1. A Tárnok–Székesfehérvár vasút­vonal korszerűsítése

A Budapest–Székesfehérvár vasútvonal fejlesztése az Európai Unió támogatásával valósul meg. A Tárnok (kiz.)–Székesfehérvár (kiz.) vonalszakasz átépítése magában foglalja a pálya, műtárgy- és felsővezeték építési munkáit, valamint a kapcsolódó biztosítóberendezési, távközlési, kábelkiváltási munkák tervezését és elvégzését.
A kivitelezés időtartama: 2009. március 31. – 2012. december 31.

A vasútvonal átépítés előtti állapota

A Budapest–Székesfehérvár vasútvonal a páneurópai V. közlekedési folyosó része.
A kétvágányú villamosított vasútvonalon V = 120 km/h az engedélyezett sebesség, Q = 210 kN az engedélyezett tengelyterhelés. Jelenlegi felépítmény: 54 E1 rendszerű sínek hézagnélküli kivitelben, LM jelű vasbeton aljakon 60 cm-es aljkiosztással, zúzottkő ágyazatban.
A vasútvonal utolsó átépítése az 1980-as évek első felében történt. Az akkori átépítéskor egyes alépítményhibás pályaszakaszokon az alépítményt aszfalttal erősítették meg, a vonal nagy része – rohammunkában – beforgató rostálásos technológiával épült át.
Tárnok–Martonvásár állomásközben aszfaltréteget építettek be a 286+65–295+92 szelvények között a bal vágányba és a 286+72–295+95 szelvények között a jobb vágányba.
A vasútvonalon a pálya állapota rossz, sáros ágyazat okozta süppedések és alépítményi eredetű hibára visszavezethető lokális pályahibák alakultak ki (1. kép).
A geotechnikai feltárások egyértelműen kiderítették, hogy az aszfalterősítés nélküli pályaszakasz legnagyobb része alépítményhibás lett.
Az esedékes fenntartási munkák pénz hiányában nem készültek el, így napjainkra a pályaszakasz nagy részén sebességkorlátozást kellett bevezetni, ami számottevő menetidő-növekedést okoz.

Tervezett állapot

A tenderkiírás szerint a tervezési szakaszokon valamennyi szakágnak meg kell teremtenie a V = 160 km/h sebességű és Q = 225 kN tengelyterhelésű közlekedés feltételeit. Ennek megfelelően a vasúti pálya mellett a felsővezeték, biztosítóberendezés, távközlés szakágainál jelentős mértékű beavatkozások szükségesek. Emellett az emelt sebességű közlekedésnek a hatályos környezetvédelmi törvények előírásainak is meg kell felelnie.
A teljes projekt több tervezési szakaszból áll. E cikk témája a Tárnok–Martonvásár állomások közötti nyíltvonal.

A geotechnikai terv feltárt talajok teherbírásával kapcsolatos megállapításai

A talajok teherbírása a természetes víz­tartalmuktól nagymértékben függ. Nagyobb víztartalom esetén a teherbírás csökken. A mérési eredmények alapján megállapítható, hogy az alépítményt alkotó finomszemcsés talajok teherbírását átlagos víztartalom (kb. 13-19%) mellett kb. E2 = 20 MN/m2 statikus értékkel lehet figyelembe venni. 20% feletti víztartalmak esetén a teherbírás E2 = 10 MN/m2 körüli értékre csökkent. Ritkán előfordult, hogy az átmeneti talaj teherbírása E2 = 40 MN/m2 körüli értékre nőtt.

Geotechnikai javaslat

A V = 160 km/h sebességű pálya kialakításához a meglévő alépítmény hibáit meg kell szüntetni, az átmeneti és kötött talajú alépítményt jelentősen meg kell erősíteni, és az alépítmény víztelenítését árokkal, szivárgóval meg kell oldani. Biztosítani kell a földmű szabvány szerinti méreteit, különös tekintettel a padka méreteire, valamint a töltés teljes keresztmetszetének tömörségére.
Az állomásköz átépítését a tervező (Vössing Mérnöki Iroda és az MHV-Cosinus Mérnöki Kft.) négyféle technológiával javasolta:

• Alépítmény-javítás stabilizálással, földmunkás technológiával.
• Alépítmény-javítás szemcsés anyagú vé­dőrétegek beépítésével alépítmény-javító géplánc segítségével (együtemű beépítés).
• Alépítmény-javítás szemcsés anyagú védőrétegek beépítésével alépítmény-javító géplánc segítségével (együtemű beépítés kiegészítő földmunkás technológiával).
• Az aszfalttal erősített pályaszakasz átépítése ágyazatcserével, alépítmény-javítás nélkül.

A geotechnikai terv készítésekor a tervező előnyben részesítette a földmunkás technológiával történő stabilizálást. Javaslata szerint stabilizálást csak ott lehet alkalmazni, ahol a tervezett sínkoronaszint –114 cm mélységig a talaj biztonsággal elérhető, mert ekkor az üzemelő vágány biztonságát a kitermelés mélysége még nem veszélyezteti.

