A MÁV Zrt. „Georácsok alkalmazása a vasúti zúzottkő ágyazat stabilizálására” című, saját forrásból finanszírozott K+F munkája a 2009–2014-es időszakban folyik, a vállalkozó az Universitas-Győr Nonprofit Kft., témafelelős: dr. Horvát Ferenc és dr. Fischer Szabolcs. A kutatásba a vasúti vágányba beépített próbaszakaszok vizsgálata (geodéziai mérések és a mérővonati grafikonok elemzése), a georács-erősítésű vasúti zúzottkő ágyazat diszkrét elemes modellezése (csak a 2009–2011 közötti években), illetve a laboratóriumi többszintes nyíróládás vizsgálatok tartoznak. Az alábbiakban ez utóbbi rész 2012–2014 közötti kutatási eredményeit mutatom be részletesen.

Kutatási munkánk 2014-ben nemcsak a vasúti zúzottkő ágyazatra irányult, hanem a szemcsés kiegészítő rétegekre is, így ezzel teljesebb képet kaphatunk a georács-erősítésű szemcsés rétegek belső nyírási ellenállásáról, és annak növelő hatásáról. Megemlítem, hogy a vizsgált georácsok vasúti vágányban történő viselkedése megítélése szempontjából nem elegendő a most bemutatásra kerülő laboratóriumi vizsgálatsorozat, mindenképpen újabb próbaszakaszok kialakítására, illetve azok folyamatos diagnosztizálására van szükség.
A georács-erősítésű zúzottkő ágyazat viselkedésének, belső nyírási ellenállást növelő hatásának elméleti háttere a szerző doktori disszertációjából [1] részletesen megismerhető. A laboratóriumi többszintes nyíróládás vizsgálatok végrehajtására terjedelmi okok miatt ezúttal nem térek ki, ellenben [2] és [3] irodalmakban részletezve megtalálható. A továbbiakban ezekre a forrásmunkákra nem hivatkozom, de az alábbiakban taglalt vizsgálatok értékeléséhez azok ismerete elengedhetetlen.
A többszintes nyíróládás vizsgálatainkhoz használt anyagok származási helyei:

• 31,5/63 mm-es andezit anyagú vasúti zúzottkő ágyazat: KŐKA Kő- és Kavicsbányászati Kft. komlói bányája;
• 0/56 mm-es andezit anyagú szemcsés kiegészítő réteg: Colas Északkő Kft. szobi bányája;
• georácsok: Tensar International s.r.o.

A mérések előtti vizsgálatok:

• a zúzottkő szemeloszlás- és szem­alak­vizsgálata;
• szemcsés kiegészítő réteg szemeloszlás-vizsgálata (a Colas Északkő Kft. szolgáltatta);
• a rétegszerkezet ágyazási tulajdonságának jellemzése;
• az üres nyíróláda keretelemei között az egyes nyírási síkokon fellépő ellenállások meghatározása;

A laboratóriumi belső nyírási ellenállás mérések különféle módon kialakított rétegszerkezetek esetén:

• a vasúti zúzottkő anyag (31,5/63 mm) belső nyírási ellenállásának megállapítása függőleges teher működtetése nélkül tömörítetlen és tömörített zúzottkő anyaggal, különböző típusú georáccsal és georács nélkül;
• a szemcsés kiegészítő réteg (0/56 mm) belső nyírási ellenállásának megállapítása függőleges teher működtetése nélkül tömörített szemcsés kiegészítő anyaggal georács nélkül és tömörített zúzottkő anyaggal hét különböző típusú georáccsal:
• tömörített szemcsés kiegészítő réteg anyaggal, georács nélkül kialakított rétegszerkezetnél;
• tömörített zúzottkő anyaggal, hét különböző típusú georáccsal kialakított rétegszerkezetnél.

A belső nyírási ellenállás jellemzésére minden elrendezésre és minden nyírási síkra 3-3 mérést végeztem el.

A különféle módon kialakított rétegszerkezetek vizsgálata

A vizsgálatok során az alapréteg rugalmassági modulusa E2 = 7,2 MPa volt. A zúzottkő és a szemcsés kiegészítő réteg vastagsága 40 cm, a zúzottkő, valamint az ezen rétegek alá terített tömörített homokréteg vastagsága 10 cm volt. A homokréteg és a Thermoplan lemezek közé egy réteg Secutex 151 GRK 3 típusú geotextília volt fektetve (a geotextília geometriai és mechanikai paraméterei a hivatkozott irodalomban szerepelnek).

A laboratóriumi vizsgálatoknál alkalmazott georácsok tulajdonságai

A laboratóriumi vizsgálatok során hét különböző típusú geoműanyagot alkalmaztunk:

• GR1, GR2, GR3: (a vasúti zúzottkő ágyazattal és a szemcsés kiegészítő réteggel vizsgálva),
• GR4, GR5, GR6, GR7: (csak a szemcsés kiegészítő réteggel vizsgálva).

A GR5 kivételével az összes georács extrudált, míg a GR5 hegesztett csomópontú volt.
A georácsokat és azok geometriai tulajdonságait az 1. táblázat és az 1–4. ábrák rögzítik.

A vizsgálatsorozatban használt vasúti zúzottkő és szemcsés kiegészítő réteg szemeloszlása

A többszintes nyíróládás vizsgálatban alkalmazott vasúti zúzottkő ágyazat szemeloszlását [1] tartalmazza, a szemcsés ki­egészítő réteg 30% 31,5/63 mm-es E tí­pusú zúzottkőből, 40% FZKA 0/32-ből és 30% 0/5 mm-es frakcióból állt, a szemeloszlási görbéjét az 5. ábrán mutatom be.