей и других конструкций.
Сфера применения
В строительстве железных дорог щебень и песок используются для создания балластного слоя, который обеспечивает равномерное распределение давления от проходящих по путям составам, амортизацию ударного и вибрационного воздействия, а также отводит от путей влагу (талые, осадочные и грунтовые воды). Подробнее можно прочитать в обзорной статье про щебень. Балластный слой имеется практически на всей протяженности железнодорожных путей, за исключением мостов, тоннелей и других сооружений, где в качестве опоры верхнего строения пути выступают железобетонные плиты.
Балластный слой
Балластный слой, который также называют балластной призмой – это своеобразная подушка, создаваемая из сыпучих нерудных материалов, которые укладывают на земельное полотно. Сверху на балластный слой укладывают рельсошпальную решетку с соответствующим заглублением рельсовых опор. Нижний слой балластной подушки создается из песка (крупно- или среднезернистого), верхний – из щебня или прочих сыпучих материалов, таких как:
- песчано-щебеночная смесь;
- гравийно-песчаная смесь;
- гравий;
- отходы производства асбеста.
Лучшим материалом для создания балластного слоя считается щебень из твердых горных пород, который используют для строительства верхнего строения пути на участках 1-5 классов. При строительстве железнодорожных веток, по которым не предполагается большая интенсивность движения и высокий уровень грузонапряженности, применяются менее прочные материалы.
Требования к качеству
Материалы, используемые для создания балластного слоя, должны соответствовать следующим параметрам:
- низкая стоимость;
- высокая прочность и износостойкость;
- высокая морозостойкость;
- не дробиться при высоких нагрузках;
- наличие амортизационных качеств;
- высокие показатели внутреннего трения;
- высокая влагопропускная способность;
- не выветриваться, не размываться и не пылить при прохождении железнодорожных составов;
- не допускать прорастания растений.
Использование щебня
Щебень способствует максимально надежной фиксации железнодорожных путей. Поэтому, в железнодорожном строительстве применяют материал, производимый из твердых горных пород. Качественные характеристики щебня строго регламентированы:
- фракция – 25-60 мм;
- истираемость - максимум 25%;
- сопротивление удару – минимум 75;
- морозостойкость - F50 (не менее 50 полных циклов заморозки и размораживания);
- лещадность – максимум 18 % (должны преобладать зерна кубовидной формы);
- наличие зерен слабых пород – не более 5 %;
- наличие в составе глинистых частиц и земли – недопустимо.
Наличие в щебне мелких частиц пыли, грунта и прочих засорителей в процессе эксплуатации балластного слоя приводит к их проникновению под уложенные шпалы в результате чего создаются грязевые корыта, в которых собирается влага. Следствием этого является разжижение балласта, который теряет свою однородность. Из-за этого под шпалами образуются пустоты, которые способные привести просадке грунта под рельсами, перекосам пути и смещению шпал.
Ремонт железнодорожных путей
Щебень, из которого создан балластный слой, нуждается в регулярном добавлении. Подсыпка щебня производится во время поверхностного ремонта верхнего строения пути.
При проведении усиленного капитального ремонта пути, который позволяет повысить техническую категорию участка, а также его грузоподъемность, обеспечивающую рост пропускной способности, выполняется очистка щебня на глубину как минимум 40 см, а также подсыпка.
Необходимость выполнения очистки щебня обусловлена единственным недостатком материала – засоряемостью, которая может привести к образованию грязевых корыт и снижению безопасности движения на участке.
Использование песка
Балластный слой, создаваемый из щебня и других сыпучих нерудных материалов, укладывают на подушку из песка. Толщина песчаного слоя для особо тяжелого, тяжелого и нормального типа верхнего строения пути должна составлять не менее 20 см.
В процессе эксплуатации песчаная подушка загрязняется и выветривается, вследствие чего периодически нуждается в очистке и подсыпке. Подробную информацию можно прочитать в статье: "Где купить песок в Москве".
Основное предназначение песчаной подушки – предотвратить засорение щебня земельным грунтом, Помимо этого песок обеспечивает защиту грунта от разжижения при выпадении осадков и таянии снега весной, а также пересыхания и растрескивания летом.
Используемый для создания подушки песок должен обладать хорошими дренирующими качествами и иметь коэффициент фильтрации как минимум 0,5 м/сутки.