Magyarországon a vasúti zúzottkő ágyazatra – mint építőanyagra – az MSZ EN 13450:2003 [5] termékszabvány vonatkozik (2013-ban megjelent egy korszerűsített, új szabvány, amelyet néhány évvel a bevezetését követően visszavontak). 2019-ben vagy 2020-ban várható egy újabb EN 13450-es szabvány megjelenése. A jelenleg érvényes termékszabvány több minősítési paramétert és a vonatkozó vizsgálati szabványokat ad meg. Ilyen például az MSZ EN 933-as szabványsorozat is, amely a kőanyaghalmazok geometriai vizsgálati módszereit tárgyalja, vagy az MSZ EN 1097 szabványsorozat, amely a kőanyaghalmazok mechanikai és fizikai tulajdonságainak vizsgálatát ismerteti. Sem az MSZ EN 13450, sem a vizsgálati szabványok nem határozzák meg az európai uniós tagországok által a vonatkozó paraméterekre alkalmazandó határértékeket, kizárólag azt adják meg, hogy az adott jellemzőt hogyan kell szabványos módon meghatározni (pl. laboratóriumi vizsgálattal) – lásd vizsgálati szabványok –, valamint azt, hogy az adott mért érték alapján melyik kategóriába kell sorolni a terméket – lásd termékszabvány. Hazánkban a vasúti zúzottkő ágyazatra vonatkozó – jelenleg érvényes – nemzeti alkalmazási dokumentum (ún. NAD) a MÁV által 2010-ben kiadott 102345/1995/PHMSZ 4. számú módosítása. Ebben rögzítették, hogy a termékszabványban definiált szemeloszlási kategóriák szerinti vasúti zúzottkő anyagok (31,5/50 A, 31,5/50 B, 31,5/50 C, 31,5/63 D, 31,5/63 E, valamint 31,5/63 F) milyen esetben használhatók. Egyben sebességi intervallumokba is besorolták az alkalmazható kőzetfizikai jellemzőjű zúzottköveket (LARB16, LARB20, LARB24, …, MDERB11, MDERB15 stb.).
Az ágyazati kőanyag degradációja szempontjából az MSZ EN 1097-1:2012 (a kopásállóság vizsgálata [mikro-Deval]) és az MSZ EN 1097-2:2010 (az aprózódással szembeni ellenállás meghatározása) szabványok a mértékadók. Ezek a szabványok olyan általános laboratóriumi vizsgálatot és a hozzájuk kapcsolódó paramétereket határoznak meg, amelyek – ahogy a címükben is szerepel – kőanyagokra vonatkoznak, azaz nem speciáli­san vasúti zúzottkő ágyazati kőanyagra (a mikro-Deval esetében valamilyen szinten „vasútspecifikus” az előírás, mert létezik nem „mikro” Deval vizsgálat is). Ugyanezeket a szabványokat lehet alkalmazni az útépítési kőanyagokhoz az MSZ EN 13043:2003 [6], az MSZ EN 13242:2002+A1:2008 [7] szerint vagy akár betonokhoz alkalmazott adalékanyagokhoz – amennyiben azok ilyen igénybevételnek vannak kitéve – az MSZ EN 12620:2002+A1:2008 [8] alapján.
Ha alaposan megvizsgáljuk a Los Angeles aprózódási ellenállási és a mikro-Deval kopásállósági vizsgálatokat és azok speciális jellemzőit, megállapítható, hogy a jelen cikkben is felsorolt, a szemcsék degradációját befolyásoló tényezők jelentős részét azokkal nem lehetséges figyelembe venni. Ez nem meglepő, hiszen teljesen más igénybevétel éri ugyanazt a szemcsét, amennyiben az egy vasúti vágány alatt (vagy akár a keresztaljak között) van, mint az autópálya aszfalt anyagú kopó-/kötő-/alaprétegében vagy vasbeton pályalemezében, vagy ipari, targoncázott betonpadlóban, vagy csak gyalogosok számára nyitott betonjárdában, esetleg egy vasbeton oszlopban helyezkedik el. Az „univerzális” vizsgálati szabvány sajnos ezt a problémát nem tudja kezelni, aminek az az eredménye, hogy ezek a szabványok főként a vonatkozó termékek gyártásánál, előállításánál játszanak kiemelkedő szerepet, azaz minőségbiztosítási szempontból a gyártási termékállandóság biztosíthatósága miatt fontosak.
Sajnálatos módon a valós körülményekhez és igénybevételekhez (jobban) igazodó kőzetfizikai vizsgálatok (és az ezekhez kapcsolódó termékminősítések) jelenleg nem állnak rendelkezésre szabványosított módon, kizárólag cikkekből, szakkönyvekből, kutatási anyagokból lehet ezekről és a kutatás-fejlesztés mai állásáról tájékozódni.
Korábbi cikkeinkben, illetve konferencia-előadásainkban [9] 2014 óta beszámoltunk egy olyan laboratóriumi vizsgálati módszerről – amelyhez időközben már több saját módosítási-finomítási javaslatot is megfogalmaztunk –, amely ezt a hiányt igyekszik pótolni.

