Есть железная логика — рельсы, есть надёжная истина — шпалы.
© Новелла Матвеева, известная русская поэтесса
Шпалы - один из ключевых элементов железнодорожного полотна и в целом верхнего строения пути. Основными задачами шпал являются восприятие нагрузки от проходящего поезда посредством рельсовых нитей и дальнейшей передачи её [нагрузки] на балластный слой пути, а также данные подрельсовые опоры обеспечивают неизменность рельсовых нитей и их правильную геометрическую форму.
В настоящее время во всём мире ведётся разработка и внедрение в эксплуатацию композитных шпал, которые состоят из переработанного пластика, древесных опилок и песка (или же гравия). Это связано, в первую очередь, с одной из важнейших экологических проблем современной цивилизации - захламление мусором окружающей среды. Как шпалы влияют на экологическую ситуацию? Читайте ниже.
Сравнение деревянных и железобетонных шпал
Самыми используемыми являются деревянные и железобетонные шпалы, которые без малого количества составляют практически 100% от общего числа шпал в России.
1. Деревянные шпалы. Изготавливаются из дуба, тика, берёзы, красного клёна, эвкалипта и т.д. Особенностями данных подрельсовых опор являются:
- маленький срок службы (5-15 лет)
- небольшая масса шпалы (~80 кг, что в три раза меньше, чем у железобетонных)
- устойчивость к перепадам температуры
- упругость (демпферный эффект)
- необходимость обработки (используется креазот, дабы не допустить гниение, а также для защиты от воздействий окружающей среды)
- малая чувствительность к ударам
- высокое сопротивление токам
Данные шпалы крайне выгодны в экономическом отношении, но перед их укладкой появляется необходимость в их обработке креазотом, что крайне негативно сказывается в их переработке после списания и в целом на экологической ситуации в стране. В России за 2022 год было выпущено 592 тыс. шт. непропитанных деревянных шпал для железных дорог. Среднегодовой прирост производства за период с 2017 по 2022 гг. составил 16.4%.
2. Железобетонные шпалы. Изготавливаются из железной арматуры, которую заливают бетонном. Особенностями данных подрельсовых опор являются:
- значительно большой срок службы ( 30-50 лет)
- большая масса шпал (~250 кг)
- существенная токопроводимость
- хрупкость и чувствительность
- высокая жёсткость
- плавность движения
Дольше окупаются в экономическом плане, при этом куда более экологичны и технически современней (позволяют пропускать поезда с большей скоростью и плавностью), но при этом сложнее в устройстве.
Композитные шпалы - экологический выход
Решением экологических проблем однозначно являются композитные шпалы. Так на одну шпалу данного вида необходимо порядка 75 кг пластмассы, что примерно 1300 шт. использованных пластиковых бутылок.
Особенности композитных шпал:
- огромный срок службы (от 50 лет)
- очень низкая чувствительность к окружающей среде (диапозон температур от -60 до +50 градусов)
- производство и эксплуатация полностью экологичны
- возможность переработки в новые шпалы в случае их повреждения или износа
- повышенное сопротивление ударной нагрузки
- снижения уровня шума
- высокий уровень плавности движения, выше чем у железобетонных
- не требуют монтажа электроизолирующих элементов и амортизирующих прокладок при установке
- дороговизна
- сообщалось о деформации при долгосрочном и интенсивном обслуживании на испытательной кольцевой дороге ВНИИЖТа
- недостаток информации при долгосрочном использовании
Композитные шпалы обходят своих конкурентов практически (деревянные и железобетонные) по всем техническим и эксплуатационным показателям и аспектам, за исключением некоторых, но крайне затратны при их первой укладке. Так, цена одной деревянной шпалы составляет около 3,5 тыс. руб, железобетонной - от 6 до 13 тыс. руб, а полимерная шпала - от 25 до 30 тыс. руб. Данные шпалы также уменьшат количество складируемых, а в некоторых случаях попросту выброшенных, шпал, что позитивно скажется на экологии страны. Не стоит спешить с повсеместным внедрением композитных шпал из-за недостатка точной информации об эксплуатации данного новшества. Но применять на практике уже реально и более того необходимо.
В период с 2016 по 2018 полимерные подрельсовые опоры испытывались в московском метрополитене, где отлично себя зарекомендовали. В 2019 начали укладывать на открытых участках Бутовской линии метро и до 2021 года уложили более 11 тыс. шпал. В феврале 2019 года такие шпалы появились на участке Сокольнической линии от станции «Красносельская» до «Бульвара Рокоссовского».
Завод “NeoКомпозит” в марте 2022 года предложил "РЖД" экологичные и перерабатываемые полимерные шпалы, успешно защитила свой проект ДППК – древесно-полимерно-песчано-композитные шпалы.