Földművek teherbírási előírásai, a 2009 előtt megkövetelt E2 értékek

Esetünkben a 2009 előtti E2 értékek az irányadóak, amelyek V ≤ 160 km/h sebességű pályákon az alábbiak:
– zárórétegen    40 MN/m2
– védőrétegen    70 MN/m2
A megengedett eltérések:
– A pozitív eltérés nincs korlátozva.
– Negatív eltérés    10 MN/m2
Az előírás nem intézkedik geotextília, geomembrán beépítésekor arról, hogy le­hetséges-e a szemcsés réteg vastagságának csökkentése. Vizsgálati tapasztalatok alapján kijelenthető, hogy a nagy nyúlóképességű geotextíliák, geomembránok esetében teherfelvétel nem várható el. Más a helyzet nagy nyúlási modulusú, speciális működésük révén jelentős erőhatást kifejtő georácsok esetén.
Az 1. ábra a DB (Deutsche Bahn) hivatalos méretezési diagramját mutatja be georács alkalmazásakor. Ez a beépítendő szemcsés erősítő réteg vastagságát adja meg szaggatott vonallal georács beépítése esetén, ha a réteg tetején a megkövetelt teherbírási modulus E2 erősítő réteg tetején = 80 MN/m2  
A diagram érvényességének feltételei:

• zúzottkő ágyazatos felépítmény felújítása, illetve karbantartása esetén,
• az erősítés mellett az elválasztó és a szűrő hatás is biztosított,
• a földműkorona teherbírása beavatkozás előtt 10 MN/m2 ≤ E2 alsó rétegen ≤ 30 MN/m2
• a kiegészítő réteg legalább 20 cm vastag.

Amennyiben E2 alsó rétegen < 10 MN/m2, akkor külön mérésekre és egyedi tervezésre van szükség. Elmondható, hogy nagy szükség van a hazai igényeket, sajátosságokat, követelményeket figyelembe vevő korszerű méretezési eljárás kidolgozására.

Gépláncos technológiával beépíthető KG 1 és KG 2 védő-erősítő rétegek

A beépítendő kiegészítő réteg(szerkezet) szemcsés anyagát az alépítmény tulajdonságai, a hidrológiai viszonyok, a vasúti pálya terhelése és forgalma alapján kell megválasztani. Az eddigi hazai gyakorlattól eltérő a DB AG-nál bevezetett és bevált kétféle szemcsés keverék (Korngemisch 1 = KG 1 és Korngemisch 2 = KG 2).
A KG 1 szemcsés keveréknek relatíve magas a finomrésztartalma. Emiatt közel vízzárónak mondható az anyag, amely ugyanakkor nagyon érzékeny az optimális építési víztartalom túllépésére. Beépítése ott ajánlott, ahol a vízérzékeny alépítményt a felülről jövő vizektől védeni kell.

A vízáteresztő KG 2 keveréktől a KG 1 keverékével megegyező teherbírási tulajdonságok várhatók. Ott alkalmazható, ahol az alépítmény maga is vízáteresztő anyagból épült, amelybe a felszíni vizek beszivárgása megengedhető.
A szemcsés keverékek tulajdonságait a bányákban kell beállítani, ellenőrizni és megkövetelni. A tulajdonságok az építési helyszínen már nem módosíthatók. A szemcsés keverék rétegvastagságát a talajmechanikai vizsgálatokkal és a teherviselő rétegszerkezet méretezésével kell meghatározni.

2. Az alépítmény-javítási technoló­giákról általában

A földmunkás technológia

Ha az alépítmény rossz állapotban van, akkor földmunkás technológiára vagy az alépítmény-javító géplánccal történő átépítésre lehet tervet készíteni. A rétegszerkezet tervezése szempontjából nagy különbség nincs a két módszer között, az igazi eltérés a kivitelezési technológia, az anyagszállítás, a deponálás, a vágányzári idő, a gép- és munkaerő-szükséglet stb. tervezése terén és a kivitelezés során jelentkezik.
A meglévő alépítmény állapotától füg­gően többféle építési módra lehet tervezni.
Ha az alépítmény nagyon rossz állapotban van, akkor a szükséges mélységig az alépítményt ki kell termelni, és a megfelelő jó anyag beépítésével a megfelelő minőségű alépítményt elő lehet állítani.
Ha az alépítmény olyan állapotban van, hogy csak a nagyon rossz részét (például salak) termeljük ki, és lehetőség adódik a bent maradó alépítmény anyagától füg­gően meszes vagy cementes stabilizációval kezelni a talajt, akkor a tervezésnél általában ezt a megoldást választják.

Stabilizációk alkalmazása

A hazai vasútépítési gyakorlatban főként a meszes, a vegyi eljárásos, ritkábban a cementes talajstabilizációt alkalmazzák az alépítményi földműkorona megerősítésére.
A meszes talajstabilizáció a finomszemcsés talajok teherbírás-növelésének egyik lehetséges módja. Az alkalmazott kötőanyag mennyiségétől függően két változata létezik. Amennyiben a mészadagolás 1–4 tömegszázalék, a talaj teherbírásának meszes javításáról, ha 4–8 tömegszázalék, akkor meszes talajszilárdításról beszélhetünk.
A meszes talajstabilizációtól gyors szárító hatás és jelentős teherbírás-növekedés várható. Ha szükség van a szárító hatásra, akkor égetett mész, ha csak a stabilizáló hatás kell, akkor mészhidrát használata javasolt. Rendkívül száraz talaj esetén mésztejet kell alkalmazni.
Őrölt mész használatakor a mész hidra­tá­lódik, elnyeli a vizet és hőt fejleszt, amely a víz egy részét elpárologtatja. Csökken a plasztikus index, megmunkálhatóvá válik a talaj. A mész kötőereje a talajban folyamatos teherbírás-növekedést eredményez, javul a talaj összenyomással szembeni ellenállása.

