В настоящее время на участках движения тяжеловесных поездов сети железных дорог России наблюдается повышенное воздействие подвижного состава на верхнее строение пути и земляное полотно, которое на большей части своего протяжения построено по техническим нормам XIX-XX вв. и работает в условиях, близких к предельным. Такая ситуация требует разработки и внедрения инновационных материалов и технологий, которые позволили бы обеспечить стабильную эксплуатацию железнодорожных линий в течение длительного времени. Необходимо отметить, что ресурс щебня балластной призмы играет важную роль в увеличении срока службы верхнего строения при создании конструкции пути и системы его технического обслуживания, обеспечивающей наработку тоннажа 2,5 млрд т брутто.
Наиболее распространенные в технологии текущего содержания и ремонта пути на Российских железных дорогах машины непрерывно-циклического действия ВПР-1200, Дуоматик 09-32, Dynamic09-3X производят подбивку пути за счет ударно-вибрационной силы подбоек, которые разрушают рабочие грани щебеночного балласта при его уплотнении. Очевидно, что чем большее количество подбивок выполняется этими машинами, тем быстрее щебеночный балласт загрязняется и теряет свою несущую способность, сокращая межремонтный срок.
Путевые машины непрерывного действия ВПО-3000, ВПО-С, МПВ, оборудованные высокоточной системой, выправляют путь с объемным уплотнением щебня балластной призмы, используя виброплиты, что позволяет в меньшей степени нарушать целостность рабочих граней щебня и продлевает срок его службы.
Существующая технология выправки пути при проведении ремонтов предусматривает его двойную пробивку по схеме ВПО-С — Дуоматик 09-32. Причем без первоначальной выправки пути машиной ВПО-С машину Дуоматик 09-32 даже не применяют, так как при отсутствии объемного уплотнения щебня необходимое качество выправки пути этой машиной не достигается. Машины непрерывного действия имеют полный комплект оборудования, способного выполнять высокоточную выправку пути с качественным объемным уплотнением щебня балластной призмы под подошвой шпал и высокой производительностью.
В соответствии с «Техническими требованиями на комплексы для производства работ по капитальному ремонту пути 1 и 2 объема», утвержденными ОАО «РЖД» 22 марта 2022 г. № 453, путевые комплексы для выполнения операций с рельсошпальной решеткой, балластом, рельсовыми плетями в составе единой технологии и каждый отдельно должны обеспечивать полный цикл работ на фронте не менее 10 000 метров за время не более 24 часов на заранее подготовленных участках, а после окончания ремонта гарантировать скорость движения поездов в соответствии с проектной документацией.
Для увеличения выработки при производстве капитальных работ существующим парком путевой техники в рамках полигонных испытаний технологами Группы ПТК с участием специалистов АО «ВНИКТИ», ПГУПС оптимизирована выправка пути за счет исключения из технологической цепочки выправочных машин непрерывно-циклического и циклического действия.
Первый этап испытаний состоялся в III квартале 2023 г. на полигоне Северной дирекции инфраструктуры на участке Бушуиха-Лежа. Проведена оценка технологии объемного уплотнения балласта машинами непрерывного действия ВПО-С и МПВ на таких операциях капитального ремонта пути, как первичная и окончательная выправка, динамическая стабилизация пути и планировка балласта. Одновременно на сопоставимом участке работы выполняли технологической цепочкой машин, включающей ВПО-С, Дуоматик 09-32, динамический стабилизатор пути, распределитель-планировщик балласта. Результаты испытаний подтвердили, что исключение ряда выправочной техники позволит усовершенствовать технологический процесс.
Измерения модуля упругости объемного уплотнения балласта проводили специалисты ПГУПС через 9,5 месяцев после окончания работ. Действие используемого прибора определения модуля упругости грунтов и оснований дорог ПДУ-МГ4.01 «УДАР» заключается в прямых измерениях амплитуды перемещений круглого, жесткого штампа и ударной силы, действующей на него. Проведены замеры в 13 местах на пяти участках. Всего сделан 91 замер. За время эксплуатации путь прошел период дополнительной стабилизации под поездной нагрузкой, наработка при этом составила 88,2 млн т брутто (Таблица 1).
