Az elmúlt években megkezdett, és utána napjainkban is tartó vasútfejlesztésekre és fenntartási munkákra fokozott társadalmi igény van. Ezeknek a munkáknak elengedhetetlen tartozéka a felépítmény tömegének jelentős részét kitevő vasúti ágyazati kőanyag. A mai gyakorlatban természetesnek vesszük, hogy az előírt minőségű ágyazati kőanyag a szükséges mennyiségben rendelkezésünkre áll.
Az alábbiakban összefoglaljuk azokat a tényezőket, amelyek miatt ennél lényegesen árnyaltabb a kép, és ami szükségszerűvé tette, hogy a rendelkezésünkre álló kőanyagminőségek keretei között, az ágyazatot érő igénybevételeket, az ágyazat viselkedését a kőzetfizikai vizsgálatoknál a valóságot jobban szimuláló laboratóriumi eljárással elemezzük, az érvényben levő határértékek indokoltságát megvizsgáljuk.
Tudvalevő, hogy a MÁV 102345/1995. PHMSZ az „Alépítményi létesítmények és az ágyazat minőségi átvételi előírásai utasítás” 2010. januárban érvénybe lépett 4. számú módosítása [1] alapján a 2008. decemberi előírások [2] a vasúti zúzottkő ágyazat használati ellenállása és az aprózódással szembeni ellenállása paramétereknél szigorítás történt. A 2008-as 3. számú módosítás szerint mind a Los Angeles aprózódásra, mind a Mikro-Deval kopásra volt egy (pozitív értelmű) tűrési tartomány kijelölve, amelyet a 4. számú, 2010. januári módosításban eltöröltek, és a sebességkategóriákhoz tartozó értékek is részben módosultak, általában szigorodtak.
A zúzottkőgyártóknak ez a módosítás bizonyos követelménybeli szigorítást eredményez(het)ett, s ennek következtében mindössze néhányra csökkent azoknak a kőbányáknak a száma, amelyek a hazai viszonyok között nagy sebességnek számító 120 km/h sebességre tervezett vasúti pályák alapanyagigényét megfelelő kapacitás mellett ki tudják elégíteni. Emellett a 80–120 km/h pályasebesség esetén történt szigorítás is számottevően csökkentette a potenciális beszállítók körét.
A kövek eredeti, természetes aprózódási és kopási tulajdonságait sajnos technológiai megoldással meglehetősen korlátozott mértékben lehet módosítani, ezek alapvetően az ásványvagyon, a kőzetek mechanikai jellemzőitől függnek. A 102345 PHMSZ MÁV-os utasítás 4. számú módosítása alapján a korábbi változat szerint megfelelő – akár 160 km/h-s sebességű vágányhoz alkalmas – vasúti ágyazati zúzottkő termékek már vagy nem, vagy csak jelentős minőségi kockázat mellett feleltek meg a szigorúbb követelménynek. Ez nemcsak egyes kőbányák piaci feltételeit rontotta, hanem nagymértékben csökkentette az erre a célra alkalmas ásványvagyon mennyiségét. A még kevesebb bányába koncentrálódó, szabályozásnak megfelelő ágyazati kőanyagot biztosító, korlátozott mennyiségben hozzáférhető ásványvagyon miatt nemcsak a szállítási útvonalak változtak, hanem a szállítási költségek is számottevően növekedtek, továbbá a kevesebb bánya nagyobb kihasználtsága miatt az ásványvagyon kitermelési ideje is csökkent.
Szakmai rendezvényeken egyre gyakrabban hallhatunk beszámolókat arról, hogy a kőbányászati iparágat sújtó, évről évre szigorodó környezetvédelmi, ter­mészetvédelmi, örökségvédelmi stb. kor­lá­tozások általánosan olyan mértékű kor­látozást jelentenek az ásványvagyon hozzáféréséhez, amely a szigorodó minőségi elvárásokkal együtt már középtávon alapanyag-ellátási és fokozódó minőségi kockázatokat is jelenthetnek [3].
A 102345/1995. PHMSZ-ben történt határérték-módosítást sajnos egyéb indok­lással, magyarázattal nem egészítették ki. Az előírás szigorodása lényegesen csökkentette azoknak a bányáknak a számát, amelyek a hazai viszonyok között nagy sebességnek számító (160 km/h) pályasebességre tervezett vasúti pályához beszállítóként megjelenhetnek. A kutatás egyik célkitűzése ezeknek a hatásoknak a vizsgálatát is magában foglalta.
Kutatásunk fő célja az volt, hogy egy, a valóságos üzemi körülményeket jobban szimuláló laboratóriumi ap­ró­zó­dás­vizsgálattal értékeljük az adott kőzetmechanikai paraméterekkel jellemzett, rendelkezésünkre álló vasúti zúzottköveket. Megkísérelünk összefüggést találni és kimutatni az egyedi laboratóriumi vizsgálattal eredményezett aprózódás (aprózódást jellemző paraméterek), illetve a Los Angeles aprózódási ellenállás és a Mikro-Deval kopási ellenállás paraméterek között, hogy megismerjük a jelenlegi szabályozás által nem engedélyezett minőségű zúzottkő termékek vasúti pályába beépítése esetén várható, az engedélyezett minőségű termékekhez képest mutatott feltételezhető viselkedését. A laboratóriumi mért aprózódások és a teherismétlődési ciklusszámok figyelembevételével a rostálási ciklusidők is közelítőleg megállapíthatók – természetesen megfelelő közelítésekkel, egyszerűsítésekkel.
Kutatócsoportunk tagjai voltak: dr. Fi­scher Szabolcs egyetemi adjunktus, témavezető; Major Zoltán egyetemi tanársegéd; Németh Attila tanszéki demonstrátor, okleveles építőmérnök; Harrach Dániel tanszéki mérnök, okleveles építőmérnök; Horváth Zsolt tanszéki mérnök, villamosmérnök; Pollák András műszaki ügyintéző.
Konzulensünk Ézsiás László okleveles építőmérnök, a Colas Északkő Kft. minőségirányítási vezetője volt. 