Technológiai lépések:

• A talaj előkészítése: fellazítás, homogén szemcsésség – talajlazító eszközökkel (például eke).
• Mész elterítése: egyenletes elosztás (mennyiség megállapítása előzetes laborvizsgálatokkal).
• A talaj és a mész összedolgozása: professzionális gépekkel 40 cm, mezőgazda­sági gépekkel 30 cm vastagságban.
• Tömörítés: keverés után azonnal, teljes mélységig tömörítő gépek segítségével.

A vegyi anyaggal történő kezeléssel készített stabilizáció egyik formája a Con­solid. A rendszer olyan talajjavító eljárás, amelynél kétféle adalékszernek (egy folyékony és egy porszerű anyagnak) a talajba juttatása után a talaj finom szemcséi agglomerálódnak (morzsálódnak). A talaj+adalékszer keverék könnyebben tömörödik, a tömörített talaj víztaszítóvá válik, ezáltal a szilárdsága megnő. A rendszert víztaszító tulajdonsága teszi alkalmassá a földművek nedvesség elleni védelmére, a vasúti alépítmény teherbírásának növelésére, vízzáróvá tételére.

Az alépítmény-javító gépláncos technológia

Az 1980-as, 1990-es évek elején nyugat-európai vasúttársaságok – az akkor jelentkező igények szerint – olyan alépítmény-javítási technológiák fejlesztésébe kezdtek, melyek célja a használt anyagok újrahasznosítása volt. Az Osztrák Államvasutak (ÖBB) már ekkor foglalkozott a gépi alépítmény-javítási eljárások kifejlesztésével. Egyre nagyobb lett az igény egy védő-erősítő réteg beépítésére alkalmas nagygép iránt, melyet végül az ÖBB és a Plasser & Theurer fejlesztett ki az alábbi műszaki követelmények szerint:

• Lehetőleg rövid befűzési-indulási hossz.
• Legyen használható a gép rövid és hosszú vágányszakaszokon egyaránt, az el­várt átlagos beépítési teljesítmény 40 m/h (45 cm vastagságú hordozóréteg esetén).
• A legszigorúbb tömörítési elvárások a védőréteggel szemben (csak víz hozzáadásával érhető el).
• A felépítményi ágyazati anyag újrahasznosítása, védő-erősítő réteg, mely tartalmazza az összetört régi felépítményi ágyazati anyagot és az új homokos kavicsot.
• Áthaladás a védőrétegen fekvő vágányon, a gép után haladva 10 km/h sebességgel.

AHM 800-R

A fent részletezett követelmények alapján jelent meg a 800 m3/h teljesítményű, a használt ágyazati zúzottkő újrahasznosítására alkalmas AHM 800-R alépítményi géplánc, mely már a védőréteg anyagának hatékonyabb, gépen belüli vízadagolással történő tömörítését is megvalósította.

RPM 2002

Az alépítmény-javító gép alternatívájaként építették meg az RPM 2002 (2. kép), az AHM 800-R új generációs modelljét. Az RPM 2002 hasonló alépítmény-javítási technológiát alkalmaz, mint az AHM 800-R, de emellett a letermelt használt zúzottkő tisztításának elvégzésére és annak zúzottkő ágyazatba történő visszaépítésére is alkalmas.

• A szükséges anyagmennyiséget MFS önürítős kocsikban húzza magával szerelvényben.
• Egy műveletben kitermeli a zúzottkövet és eltávolítja belőle az odakerült fém alkatrészeket (például leszorító kengyelt).
• A régi ágyazati anyagot szétrostálással és a megfelelő méretű szemcsék finom pattintásával, azaz a szemcsék „újra élesélűvé tételével” teszi ismételt beépítésre alkalmassá.
• A zúzottkő keresztülhalad egy csillagrostán, amelyen rostalemezek találhatók, ezeken történik az erősen szennyezett zúzottkő előtisztítása. Ezután a zúzottkő keresztülhalad a zúzottkőtörő berendezésen; az áthaladás során a zúzottkövet élesre törik, majd – a dupla rostalemezeken – tisztítják. A megtisztított zúzottkövet a gép visszavezeti a töltőegységbe, ahol szükség szerinti mennyiségben új zúzottkő hozzáadása is történik.
• Az alépítményi anyag kitermelése után simítja a felületet, lehetőség van geotextília, georács beépítésére.
• Beépíti védő-erősítő rétegként a terv szerinti vízmennyiséggel nedvesített új KG 1 vagy KG 2 anyagot, majd tömöríti azt. A nedvességtartalom beépítés előtt mérhető.
• A megtisztított, újrahasznosítható zúzottkő és az új zúzottkő keveréke ezután a felújított alépítményre kerül a tömörítő berendezések alá; itt kerül sor az előtömörítés és a réteg méreteinek kialakítására.
• A geometria beállítása irányító húr segítségével történik.
• A vágány aláverését az aláverő egység végzi.

