Rovatok 2015-től
Rovatok
- Bemutatkozás »
- Fejlesztés beruházás »
- Informatika »
- Korszerűsítés »
- Környezetvédelem »
- Közlekedésbiztonság »
- Közlekedéstörténet »
- Kutatás »
- Megemlékezés »
- Méréstechnika »
- Mérnöki ismeretek »
- Minőségbiztosítás »
- Szabályzatok »
- Technológia »
- Egyéb »
Szerzői segédlet
A Sínek Világa folyóirat szerzőinek összeállított szempontok és segédlet.
Tovább »A vasúti zúzottkövek aprózódásvizsgálata egyedi laboratóriumi módszerrel
A 7. ábra és a nem közölt grafikonok alapján az alábbi megállapításokat tehetjük:
- nincs (erős) korrelációs kapcsolat egyik aprózódási paraméter és annak változása, illetve a mért, valamint képzett (kalkulált) kőzetmechanikai paraméterek között;
- a Los Angeles aprózódás és a Mikro-Deval kopásvizsgálat során a zúzottkőszemcséket a valóságos (vasúti pályában lévő) terhelésüktől, igénybevételüktől jelentősen eltérő viszonyok között vizsgáltuk, ezért a korreláció hiánya e paraméterek, illetve a jelen kutatás-fejlesztési munkában bemutatott egyedi laboratóriumi vizsgálat során – amely jobban szimulálja az ágyazati gerendában elhelyezkedő szemcsék valós ismétlődő terhelésnél mutatott viselkedését – mért szemcseaprózódások között nem teljes mértékben meglepő és váratlan;
- a [15]-ös irodalomban, ahol a gépi keresztalj-aláverés okozta szemcseaprózódást vizsgálták laboratóriumi körülmények között, sem tudtak kimutatni korrelációt az LARB (%) és a szemcsék alaktényezői között.
Az ágyazatrostálási ciklusidők kalkulációja a laboratóriumi vizsgálatok mérési eredményei alapján
Ebben a fejezetben az öt különböző bányából származó, andezitanyagú vasúti zúzottkő ágyazati minta laboratóriumi fárasztógépes aprózódásvizsgálata során kapott eredmények alapján becsüljük meg az ágyazatrostálási ciklusidőket. A kalkulációban az alábbi közelítéseket és egyszerűsítéseket vettük figyelembe:
- sem a gépi, sem a kézi aláverés okozta aprózódás nincs számításba véve;
- sem alépítményi, sem felépítményi rendellenesség miatti gyorsuló romlási hatás nincs számításba véve;
- az egyéb ágyazatszennyező hatásokat (por, vasbeton keresztalj kopása, aprózódás, vízzsákoknál az ismétlődő dinamikus terhelés következtében kialakuló pumping hatás okozta finomszemcse-tartalom növekedése a zúzottkő ágyazatban stb.) elhanyagoltuk;
- a teljes zúzottkő ágyazati keresztmetszetben nem alakul ki ilyen mértékű aprózódás, mint amekkora értékűt mértünk a laborvizsgálataink során, például az ágyazatvállnál és az ágyazati rézsűnél szinte alig aprózódnak a valós pályában a zúzottkőszemcsék: a közelítésünk ennél a pontnál az, hogy figyelmen kívül hagytuk ezeket a kieső, aprózódás nélküli részeket az ágyazatban, és a teljes keresztmetszetre vetítve kalkuláltunk;
- a kezdeti és a 3 × 106 ciklust követő aprózódásértékek alapulvételével készült a kalkuláció, pontosabb regressziós függvények meghatározásához min. 2-3 további mérési eredményre szükség lenne mindegyik zúzottkőmintánál;
- a Kelenföld–Hegyeshalom oh. vasútvonalat és ennek a vasútvonalnak az átlagos évi közelítő átgördült elegytonna-terhelését (kb. 15 millió elegytonna/irány) vettük alapul a kalkulációknál;
- csak 225 kN-os tengelyterhelést vettünk figyelembe (ez inkább tehervonatra igaz, személyszállító vonatra kb. 180 kN érték lenne reálisabb).
Az ágyazatrostálási munka szükségességének megállapítását az előzőekben részletezett módszerekkel végeztük (5. táblázat).
Ahogy már említettük, a MÁV-nál a TMK rendszer alkalmazásakor az ágyazatrostálási ciklusidő kb. 10-15 év volt. Bár a kalkulációnkban jelentős egyszerűsítések is szerepelnek, az 511. számú zúzottkőminta esetére kiadódott közel 18 éves ciklusidő a Kelenföld–Hegyeshalom oh. vasútvonalon kevesebb lenne, mint a MÁV egykori 10-15 éves értéke.
A ciklusidők elemzésekor egyértelműen látszik, hogy az 514. számú zúzottkőminta – a jelentősen alacsony LARB és MDERB értéke, valamint a laboratóriumi aprózódásvizsgálat eredményeivel is alátámasztva – rendelkezik az öt közül az egyik legjobb kőzetmechanikai paraméterekkel, a kiadódott ágyazatrostálási ciklusideje közel 69 év. Természetesen ez az érték irreálisan magas. Az összes ágyazatszennyező hatást figyelembe véve a TMK rendszerbeli 10-15 éves ágyazatrostálási ciklusidő valószínűsíthetően tartható ezzel a típusú vasúti zúzottkővel.