Осмотр участка работы МПВ и результаты измерений модуля упругости показали следующее:
- объемное уплотнение щебеночного балласта в шпальных ящиках и на плече балластной призмы полностью исключает возможность появления вибрации от поездной нагрузки;
- предлагаемая технология позволяет открыть перегон для движения поездов со скоростями, предусмотренными проектом;
- по состоянию пути послеосадочная выправка пути не требуется;
- модуль упругости объемно уплотненного балласта не уступает модулю упругости балластной призмы, выправленной по существующей технологии.
Участок пути по результатам прохода вагона-путеизмерителя получил оценку «отлично», неисправности геометрии рельсовой колеи отсутствуют (рис. 1);
На следующем этапе в сентябре-октябре 2024 г. на перегоне Рязанцево—Беклемишево Северной дирекции инфраструктуры были проведены эксплуатационные испытания при капитальном ремонте 3 уровня с применением инновационного комплекса машин (ЩОМ-2000, ВПО-С, МПВ) с выправкой пути по технологии объемного уплотнения балласта машинами ВПО-С и МПВ, оборудованной системой высокоточной выправки пути, динамическим стабилизатором, подборщиком и планировщиком балласта. Для сравнения на соседнем участке Шушково—Рязанцево работы выполнялись по традиционной технологии с применением машины Дуоматик 09-32.
Целью испытаний являлась разработка и апробирование комбинированной технологии с применением путевых машин непрерывного действия на капитальном ремонте пути 1, 2 и 3 уровней, оценка возможности замены машин непрерывно-циклического действия на отечественные путевые машины непрерывного действия.
По результатам исследования участков, отремонтированных по существующей технологии и способом объемного уплотнения балластной призмы после наработки 73,34 млн т брутто(Таблица 2) можно сделать следующие основные выводы:
- состояние пути всех измеренных участков по данным вагона-путеизмерителя оценивается как отличное (рис. 2);
- модуль упругости балластной призмы с объемным уплотнением машиной МПВ не уступает модулю упругости балластной призмы участка пути, выправленного машинами Дуоматик 09-32 и ДСП;
- предлагаемая технология обеспечивает требуемые параметры стабилизации пути балластной призмы без дополнительного использования машины типа ДСП;
- на участке пути, где была опробована предлагаемая технология, послеосадочной выправки не потребовалось, в отличие от участка, отремонтированному по существующей технологии.
По результатам измерений модуля упругости подшпального основания в подрельсовом сечении определен проект норматива модуля упругости, равный 160—180 МПа.
По итогам двух этапов выполненных работ все километры приняты в постоянную эксплуатацию с оценкой «отлично» и с установленной скоростью до 140 км/ч, предусмотренной проектом.
В дальнейшем планируется продолжить исследования, имея ввиду следующие цели:
формирование полного представления о физических свойствах объемно уплотненной балластной призмы с момента открытия перегона и в течение всего жизненного цикла;
всестороннее понимание технологии объемного уплотнения балластной призмы пути на капитальном ремонте 1, 2 и 3 уровней в различных эксплуатационных условиях (прямые и кривые участки с различной грузонапряженностью);
определение необходимости в послеосадочной выправке пути и влияния планово-предупредительной выправки на состояние балластной призмы.
Результаты объемного уплотнения балласта, используемые в путевом комплексе ОАО «РЖД» при производстве ремонтных работ, позволят повысить производительность выправки пути машинами непрерывного действия, исключить из технологической цепочки технику непрерывно-циклического действия и решить задачу импортозамещения.
Группа ПТК в МАХ. Для того чтобы подписаться на наш канал пройдите по ссылке:
https://max.ru/join/G9jFTbybkfMdtniWEIzLNlSM9OoeUSH134SR4Z-JP-A