Az RPM 2002 szerelvény fő részei:

• Régi ágyazati anyagot kiemelő egység (300 mm mélységig, 4,0–4,6 m szélességben, 300 m3/h teljesítménnyel).
• ­Régi ágyazati anyagrostáló berendezés és az „újraélesítő” törőegység.
• A régi alépítményi korona felső rétegét eltávolító egység (500 mm mélységig, 4,05–6,60 m szélességben, 800 m3/h teljesítménnyel).
• Alépítményi koronát tömörítő egység.
• ­Védő-erősítő réteg beszállító pálya (400–600 mm rétegvastagságú beépítés).
• Védő-erősítő rétegegyengető, tömörítő (6 db lapvibrátor) és széltömörítő egység.
• Az újra beépíthető és az új ágyazati anyagot szállító pálya, aláverő egység.

A technológia a gépen belül zajló munkafolyamatok ábrázolásával a 2. ábrán lát­ható.

Az RPM 2002 szerelvény alkalmazásának előnyei:

• Rövid építési idő (munkasebesség kb. 80 m/h).
• A régi ágyazati anyag átdolgozása a szerelvényen történik.
• A régi ágyazat visszaépítésével mintegy 1,5 m3/m zúzottkő-megtakarítás érhető el.

RPMW 2002-2

Az RPMW 2002-2 géplánc az RPM 2002 továbbfejlesztett változata, megtartva annak előnyeit és javítva a tech­no­ló­­giáját.
Az RPMW 2002-2 egy menetben végrehajtható munkanemei közül a legfontosabbak az alábbiak:

• A felső ágyazat kiemelése, a visszaépíthető anyag mosása, tisztítása, a szemcsék élesítése, a beépítendő új ágyazati anyaghoz adagolása.
• A használt zúzottkő újrahasznosításához az alapanyag mosása, zárt vízkör rendszer segítségével.
• A maradék ágyazati anyag és az alépítmény felső rétegének kitermelése.
• Két kaparólánc használata a zúzottkő és az alépítmény felső rétegének kiemelésére.
• Az alépítményi korona elsimítása, szükség szerint geotextília, georács beépítése.
• Szemcsés védő-erősítő réteg beépítése tö­mörítéssel, a kedvező víztartalom folyamatos biztosításával.
• Padkatömörítés.
• A felújított és az új ágyazati anyag beépítése egy munkaműveletben.
• A vágány aláverése.

• A géplánc tervezhető építési haladási sebessége 110 m/h (magas munkateljesítmény).
• Az alépítményi anyag kiemelését a sín­koronaszint alatt 1,2 m-ig képes végrehajtani, 4,05–6,6 m széles tartományban.
• A szemcsés anyag egy menetben beépíthető legnagyobb rétegvastagsága 500 mm.
• Kiváló tömörítés, megfelelő nedvességtartalmú anyaggal.
• A használt anyagok integrált visszatermelése, annak magas fokú újrahasznosítása.
• Használt zúzottkő magas fokú, hatékony tisztítása, ezzel a beépítendő új zúzottkő mennyiségének jelentős csökkentése (újrahasznosításból származó költségmegtakarítás).
• Depónia- és szállítási költségek megtakarítása (kevés szállítójármű használata).
• Rövid munkahossz.
• Minden művelet saját vágányzónában történik, a másik vágányon nem gátolja a forgalmat.
• A géppel az erősen szennyezett ágyazat és altalaj cseréje is lehetséges.
• Szállíthatósági sebesség maximum 100 km/h.
• Problémamentes építés nehéz körülmények között is.

3. Javaslat a gépláncos alépítmény-javításra Tárnok–Martonvásár állomásközben a földmunkás és a gépláncos technológiák össze­hasonlításán keresztül

Időszükséglet

A gépláncok teljesítménye:
40–110 m/h, a védő-erősítő réteg vastagságától függően:
– AHM 800-R    40 m/h
– RPM 2002    80 m/h
– RPMW 2002-2    110 m/h

Tervezhető teljesítmény:
– Az AHM 800-R 300–500 vm/nap.
– Az RPMW 2002-2 600–700 vm/nap.
A földmunkás technológia időben lényegesen kevésbé behatárolható és sokkal nagyobb időigényű (5,8 m/h, kb. 60-70 m/nap), mint a gépláncos, melynek ehhez képest nagy a haladási sebessége (34,6 m/h). A fentiekben leírt teljesítményadatok a Cegléd–Kecskemét (17+78–315+00) és a Kecskemét-Városföld el­­á­ga­­zás–Vá­rosföld (355+00–436+08) ál­lo­más­közökben már megvalósult alépítmény-javítás elemzéséből származnak.

