A vizsgálatnál alkalmazott paraméterek

Zúzottkő ágyazati anyagok 

A Colas Északkő Kft.-től 2014. október 15-én 500-500 kg mennyiségű vasúti zúzottkő ágyazati anyagot kaptunk 30-50 kg-os zsákos „kiszerelésben” a laboratóriumi vizsgálatokhoz. Nem az volt a célunk, hogy a különböző típusú zúzottköveket egyenként minősítsük, hanem a vizsgálatuk eredményeiből általános következtetéseket szerettünk volna levonni. Emiatt nem nevesítjük a minták származási helyeit, a megnevezésük jelen cikkben kódszámokkal azonosított, ötféle típusú zúzottkőminta lesz.
Mind az öt zúzottkő ágyazati minta an­dezitanyagú, a jelenlegi szabályozástól el­térő pályasebességekre engedélyezett minőségű, illetve volt olyan, amely tudatosan az előírt határértékeken kívüli volt. (Ez utóbbiak jelenleg nem kerülnek vasúti ágyazati kőként forgalomba, azok előállítására a kísérlet kedvéért került sor.)
A laboratóriumi vizsgálataink előtt 80-100 kg-nyi mennyiségű mintát rostáltunk, az értékek alapján meghatároztuk az adott anyag szemmegoszlását. Minden esetben a fárasztási vizsgálathoz használt anyagot rostáltuk (természetesen a fárasztás után is ugyanezt a mintát rostáltuk).
Terjedelmi korlátok miatt a fárasztás előtti szemmegoszlási görbéket külön nem közöljük. A későbbiekben bemutatott alsó és felső szemmegoszlási határgörbék az MSZ EN 13450:2003 szabványban [10] meghatározott A típusú, 31,5/50 mm-es zúzottkőhöz tartoznak.
A zúzottkőminták [11, 12] szabványok szerinti kőzetmechanikai vizsgálatait a Colas Északkő Kft. szolgáltatta részünkre, az eredményeket a 2. táblázatban közöljük.

A Thermopan XPS lapok és a 10 cm vastag homokréteg alkotta rétegszerkezet statikus tárcsás teherbírás értéke 

Statikus tárcsás teherbírásmérést (E2) végeztünk a 20 cm vastag Austrotherm Ther­mo­pan XPS lapok és a felette elhelyezett 10 cm vastag homokréteg alkotta rétegszerkezeten. A két mérésből a második terhelési ciklusban kialakult s2 süllyedés átlaga 3,306 mm lett. Ebből az E2=67,5/s2 kifejezés segítségével 20,42 MPa érték adódott.
Minden laboratóriumi vizsgálatnál ezzel a teherbírású (rugalmasságú) alapréteggel dolgoztunk. 

A pulzátoros vizsgálat terhelési értékei 

A pulzátoros fárasztásos vizsgálat során az alábbi terhelési paramétereket alkalmaztuk:

• D = 300 mm-es acél körtárcsa,
• a terhelőlemez acélanyagú, felülete 460 × 420 mm, A = 193.200 mm²,
• F_min = 20 kN,
• F_max = 120,74 kN, felfelé kerekítve: 121 kN,
• m = 3 × 106 ismétlődési ciklus,
• f = 7 Hz,
• szinuszos terhelés. 

F_max értékének számítása 

Aterhelőlemez = 460 × 420 = 193.200 mm²,
Afél keresztalj felfekvése = 800 × 200 = 160.000 mm²,
p₁ = Aterhelőlemez/Afél keresztalj felfekvése = 1,2075,
Fstat,kerék = 112,5 kN,
p₂ = 0,4 (a keresztalj felett álló kerék­teherből a keresztaljon ébredő reakcióerő a kerékteher kb. 40%-a),
p₃ = 1,111 (5/9-es osztás az 1/2 helyett a vétlen külpontosság miatt),
p₄ = 2,0 (dinamikus szorzó nagy biztonsággal felvéve),
F_max = F_stat,kerék × p1 × p2 × p3 × p4 = 112,5 × 1,2075 × 0,4 × 1,111 × 2,0 = 120,74 kN~121,0 kN. 

A p4 szorzótényező kalkulációja és jelentése: 

p₄ = 1 + t × s,
t = 3 számításba vétele (99,7%-os statisztikai megbízhatóság a Zimmermann–Eisenmann-módszer alapján),
s = n × ϕ,
ϕ = 1 + (V–60)/140,

• amennyiben n = 0,3 (közepes alépítményi és/vagy vágányállapot), V = 75,4 km/h,
• amennyiben n = 0,2 (jó alépítményi és/vagy vágányállapot), V = 153 km/h,
• amennyiben n = 0,1 (nagyon jó alépítményi és/vagy vágányállapot), V>200 km/h. 

A vizsgálatnál alkalmazott nagy nyomóképességű geotextília paraméterei 

A pulzátoros fárasztásos vizsgálatnál Via­con GEO PP TC 1200 geotextíliát alkalmaztunk. A geotextíliát Kárpáti László, a Viacon Hungary Kft. főmérnöke biztosította számunkra, amit utólag is nagyon köszönünk. A geotextília paramétereit a 3. táblázatban közöljük.

A 3 × 106 fárasztási ciklus előtt és után mért szemmegoszlási görbéket az 5–6. ábrán közöljük.
Terjedelmi okok miatt példaként csak az 517-es számú zúzottkőmintát mutatjuk be a fárasztás után az aprózódott szemcsékkel (7. ábra).

A laboratóriumi mérési eredmények értékelése

Az előzőekben bemutatott zúzottkő-aprózódást jellemző paramétereket és az ágyazatrostálás szükségességét jelző mérőszámokat kikalkuláltuk, azok a 4. táblázatban közölt értékek szerint alakultak.

A 4. táblázatban ezeken kívül a d<22,4 mm, a d<0,5 mm, a d<0,063 mm és a d60/d10, valamint a [14]-es irodalomban ismertetett M és λ paraméterek számított értékeit is feltüntettük.
Megjegyzés: az FE jelölés jelentése fárasztás előtt, az FU jelölésé pedig fárasztás után.
A 4. táblázatban feltüntetett aprózódási paramétereket a zúzottkőminták LARB (%), MDERB (%), valamint „LARB (%) + MDERB (%)” mért és képzett (kalkulált) kőzetmechanikai paramétereinek függvényében több grafikonon ábrázoltuk, a terjedelmi korlátok miatt egy grafikont teszünk közzé (8. ábra).