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 georács síkjától távolodva az erősítés hatása egyre jobban érvényesül mindhárom georácstípusnál, mind a tömörítetlen és tömörített vasúti ágyazatban is. Érdekes, hogy a tömörítetlen esetben a GR1 georács esetén tapasztalható a legnagyobb mértékű erősítés a georács síkjától mért 30 cm-es magasságban, és a GR3 georácsnál a legkisebb (11. ábra) – ennek az oka egyelőre nem tisztázott –, ellenben tömörített ágyazatban (ami a valóságos, üzem alatti vasúti pályában lévő esetet jobban tükrözi) a nagyobb hálószemű GR3 erősítés adja az optimumot a teljes rétegvastagságban.
Tömörített szemcsés kiegészítő rétegben a georács-erősítés nélkül, a GR1 és a GR5 erősítés esetén az 5…10 cm-es magasságban, míg a többi georácstípus esetén a georács síkjában van a belső nyírási ellenállás függvények maximuma. A geo­rács síkjában az összes georácstípussal erősítés volt elérhető: a GR3 típussal a leg­nagyobb, a GR5 típussal a legkisebb, ellenben a teljes rétegvastagságban a GR1, GR3, GR4 és GR7 típusok a 10/15…30 cm-es magasságban a georács nélküli esetben mérhető belső nyírási ellenállás függvény értékét sem érik el, azaz ebben az intervallumban enyhe gyengítés mérhető. Érdekes jelenség, hogy a GR2, GR5, GR6 és GR7 típusoknál az erősítés minimuma a 15…20 cm-es zónában van. A GR6 típus, amelyik a legnagyobb intervallumban képes a szemcsés kiegészítő réteg erősítésére, amennyiben pedig a georács síkjában a legnagyobb erősítés elérése a cél, akkor a GR3 típus alkalmazása javasolt annak figyelembevételével, hogy a 20…30 cm-es magasságban az eredeti szemcsés anyag belső nyírási ellenállásának csupán 90…95%-át képes biztosítani.

11. ábra. A D növekedési szorzó függvénye a georács síkjától 31,5/63 mm-es vasúti zúzottkő ágyazati anyag esetén
A georács-erősítésű vasúti zúzottkő ágyazatban a tömörítés jelentősen növeli a belső nyírási ellenállást (10. ábra), legnagyobb mértékben a GR3 esetén (a 30 cm-es magasságban 2,6-szeresen), GR1 és GR2 alkalmazásánál az erősítéseknek maximuma van a 15…20 cm-es magasságban, ahol a tömörítetlen, de azonos georács-erősítésű vasúti zúzottkő ágyazat belső nyírási ellenállásának közel 1,9-szeres értékét lehet mérni.
A fenti eredmények alapján további megállapítások:

  • a zúzottkő ágyazat és a kiegészítő (védő-erősítő) réteg vagy az alépítményi földmű anyagának elválasztása, valamint a megfelelő vízkivezetés, drénezés szempontjait figyelembe véve mindenképpen geokompozit beépítését javaslom, ellenben ilyen esetben a zúzottkőszemcsék georács hálószemeibe történő belekapaszkodását elő kell segíteni (georácsra ragasztott geotextília vagy a georácsra ragasztás nélkül lefektetett geotextília alkalmas erre a célra, ám a hegesztett georácsoknál (pl.GR5) a gyári geotextíliás geokompozit, amely a hegesztésnél kerül a bordák közé, nem megfelelő (lásd [1, 2, 3]);
  • a vasúti zúzottkő ágyazatnál az ágyazatrostáláshoz és a keresztaljak aláveréséhez minimálisan 23-33 cm-nyi ágyazatvastagság kell a keresztalj alsó síkja alatt, így ezt a technológiai korlátot figyelembe kell venni a tervezéskor;
  • a vasúti zúzottkő ágyazatnál a GR3 geo­rács alkalmazása ajánlott;
  • a 0/56 mm-es szemcsés kiegészítő rétegnél elsősorban a GR2, GR5 és GR6 típusok alkalmazása javasolt, amennyiben a teljes rétegvastagságban cél az erősítés, amennyiben csak a georács síkjában, akkor a GR3.

Összefoglalás és további kutatási lehetőségek

A cikkben a vasúti zúzottkő ágyazat és a 0/56 mm-es szemcsés kiegészítő réteg alá beépített georácsok belső nyírási ellenállását vizsgáltam egy speciálisan erre a célra kifejlesztett és gyártott többszintes nyíróládával. Vizsgálataim során tömörítetlen és tömörített vasúti zúzottkő ágyazat, valamint tömörített szemcsés kiegészítő réteg esetén összesen hét különböző típusú georácsot vettem górcső alá. Megállapítottam a vasúti zúzottkő ágyazat, valamint a szemcsés kiegészítő réteg belső nyírási ellenállását a georács nélküli és a különböző típusú georácsokkal erősített esetekre, tömörítetlen és tömörített állapotban, továbbá háromféle növekedési szorzóval jellemeztem az erősítő hatásokat az egyes változatoknál.
A laboratóriumi többszintes nyíróládás vizsgálatok során a vasúti zúzottkő ágyazat alá vágánygeometriai stabilizálás céljából beépített georácsok hatásának teljesebb körű elemzését segítheti a jövőben:

  • élesélű, azaz új állapotú, illetve legömbölyödött szemcsékből álló, használt vasúti zúzottkő ágyazati anyag alkalmazása;
  • száraz, vizes és olajos vasúti zúzottkő ágyazati anyag használata;
  • különböző alépítményi teherbírási modulusú alapra épített rétegszerkezetek vizsgálata;
  • különböző zúzottkő ágyazatvastagságok alkalmazása;
  • egyéb, más típusú georácsok/geo­kom­po­zi­tok felhasználása;
  • függőleges terhelés alatti vizsgálatok elvégzése;
  • dinamikus vizsgálatok végrehajtása.

A georács-erősítésű szemcsés kiegészítő rétegeknél a további kutatási lehetőségek az alábbiak:

  • különböző alépítményi teherbírási modulusú alapra épített rétegszerkezetek vizsgálata;
  • különböző rétegvastagságok alkalmazása;
  • több georácsréteg egyidejű alkalmazása a rétegszerkezetben (pl. 0 cm-es és 20 cm-es magasságban);
  • egyéb, más típusú georácsok/geo­kom­po­zi­tok felhasználása;
  • függőleges terhelés alatti vizsgálatok elvégzése;
  • dinamikus vizsgálatok végrehajtása.

Köszönetnyilvánítás

Munkánkat a MÁV Zrt. K+F szerződés keretében támogatta, amiért ezúton is köszönetünket fejezzük ki. Köszönjük továbbá a Tensar International s.r.o.-nak, a KŐKA Kő- és Kavicsbányászati Kft.-nek, valamint a Colas Északkő Kft.-nek a laboratóriumi mérésekhez szükséges anyagok biztosítását.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző1234

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 | ©