Vágányzári idő- és erőforrás-szükséglet

Földmunkás technológiával az anyagmozgatás sok géppel és szállítójármű használatával valósítható meg a gépláncos technológiához képest. A földmunkás technológiának 1000 vm munkába vett hosszra vetített erőforrás-szükséglete 33 gép és szállítójármű, illetve emberi erőforrás-szükséglete körülbelül 22 fő, míg az alépítmény-javító gépláncos technológia esetében ezek az erőforrás-szükségletek lényegesen kisebbek: három gép és körülbelül hat fő. Az összehasonlítás nem feltételezi, hogy a két technológia időben ugyanazt a teljesítményt nyújtja.
A földmunkás technológia időszükséglete azonos átépített hosszra vetítve lényegesen nagyobb. A technológia átépítési teljesítménye kisebb, ezáltal a kivitelezési idő jóval hosszabb, mint a gépláncos technológia alkalmazásával. Földmunkás technológiával a tervezett vágányzári idő és a tényleges teljesítmény összhangja könnyen felborulhat. A földmunkás technológia sokkal kisebb átépítési sebessége miatt a vágányzári idők akár 50%-ra való csökkentése is lehetővé válik gépláncos technológia alkalmazásával.
A Tárnok (kiz.)–Martonvásár (kiz.) állomásköz két vágányának átépítendő teljes hossza:
– jobb vágány    6743 vm
– bal vágány    6699 vm
Az állomásköz két vágányát teljes hosszban – az aszfalttal megerősített pályaszakasz kivételével, ami a jobb vágányban 923 vm, a bal vágányban 927 vm – alépítmény-javítással kell átépíteni.
Az alépítmény-javítás vágányzári időigénye földmunkás technológiával (5,8 m/h):
– jobb vágány    5820 vm, 1003 h
– bal vágány    5772 vm, 995 h
Az alépítmény-javítás vágányzári időigénye alépítmény-javító gépláncos technológiával (34,6 m/h):
– jobb vágány    5820 vm, 168 h
– bal vágány    5772 vm, 167 h
A számokból látható, hogy a gépláncos technológia a földmunkáshoz képest lényegesen kisebb vágányzári időigényű.

Közlekedés a földművön

A földmunkás technológia alkalmazásánál a technológiából adódóan igen nagy tömegű anyag mozgatására van szükség (kitermelt anyag elszállítása, illetve az új anyag behordása). Az anyagok behordása a meglévő – esetleg a már épülő – tükrön történik, a munkavégzés során ez esetleg többletkiadást jelenthet a gépköltségek miatt.
Gumikerekes járművekkel a földművön történő hosszirányú közlekedés során sérül, károsodik az épülő alépítmény, mert a kerekek alatt a terheléstől hosszirányban benyomódások alakulnak ki. Bármilyen figyelmesen jár el a kivitelező, előfordulhat, hogy a már megépített alépítmény megsérül.
Ezek a kivitelezési hibák a későbbiek fo­lyamán az alépítmény idő előtti meghibásodásához vezethetnek.
Általánosságban is elmondható, hogy gyakran a megrendelő meg is tiltja a vasúti alépítményen hosszirányban a közúti technológiával történő anyagszállítást. Ilyenkor az alépítmény javítására nem is lehet földmunkás technológiát alkalmazni.
Gépláncos technológia használatakor sem a tükör felületén, sem pedig a talajjavító rétegen nincs közlekedés, így jobb minőséget lehet elérni, mert nem keletkezik egyik rétegen sem a közúti járművek okozta benyomódás.
A geotechnikai vizsgálatok alapján kijelenthetjük, hogy a Tárnok–Martonvásár állomásközben levő talajok nem alkalmasak arra, hogy nehéz járművek közvetlenül a talajon közlekedjenek. Ezért az állomásközben az alépítményi rétegeken a nehéz gumikerekes járművek hosszirányú mozgását mindenképpen korlátozni kell.
Alépítmény-javító gépláncos technoló­gia alkalmazása során gumikerekes járművekkel nem kell a földművön járni, ami a Tárnok–Martonvásár állomásközre jellemző hosszú, magas töltések és mély bevágások esetén földmunkás technológiánál elkerülhetetlen. Mivel hozzájáró út csak igen nagy földmunkával lenne kialakítható, így a megközelíthetetlen szakaszok alépítményi munkái az alépítmény-javító géplánccal előnyösebben oldhatók meg. A géplánchoz tartozó anyagszállító szerelvénnyel az anyagok ki- és beszállítása MFS kocsikkal biztosítható. Tehát a gépláncos technológia alkalmazásával nem sérül az alépítményi korona.

Az alépítményi tükör kialakítása

A földmunkás technológia esetén a földmű geometriai kialakítása geodéziai kitűzéssel történik.
Gépláncos technológiánál a leendő föld­műkorona, illetve talajjavító réteg geometriai kialakítása a padkán kifeszített bemért húr révén történik, így pontos méretek érhetők el.
Gépláncos technológia használata során az alépítményi tükör kialakítása a gép segítségével történik, ami gyorsabb és pontosabb megvalósulást eredményez.

Kedvezőtlen pálya-keresztmetszeti körülmények

Korábban már említettem, hogy a földmunkás technológia alkalmazásánál igen nagy tömegű anyag mozgatására van szükség. Az anyag mozgatása során előfordul, hogy új megközelítő utakat, feljárókat kell építeni, a közutak fokozott igénybevétele is szükségessé válik. Ezekhez esetleges kisajátítási eljárásra is szükség lehet. Mivel az állomásközben magas töltések és mély bevágások a jellemzőek, a munkaterület közúton nagyrészt megközelíthetetlen. Így földmunkás technológia mellett a hozzájáró utak, bejárók építése és megerősítése, fel- és lejáró rámpák, fordulóhelyek építése, azoknak a munkák időtartama alatti folyamatos karbantartása elkerülhetetlen. Az átépítési munkák befejeztével a burkolt utak helyreállításáról gondoskodni kell, ezenkívül lényeges feladat a keletkezett zöldkár helyreállítása is. Földmunkás technológia esetén keletkező költségként figyelembe kell venni:

• A hozzájáró utak megerősítését és karbantartását.
• A zöldkár helyreállítását.
• A fel- és lejárók építését.
• A burkolt utak helyreállítását.