Szabályozások határértékei

Cikkünknek nem célja, hogy az egyes vasúttársaságoknál előírt Los Angeles és mikro-Deval határértékeket kifogásolja, felülbírálja, illetve az értékek okait, hátterét keresse, viszont összehasonlításképpen érdekes képet adhatnak ezek az adatok.
A MÁV-nál jelenleg érvényes szabályozást a 102345/1995/PHMSZ 4. módosítása foglalja össze, ezt a Sínek Világa 2015/3. számában megjelent cikkünkben is bemutattuk.
Néhány külföldi példa az alábbiakban olvasható:

• az LARB határértékek Kanadában max. 20%, Ausztráliában max. 25%, Brazíliában max. 40%, míg Indiában max. 25-35%, amelyek jelentősen eltérnek az Európában alkalmazottól: például Ausztriában az LARB-re 13%, MDERB-re 10%-ot határoztak meg;
• Finnországban az LARB max. 12-20% (R1/R2 kategóriától R4-ig), az MDERB-t 45 ezer t-nként ellenőrizni kell, viszont nem számít bele az osztályozásba;
• az Egyesült Államok előírásai szerint a durva aggregátumok kopása jellemzően legfeljebb 25 és 55% közötti, a legtöbb állam 40 vagy 45% határértéket használ, ezeket állami vagy helyi „ügynökségek” határozzák meg;
• Kínában a mikro-Deval határérték 13 és 30% közötti értékek között változik (szemcsés rétegekre 30%). Szabvány határozza meg az egyes határértékek kategóriák szerinti alkalmazását.

A vasúti ágyazat anyagára vonatkozó előírásokkal kapcsolatban érdekességképpen megjegyezzük, hogy például Indiában milyen kőzetanyagok alkalmazását engedik meg [10]:

• homok (öntöttvas keresztaljak esetén megfelelő, nagysebességű pályákban nem alkalmazható);
• vörös agyag (főként alágyazati réteghez, új kivitelezéseknél a vágány építésekor kezdeti ágyazati anyagként használják);
• szénpor vagy szénsalak (általában rendező pályaudvarokon alkalmazzák, helyreállítási munkákhoz is alkalmas, pl. árvizek után vagy vészhelyzetek esetén nem használható nagysebességű pályákban);
• zúzottkő (a szerkezete a vasútépítő és karbantartó gépek technológiájához jól illeszkedik, nagysebességű vasúti pályákban is alkalmazható);
• téglatörmelék, kavics, bányakavics, mészkő, talaj (csak speciális esetekben használhatók).

A fentiek alapján – azaz, hogy a nemzeti szabályozást az adott ország saját „ásványi” vagyona (esetlegesen gazdasági helyzete) figyelembevételével kell megalkotni – látható, hogy India alkalmazkodott az országban könnyen beszerezhető anyagokhoz, viszont minden esetben megadják az adott anyag alkalmazásának előnyét, hátrányát, illetve azt, hogy ezek milyen feltételekkel használhatók [10].