A MÁV 102345/1995. PHMSZ Utasítása

Az 1. táblázatban összefoglalóan bemutatjuk a MÁV 102345/1995. PHMSZ Utasítás 3. és 4. számú módosításainak vasúti zúzottkő ágyazati anyagokra vonatkozó szilárdsági követelményeit, színekkel is jelölve a változásokat (piros cellaháttérrel a szigorításokat, zölddel a lazításokat). A táblázat értékeit megvizsgálva látható, hogy a Los Angeles aprózódási ellenállás paraméternél kivétel nélkül szigorodott 2010-ben a követelményrendszer, a kopási ellenállás paraméternél pedig a V = 80…120 km/h sebességkategóriában a 3. számú módosítás maximális határértékét adták meg követelménynek.
Az 1. táblázat értékeinek elemzésekor érdemes arra is figyelni, hogy V≥120 km/h sebesség esetén (amely felülről nincs korlátozva) egységes határértékeket fogalmaztak meg az utasításban. Erre ajánlatos lett volna nagyobb figyelmet fordítani az utasítást készítőknek, mert egy V>160 km/h sebességű pályába beépített ágyazati kőanyagot valószínűleg magasabb igénybevételek érhetnek.

A zúzottkövek aprózódását jellemző paraméterek

Hazai és nemzetközi irodalomkutatás alapján a zúzottkövek aprózódását az alábbi paraméterekkel lehet jellemezni:

• ütési érték (Aggregate Impact Value, AIV) [4],
• ütéssel szembeni ellenállás (resistance to impact) [4],
• ágyazataprózódási index (Ballast Brea­kage Index, BBI) [5],
• Marsal-aprózódás (Bg) [5],
• Hardin-aprózódás [5],
• Lee és Farhoomand-féle aprózódás [5].

Az ütési érték és az ütéssel szembeni ellenállás laboratóriumi vizsgálatai hengerbe töltött zúzottkőmintákon történnek; adott tömegű testet előre meghatározott magasságból és számban a zúzottkőmintára ejtenek, majd a zúzottkövet 2 mm-es szitán leszitálják. Az aprózódási értéket a 2 mm-es szitán áthullott tömeg eredeti tömeghez viszonyított értékéből lehet kalkulálni.
Indraratna és Lackenby vezetett be egy ágyazatianyag-aprózódási indexet (BBI) annak számosíthatóságára, hogy az ágyazati anyag minősége miképpen változik az avulás során [5]. Az index számításához a kezdeti és vizsgálat utáni szemmegoszlási görbék ismerete szükséges. A számítási összefüggés a következő:

Az A és B értékek értelmezését az 1. ábra segíti.
A Marsal-aprózódás, a Hardin-aprózó­dás, illetve a Lee és Farhoomand-féle ap­ró­zódásparaméterek kizárólag a 2,0 mm-nél kisebb zúzott kőanyagokon végzett ap­ró­zó­dás­vizsgálatok után alkalmazhatók.

Az ágyazatrostálás szükségességének megállapítása 

A MÁV-nál a TMK rendszerben az ágyazatrostálási ciklusidő 14 év volt, az 1990-es évek végétől alkalmazott vágánydiagnosztika alapú állapotfüggő karbantartási rendszerben erre vonatkozóan nincs pontos adat. Körülbelül 10-15 évente célszerű elvégezni az ágyazatrostálási munkálatokat.

Lichtberger [4] többféle javasolt és alkalmazott módszert közöl:

• ORE tanulmányban [4, 7] javasolt módszer,
• Dél-afrikai Vasúttársaság által használt módszer [4, 8].

Az ORE tanulmány szerint az ágyazatrostálást akkor kell elvégezni, ha a 22,4 mm-es rostán áthullott zúzottkő ágyazati szemcsék mennyisége a vágányban nagyobb, mint 30 tömeg%.

A Dél-afrikai Vasúttársaság által használt módszer a következő, számítani kell az Fv értékét az alábbi képlet alapján:

Fv = (0,4×F₁₉) + (0,3×F_6,7) + (0,2×F_1,18) + (0,1×F_0,15)

ahol

D= az adott átmérőhöz tartozó rostán áthullott anyag tömeg%-a
Amennyiben Fv≥80%, az ágyazatrostálási munka szükségessé válik.
Indraratna et al. [5] által közölt BBI is alkalmas lehet a rostálás szükségességének megítélésére, a feltétel: BBI = 1,0.