Környezetterhelés

A földmunkás technológiánál a használt anyagok (letermelt zúzottkő és alépítményi anyag), az új anyagok (zúzottkő alsóágyazati anyag, beépítendő védő-erősítő anyag) ki- és beszállítása az alépítményen, a le- és feljárókon és a hozzájáró utakon keresztül történik.
Gépláncos technológia esetén a lényegesen kevesebb közúti járműigény miatt – mivel az anyagszállítások vasúton történnek – a környezet por- és zajterhelése kisebb, ami főként lakott területeken és azok közvetlen közelében nagyon fontos. A közúti járművek okozta porképződés teljesen elmarad. A zajhatás is csak kizárólag a gép környezetében tapasztalható.
Világszerte komoly gondot okoz az egyre nagyobb mennyiségben keletkező hulladék. A nagygépes technológiával végzett alépítmény-javítás ilyen szempontból is kedvező, mivel a másik technológiával ellentétben itt a régi anyag tekintélyes része újrahasznosítható. Ez csökkenti a keletkező hulladék, valamint a felhasznált új anyag mennyiségét, ami a környezetterhelés pozitív alakulását eredményezi.

Anyagellátás, logisztika

Gépláncos technológia alkalmazása esetén az alépítményi védő-erősítő réteg anyaga vasúti szállítójárművek segítségével a bányából közvetlenül a munkaterületre szállítható, vagy tárolható az állomásokon kijelölt területeken (depóniákban), és innen rakodható fel a szállító (MFS) kocsikba. Ez különösen akkor előnyös, ha a vasúti szállítójárműveket ingajáratban kell közlekedtetni. Az állomásköz két végén található állomások depóniái közül az egyikből szolgálják ki a gépláncot új anyagokkal, a másikba pedig a használt anyagot szállítják be a géplánctól. A gépláncos munka előkészítése, a depóniák új anyaggal feltöltése és onnan a használt anyagok elszállítása legalább egy hónapot vesz igénybe, mindez vágányzári időn kívül elvégezhető.
Földmunkás technológiával a használt anyagot a munkaterületről kell közvetlenül közúti szállítóeszközökkel elszállítani, az új alépítményi anyagot pedig ugyanezzel a módszerrel kell visszaszállítani. Az ágyazati anyag újrahasznosítása esetén a használt zúzottkövet ki kell rostálni (például mobilrostával), majd a kirostált használt zúzottkő anyagot közúti technológiával vissza kell szállítani a munkaterületre. Mindez a vágányzári időn belül történik, ami nagymértékben növeli annak hosszát és jelentős számú közúti szállítóeszközt igényel.

Megfelelő géplánc alkalmazása esetén a használt zúzottkő újrahasznosításához nem kell azt a munkaterületről depóniába elszállítani, rostálni, majd visszaszállítani, mert annak rostálása, mosása, újraélesítése és visszaépítése helyben, a gépláncon megtörténik. Tehát géplánc alkalmazásával a használt újrahasznosítandó zúzottkő anyag szállítási költsége elmarad.
A gépláncos technológia alkalmazásánál a rostaalj elszállítása MFS kocsikkal történik. Különösen előnyös a használata nagyobb hosszúságú munkaterületeken, ahol a munkaterület bejárásakor több lerakóhelyet is lehet létesíteni, ezzel csökken a várakozással töltött idő (a szállítókocsi a rostaaljat a vágánytengelytől 7,5 m-re rakodja le).
Géplánc használatával a kisebb közúti járműigény miatt a másodlagos vagy járulékos költségek a földmunkás technoló­giához képest lényegesen kisebbek.

Minőségi kritériumok

A géplánc beépítési technológiáját a beépítendő védő-erősítő réteg anyagához fejlesztették ki, így az kifejezetten a gép által használt tömörítő rendszerrel van összhangban. A védő-erősítő réteg anyaga beépítés előtt minősítő vizsgálaton megy keresztül, ami garantálja, hogy a munkaterületre már homogén, ellenőrzött minőségű anyag kerül. A gépláncra jellemző az egyenletes tömörítő teljesítmény, ami a védő-erősítő réteg jó minőségét biztosítja. A technológia során az új védő-erősítő réteg anyag nedvességtartalmának automatikus ellenőrzése és szabályozása valósul meg. A technológia teljesen zárt rendszerű, ez nagyon magas minőséget, és ami igen fontos, tervezhető minőséget eredményez.
A földmunkás technológia kisebb fokú összehangoltsága és az inhomogénebb beépítendő alépítményi anyag miatt nem éri el az alépítmény-javító gépláncos technológia nyújtotta minőséget. A földmunkás technológia esetén a minőség ellenőrzése az alépítményi koronán és a védőréteg felső síkján a MÁV Zrt. előírása szerint, statikus tárcsás teherbírásméréssel történik.
A géplánc hatékonyan tömöríti a beépített javítóréteget. A munkafolyamat során a gép a tömörítés hatékonysága érdekében a talajjavító anyaghoz vizet kever, ez a földmunkás technológiával lehetetlen. Könnyű ejtősúlyos tömörségmérésre a gép alatt a lehetőség adott, így kellő számú ellenőrző mérésre van lehetőség. Georács és geotextília beépítése műszakilag még olyan esetben is megoldott, amikor a georács beépítése esetleg nem egy réteg felületére, hanem valamelyik rétegbe szükséges.
Minőség-ellenőrzésként az alépítményi géplánc egyes munkalépéseit az alábbiak szerint jegyzőkönyvezik:

• Minden jelzőpontnál rögzítik a kiemelési mélységét, a rétegvastagságot és az alépítményi korona (tükör) oldalesésének értékeit.
• A szemeloszlás és a védőréteg nedvességtartalmának ellenőrzése a gép saját laborrészében naponta legalább egyszer, rétegenként.
• Körülbelül 200 m-enként tárcsás vizsgálat a teherbíró képesség megállapítására (1997-ig statikus vizsgálatok, 1998-tól dinamikus tárcsás terhelési vizsgálatok az alépítményi tükrön és a védőrétegen az alakváltozási modulus megállapítására mintavételi pontok segítségével).
• A tömörség esetenkénti vizsgálata izotópszondával (Troxler).

Az eredményekről felvett jegyzőkönyv az átvételi dokumentáció részét képezi.

Időjárási körülmények

A földmunkás technológia erősen ki van téve az időjárás kedvezőtlen körülményei­nek. Nagy esőzések a már beépített rétegeket károsíthatják. Előfordulhat, hogy a rétegek száradási idejét a vágányzári idő és azon keresztül a projekt ütemtervének kötöttségei miatt nincs lehetőség megvárni. Ekkor az átázott, károsodott rétegek eltávolítására és újraépítésére van szükség, ami komoly költségnövelő tényező.
A gépláncos technológiánál rövid, körülbelül 6 m hosszú és 1 m mély a nyitott alépítményi tükör. Ez a géplánc nagy haladási sebessége miatt olyan rövid ideig van nyitva, hogy az esetleges esőzés ez idő alatt nem tud az alépítményben jelentős kárt okozni. Így az alépítmény-javító géplánc esőben is használható, a technológiával a vágányzári idő sokkal nagyobb biztonsággal tervezhető.
Tehát a gépláncos technológia a kedvezőtlen időjárási körülményekre kevéssé érzékeny.

Ágyazatmegtámasztás

Kétvágányú pályánál, 4,2 m-es vágánytengely-távolság esetén, a körülményektől függően, a sínkoronaszinttől számítva maximum 1,1–1,4 m-ig lehet az alépítményt letermelni úgy, hogy a másik vágányon a forgalom csökkentett sebességgel fenntartható legyen. Ennél mélyebbre a 4,2 m-es vá­gánytengely-távolság mellett csak szádfalazás alkalmazásával lehet letermelni az alépítményt.
Tárnok–Martonvásár állomásközben két­vá­gányú pálya alépítmény-javítását kell elvégezni. Az átépítendő szakaszon, ahol a szemcsés rétegek kitermelése miatt a kitermelés mélysége 1,14 m-nél nagyobb, már szükség van az üzemelő vágány megtámasztására. Ez kétféleképpen biztosítható:

• Földmunkás technológiával 4,5 m hosszú szádpallósor leverésével a nagytengelyben (a szádfalazás nemcsak a kivitelezési költséget, hanem a kivitelezési időt is növeli).
• Alépítmény-javító géplánc alkalmazásával nagyobb mélységű munkagödör nincs nyitva, mivel ez esetben a nyitott munkagödröt a gép csúszózsaluja támasztja meg, a gép egy menetben a védőréteg nagy részét beépíti.

Tehát a géplánc alatti csúszózsalus munkagödör-megtámasztás miatt géplánc alkalmazásakor szádpallósor leverésére nincs szükség, ezért nagy mélységű kitermelés esetén a gépláncos technológia használata ésszerűbb a szádolás elkerülése miatt. Emellett a másik vágány állékonysága, így azon a vonatforgalom csökkentett sebességgel való fenntartása is megoldott.
Továbbá a földmunkás technológiával nem biztosítható teljesen a kellő szélességű talajjavító beépítése. Bármennyire gondosan jár is el a tervező és a kivitelező, a két vágány között marad egy mag a meglévő alépítményből, melynek kitermelésére földmunkás technológiával nincs lehetőség, míg gépláncos technológiával ez is megoldott.