Laboratóriumi vizsgálatok

A korábbi cikkünkben mindösszesen nyolc paramétert definiáltunk, ezeknek adtuk meg a mérésekből kalkulált értékeiket és mutattuk be a fárasztási ciklusszám változása szerinti alakulásukat. Ezek mellett két további paramétert érdemes megemlíteni:
– BR [11],
– CC arány.

A BR értéket a szemeloszlási görbe meghatározott referenciaterület arányaiból kell számítani. E paraméter esetében nincs műszaki javaslat a ballaszt újrarostálására. A számítása az alábbi képlet és a 3. ábrán látható területi eloszlás alapján történik (az A, C és D paramétereket az ábra szerinti területekből lehet számítani):
BR = A/(A+C+D)
A CC a CU egyenlőtlenségi mutatóhoz hasonlít, számításában más százalékos értékeknél leolvasott értékek kellenek. A képlete az alábbi:

Ahol a d30 a részecskék mérete a szemeloszlási görbe 30%-ához viszonyítva (a d60 és a d10 hasonlóan értelmezendő).  Az elmúlt időszakban kétféle kőzethalmazt terheltünk acélládában, dinamikus pulzátorral vizsgáltuk ezeket, 5-5 millió ciklusos fárasztással. A vizsgálat bemutatását a megelőző cikkeinkben összefoglaltuk, arról az [1]-ben is beszámoltunk.
Kiszámoltuk a nemzetközi irodalomkutatásunk során megismert paramétereket a mintákra, és korrelációkat kerestünk a fárasztási ciklusszámok és a számolt paraméterek között. 10 számolt paraméter közül csupán 4 paraméter esetében volt lineáris vagy másodfokú korreláció. A vizsgálat során számos szempontot nem tudtunk figyelembe venni (ágyazati szennyeződés, karbantartások, rostálás, vizesedés-fagyás hatása).
A paraméterek korrelációinak hiánya miatt 2019-ben új irányokban indultunk el a vasúti zúzottkő ágyazati anyagok degradációhoz kapcsolódó laboratóriumi vizsgálatokkal:

• 3D lézerszkenneres mérések optikai méréstechnológiai (GOM) alkalmazással;
• CT röntgenmérések;
• diszkrét elemes modellezés (DEM) (nem laboratóriumi vizsgálat, de ahhoz szorosan kapcsolódik; jelen cikkben csak említést teszünk róla, mert a Sínek Világa későbbi számában külön cikket tervezünk megjelentetni ebben a témában).

A laboratóriumi méréseinkhez a Colas Északkő szobi és tállyai bányájából származó 31,5/50 mm-es B típusú, új zúzottkövet használtunk.
Ahogy a korábbi laboratóriumi méréseinknél, úgy a jelen kutatási ciklusban is főként az aprózódással foglalkozunk, a lekopott por mértéke elhanyagolhatóan csekély a vizsgálatainknál. Érdekességképpen megemlíthető, hogy Czinder Balázs és Török Ákos publikációjában [12] az MSZ EN 1097-1 szabványtól eltérően – annál jelentősen több fordulattal, ami kb. több százezres nagyságrendet jelent – vizsgáltak olyan andezit anyagú kőzeteket, amelyekből vasúti ágyazatot is előállítanak. Volt olyan kőzetminta a Colas Északkő recski bányájából, amely 1,2 milliónyi fordulat után (ez a szabványos vizsgálat százszorosa) sem érte el a teljes tömegveszteséget. A korábban írtak alapján megjegyezzük, hogy vasúti ágyazatnál – az ilyen mértékű – koptató igénybevétel általában nem alakul ki, viszont összehasonlításképpen érdekes eredménykülönbségek adódtak a magyarországi egyes andezitek kopásállóságára.