A 6. táblázatban a kalkuláció alapját kizárólag a d<22,4 mm-es szemcsék tömegszázalékos aránya alapján készítettük. Ez közelebb áll a magyarországi elméleti rostálási szükségesség meghatározásához. A vágány alatt lévő elaprózódott zúzottkő mennyiségét megbecsülendő (általában rostálás előtt), próbarostálást szoktak végezni. Az ágyazatrostáló gép is a d<20…23 mm-es szemcséket távolítja el az ágyazatból, ezt hívják rostaaljnak.
A 6. táblázat adatai alapján a minimális rostálási ciklusidők részben változtak (nőttek), például az 514-es kódszámú zúzottkőmintánál is 18-ról 28 éves értékre.
Összefoglalás és a további kutatási lehetőségek
A kutatási eredmények rávilágítanak a témakörrel kapcsolatos összehangolt kutatási tevékenység fontosságára, ennek során célszerű kitérni:
- Első lépésben a rendelkezésre álló ásványvagyon minőségi-mennyiségi-kapacitásbeli-elhelyezkedésbeli felmérésére.
- Elindítani egy széles körű vizsgálatsorozatot, amelynek részét kellene képeznie nagyszámú laboratóriumi kísérletnek, a bemutatott félüzemi kísérletnek, továbbá célszerű lenne elemezni a közelmúltban megépült vasúti pályák állapotát és igénybevételeit.
- Meg kellene határozni legalább középtávon a vasúti beruházások várható alapanyagigényét.
- A követelmények felülvizsgálatát a fentieket követően objektív eredményekre támaszkodva, a fenntarthatóság jegyében lehetne felülvizsgálni.
- Az elvégzett irodalomkutatás, laboratóriumi vizsgálatok eredményei alapján az alábbi további kutatási lehetőségeket fogalmazzuk meg:
- eltérő peremfeltételekkel végzett laboratóriumi vizsgálatok (pl. az alépítményt modellező rétegszerkezet E2 modulusának változtatása, esetleg alágyazati szőnyeg alkalmazása);
- esetleges speciális szerkezeti kialakítású (nagyobb merevségű) ágyazati anyagok vizsgálata (pl. ragasztott ágyazat [16], stb.),
- az aprózódás pontosabb időbeli (fárasztási ciklusszámbeli) változásának precízebb mérése, például az alábbi módon:
- egy-egy zúzottkőmintából legalább 3-5 egyedi vizsgálat, és a fárasztás előtti-utáni szemeloszlások felvétele:
– 5 × 105 fárasztási ciklusig,
– 1 × 106 fárasztási ciklusig,
– 2 × 106 fárasztási ciklusig,
– 3 × 106 fárasztási ciklusig,
– 5 × 106 fárasztási ciklusig,
- a rostálási ciklusidő számítási módszerének pontosítása.
Irodalomjegyzék
- [1] MÁV: A 102345/1995 PHMSZ előírás 4. számú módosítása, 2010.
- [2] MÁV: A 102345/1995 PHMSZ előírás 3. számú módosítása, 2008.
- [3] Cseh Zoltán: Kőanyagellátás kockázatai (hazai bányák esetén). Közúti Üzemeltetési és Fenntartási Napok, Sopron, 2013.
- [4] Lichtberger, B.: Track compendium. Eurailpress Tetzlaff-Hestra GmbH & Co. KG, Hamburg, 2005, 634 o.
- [5] Indraratna, B., Salim, W., Rujikiatkamjorn, C.: Advanced rail geotechnology – Ballasted track. CRC Press Taylor & Francis Group, London (ISBN 978-0-415-66957-3), 2011, 409 o.
- [6] Gaitskell, P., Shahin, M. A.: Use of digital imaging for gradation and breakage of railway ballast. Australian Geomechanics, 48, 2013, 81–88. o.
- [7] Plasser: Interner Forschungsbericht der Fa. Plasser S1 / 1998, Eindringversuche des Stopfaggregates von einer 09-16 und einer 07-32 Stopfmaschine in Schotterbett.
- [8] Arangie, P. B. D.: The influence of ballast fouling on the resilient behaviour of the ballast pavement layer. 6th International Heavy Haul Railway Conference, Kapstadt, 1997.
- [9] Fischer, Sz.: A vasúti zúzottkő ágyazat alá beépített georácsok vágánygeometriát stabilizáló hatásának vizsgálata. PhD-disszertáció, Széchenyi István Egyetem Műszaki Tudományi Kar Infrastrukturális Rendszerek Modellezése és Fejlesztése Multidiszciplináris Műszaki Tudományi Doktori Iskola, Győr, 2012, 148 o.
- [10] MSZ EN 13450:2003: Kőanyaghalmazok vasúti ágyazathoz.
- [11] MSZ EN 1097-2: Kőanyaghalmazok mechanikai és fizikai tulajdonságainak vizsgálata, 2. rész: Az aprózódással szembeni ellenállás meghatározása, 2010.
- [12] MSZ EN 1097-1: Kőanyaghalmazok mechanikai és fizikai tulajdonságainak vizsgálata, 1. rész: A kopásállóság vizsgálata (mikro-Deval), 2012.
- [13] viaconhungary.hu
- [14] Gálos, M., Kárpáti, L., Szekeres, D.: Ágyazati kőanyagok. A kutatás eredményei (2. rész). Sínek Világa, 2011, 1. szám, 6–13. o.
- [15] Douglas, S. C.: Ballast Qualityand Breakdown during Tamping, AREMA, 2013.
- [16] Horvát, F., Major, Z.: Átmeneti szakasz kialakítása ágyazatragasztással, eltérő függőleges merevségű pályaszakaszok csatlakozásánál, Sínek Világa, 2013, 1. szám, 6–12. o.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.