A cikk szerzője:

Dr Fischer Szabolcs egyetemi adjunktus
SZE Közlekedéséptési és Településmérnöki Tanszék

A vasúti zúzottkő ágyazat és a szemcsés kiegészítő rétegek alá beépített georácsok belső nyírási ellenállásának vizsgálata

E cikkben a vasúti zúzottkő ágyazat és a szemcsés kiegészítő rétegek alá beépített georácsok laboratóriumi belső nyírási ellenállásmérésének eredményeit ismertetem. A vizsgálataim során tömörítetlen és tömörített vasúti zúzottkő ágyazatot és tömörített szemcsés kiegészítő rétegeket használtam több, különböző típusú georáccsal. Megállapítottam a vasúti zúzottkő ágyazat és a szemcsés kiegészítő réteg belső nyírási ellenállását a georács nélküli és a különböző típusú georácsokkal erősített esetekre, továbbá ötféle növekedési szorzót határoztam meg, amellyel részletesebben is értékelni lehet a rétegszerkezetek belső nyírási ellenállását az egyes változatoknál.

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.

1. ábra. A GR1, GR2 és GR3 típusú georácsok geometriai adatainak jelentéseKutatási 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;

2. ábra. A GR4 és GR6 típusú georácsok geometriai adatainak jelentése

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).

3. ábra. A GR5 típusú georács geometriai adatainak jelentése

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.

A cikk folytatódik, lapozás:1234Következő »

Irodalomjegyzék

  • Irodalomjegyzék
  • [1] Fischer Szabolcs: A vasúti zúzottkő ágyazat alá beépített georácsok vágánygeometriát stabilizáló hatásának vizsgálata. PhD-értekezés, Széchenyi István Egyetem Műszaki Tudományi Kar, 2012, p.148.
  • [2] Dr. Horvát Ferenc, dr. Fischer Szabolcs, Major Zoltán: Geoműanyagokkal erősített vasúti zúzottkő ágyazat újszerű vizsgálata többszintes nyíróládában. Sínek Világa, LIV. évfolyam, 6. szám, 2012, pp. 18–24.
  • [3] Horvát, F., Fischer, Sz., Major, Z.: Evaluation of railway track geometry stabilisation effect of geogrid layers under ballast on the basis of laboratory multi-level shear box tests. Acta Technica Jauriensis, Vol. 6, No. 2, 2013, pp. 21–44.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2014 / 4. számában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©