A cikk szerzője:

Dr. habil. Gálos Miklós nyugalmazott egyetemi tanár
BME

Szabó József egyetemi adjunktus
BME Út- és Vasútépítési Tanszék

Szekeres Dénes fejlesztőmérnök
MÁV Zrt.

Zúzottkő ágyazat viselkedésének megítélése a szemszerkezeti tulajdonságai alapján

A vasúti pálya ágyazati kőanyagának geometriai és kőzetfizikai tulajdonságai meghatározóak a pályaszerkezet viselkedése szempontjából. Az ágyazatot érő hatások mind a zúzottkő ágyazatot alkotó zúzottkő halmaz szemszerkezetét, mind pedig az azt alkotó szemcsék szemalakját megváltoztatják. A MÁV Zrt. évente több kilométer vasútvonal felújítását, korszerűsítését végzi el, és ennek igen nagy a zúzottkőigénye. Ezért nem mindegy, hogy a visszanyert anyagok, így a többi között a visszanyert zúzottkő – újrafeldolgozás után – beépíthető-e a vasúti pályába vagy sem.

A vonatkozó törvényi előírás szerint a felújítás során kitermelt zúzottkő szilárd, veszélyes anyagokat nem tartalmazó vasúti pálya kavicságya kategóriába sorolható, amennyiben nem olajsáros vagy vegyileg nem szennyezett.
A szemszerkezetben bekövetkező változások megítélésére javasolt a szemmegoszlási görbék jellemzésére, a finomsági modulusok analógiájára bevezetett, szemmegoszlás minősítő értékének (M) használata, mely a minősítő szitaméreteken a fennmaradt tömegszázalék metszékeinek összegével adható meg.

Bevezető gondolatok

A vasúti felépítmények meghatározó szer­ke­zeti része a zúzottkő ágyazat. Már a megnevezés is – ágyazat – sokatmondóan elgondolkodtató, hiszen mindennapi életünkben egy gyakran emlegetett tárgy szerepére, sokrétű funkciójára utal.
A vasút fejlődése során a zúzottkő ágyazatos keresztaljas vasúti felépítmény vált elterjedt vágányrendszerré, ugyanis a vágánybontási, -fektetési, -cserélési és -szabályozási munkák jól gépesíthetők, így a vágány geometriája könnyen kialakítható. Az ágyazatban az azt alkotó zúzottköveknek a feladata a vágányról átadódó járműteher rugalmas és egyenletes elosztása az alépítményre. Belső nyírási ellenállásával biztosítania kell a vágánygeometriai jellemzők (pl. irány, fekszint, síktorzulás) tartósságát. Az ágyazati kőanyaggal szemben fontos követelmény, hogy az ágyazat a vasúti pályára jutó csapadékvizet átengedje, annak elvezetését biztosítsa.

Az ágyazatot érő hatások

1. ábra. A klasszikus vasúti pályaszerkezet keresztmetszete

2. ábra. A klasszikus vasúti pályaszerkezet hosszmetszete

Az ágyazat viseli el a vasúti forgalomból adódó terheléseket és hatásokat, valamint a vasúti pályát az időjárási hatásokból származóan érő igénybevételeket. A vasúti pályaszerkezet felső része az ún. vasúti „vágányrács”, amelyet megfelelő rugalmassággal és szilárdsággal rendelkező ágyazat fog közre és támaszt alá (1., 2. ábra). Így a klasszikus vasúti felépítmény – sínek, sín­le­erősítések, keresztaljak, úzottkő ágya­zat – egyik nagyon fontos eleme a zú­zottkő ágyazat, amelynek elsődleges funkciója, hogy teherhordó szerkezetként az aljakról átadódó nyomást lecsökkentve és egyenletesen elosztva juttassa tovább az alépítmény felületére (3. ábra). A zúzottkő ágya­zat további feladata, hogy megfelelő ellenállást adjon a vágány hossz- és keresztirányú mozgásaival szemben, biztosítsa a vasúti vágány irány- és fekszintállapotát.

3. ábra. A terhek szétosztása a vasúti pályaszerkezetben

A halmazt alkotó szemcsék igénybevétele

Az igénybevétel elviselése szempontjából mind az aljak alatti kőgerenda, mind pedig a kőgerendák közötti ágyazat, illetve az aljakat oldalról megtámasztó rézsűs ágyazati rész külön-külön szerkezeti egységként kezelhető. Kontinuum szemléleti rend szerint a halmazban a szemcsék gyakorlatilag kis felületen érintkeznek. A szemcsék szabadon elmozdulhatnak egymás mellett, eltávolodhatnak egymástól, elfordulhatnak, illetve egy-egy szemcse be­ékelődhet két másik szemcse közé.
Abban az esetben, ha a szemcsék szabad mozgása külső behatásra, például aláverés, tömörítés (bevibrálás) hatására megszűnik, akkor a térelem viselkedése a szilárd testhez hasonlóvá válik. A szemcsehalmaz mint szilárd test deformálódik, és a szemcsék mint szilárd testek alakváltoznak és így, ezek összessége adja a szemcsehalmaz egészének deformációját.
A szemcsehalmazban, a halmazt terhelő erőhatások következtében kialakuló erők a szemcsék közötti kapcsolattól függnek. A szemcsék közötti kapcsolat lehet a szemcsék súlypontjába irányuló normálerő jellegű, elméletileg súrlódás nélküli vagy a kapcsolódó felületeken kialakuló súrlódással kombinált kapcsolat. Ezért mondhatjuk, hogy a szemcsehalmazban fellépő erők függnek a szemcsék közötti kapcsolat formájától.

4. ábra. A szemcsék igénybevétele a közöttük kialakuló erőhatás következtében
A szemcsehalmazban a szemcsék igénybevétele az átadódó erőhatás következtében a szemcsék tönkremenetele szempontjából (4. ábra):
– húzó (szemcsehasító),
– nyomásból adódó nyíró,
– hajlító,
– tiszta nyíró
jellegű lehet.

A cikk folytatódik, lapozás:1234Következő »

Irodalomjegyzék

  • M. Gálos – L. Kárpáti (2007): Testing of Hungarian aggregates for railway ballast according to MSZ EN 13450:2003
  • Central European Geology, Vol. 50/4. Akadémiai Kiadó, Budapest, 353–361.
  • Gálos Miklós, Kárpáti László, Szekeres Dénes: Ágyazati kőanyagok – Kutatás és vizsgálatok (1. rész).
  • Sínek Világa, 2010/6.
  • Gálos Miklós, Kárpáti László, Szekeres Dénes: Ágyazati kőanyagok – A kutatás eredményei (2. rész).
  • Sínek Világa, 2011/1.
  • Gálos Miklós, Kárpáti László, Szekeres Dénes: Ágyazati kőanyagok – A kutatás eredményeinek hasznosítása (3. rész).Sínek Világa, 2011/2.
  • Szakértői értékelés a Piliscsaba–Esztergom állomások között a vasúti ágyazatban levő zúzottkövek előzetes állapotértékeléséről. Dr. Balázs L. Gy. – dr. Gálos M. (2012) BME Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2016 / 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 | ©