Sebességkorlátozás

Kétvágányú pályánál földmunkás technológia esetén a talajjavító réteg beépítése idejére a szomszédos vágányon lassújel bevezetése szükséges, az átépítendő szakasz teljes hosszában. A lassújel mértéke a javítóréteg vastagságától függ.
A nagygépes technológia alkalmazásakor a rövid, nyílt munkaterület miatt nem szükséges technológiai lassújel a szomszédos vágányon, így azon maradhat az eredeti engedélyezett sebesség. Csak munkavédelmi lassújel bevezetése indokolt, de az a földmunkás technológia esetén is szükséges. A géplánc hosszának megfelelő sebességkorlátozás szükséges maximum 300 m hosszban (40 km/h).
A gépláncos technológia használata mellett a sebességkorlátozás mértéke kisebb, így a szomszédos vágány közlekedés szempontjából kihasználhatóbb. Minél kisebb a sebességkorlátozás mértéke mind térben, mind időben, annál jobban tartható a teljes vonalon a menetrendszerűség, és annál több menetvonal értékesíthető. Másrészt a sebességkorlátozás a köz­lekedés szempontjából a fékezések és gyorsítások miatt energiaveszteséggel jár, így az energiamegtakarítást illetően is a gépláncos technológia az előnyösebb.

A használt ágyazati kő újrafelhasználása

Földmunkás technológiával a használt zúzottkő „újraélesítő” törésére nincs lehetőség, ezért kisebb mennyiségű zúzottkő újrahasznosítására van csak mód.
A gépláncos technológia alkalmazásánál (RPM 2002, RPMW 2002-2 gépláncok) a hatékonyabb tisztítás és az „újraélesítő” törés által újrahasznosított anyagok bevitelével viszont az újanyag-felhasználás akár 50%-kal csökkenthető, ami jelentős költségmegtakarítást jelent a földmunkás technológiához képest, nem beszélve arról, hogy ez a munkafolyamat helyben, a gépláncon történik, szállítási többletköltségek nélkül, mint azt már korábban említettem. (Az AHM 800-R és az RPMW 2002-2 gépláncok zúzottkő-újrafelhasználás szempontjából való részletes összehasonlítását lásd később.)

Vágányátjárhatóság az alépítmény-javítás közben és javítás után

A földmunkás technológiával történő alépítmény-javítás a meglévő vágány bontásával kezdődik. A földmunka, a megfelelő rétegrend-kialakítás, az alsóágyazat-készítés, a vágányfektetés, a felsőágyazat-készítés és a vágányszabályozás után indulhat az új vágányon a vasúti közlekedés. A tech­no­ló­gi­ából adódóan az alépítmény-javítás közben vasúti járművek használata – vasúti vágány híján – nem lehetséges.
A gépláncos alépítmény-javítás vágánybontás nélkül történik. A vágány alépítmény-javítás közben is átjárható, tehát vasúti járművekkel történő mozgás, anyagmozgatás és szállítás is lehetséges. A vágány vasúti járművekkel V = 10 km/h sebességgel járható. Az ágyazatkészítés és a vágányszabályozás a gépláncos technológia része, így az alépítmény-javítás befejeztével (ha a javítás időben szakaszos is), a vágány sebességkorlátozás mellett vasúti járművekkel azonnal átjárható.

Az alépítmény-javító gépláncos technológia hátrányai

Az alépítmény-javító gépláncos technológia hátrányai a földmunkás technológiával szemben az alábbiak:

• Az alépítményi korona tömörítése nem tökéletesen megoldott.
• A beépítendő védő-erősítő réteg vastagsága korlátozott, talajcsere, talajstabilizáció végrehajtása nem lehetséges.
• A kiegészítő intézkedések az építés közben felfedezett hiányosságokra válaszul csak erősen korlátozott mértékben hajthatók végre.
• Az építési minőség (tömörség, teherbírás) ellenőrzése térben és időben korlátozott.
• Nagyon gyenge (E2 < 10–15 MN/m2) al­építményi koronán nem alkalmazható.

Az alépítmény-javítási technológia kiválasztása

A két technológia korábban ismertetett összehasonlítása alapján megállapítható, hogy Tárnok (kiz.)–Martonvásár (kiz.) állomásköz alépítmény-javítása – az aszfalttal megerősített pályaszakasz kivételével – teljes hosszban a gépláncos technológiával előnyösebb.

Alépítmény-javító géplánc kiválasztása

Az AHM 800-R és az RPMW 2002-2 nagygéppel alkalmazott technológia közötti lényeges különbségek a következők:
Az AHM 800-R a letermelt használt zúzottkövet összetöri, az általa beépítendő új védő-erősítő réteg anyagába belekeveri, majd a kevert anyagot visszaépíti. Az AHM 800-R nagygép használata olyan vasúti pálya esetén gazdaságos, ahol a zúzottkő ágyazat minősége rossz, és annak alépítmény-javítás utáni visszaépítése nem lehetséges. A gép által letermelt és összetört rossz minőségű zúzottkő anyaga visszakerül a védő-erősítő rétegbe, tehát az anyag újrahasznosítása így megvalósul.
A RPMW 2002-2 gép technológiája során a használt zúzottkő anyaga nem a védő-erősítő rétegbe kerül vissza. A védő-erősítő réteg új anyagból készül. A védő-erősítő réteg beépítését követően a használt zúzottkő rostálás, tisztítás (mosás) és élesítő törés után visszakerül a pályába zúzottkő ágyazatként. Így a technológia során jelentős (1,5 m3/m) zúzottkő-megtakarítás érhető el. A géplánc működése akkor gazdaságos, ha a pályában lévő zúzottkő jó minőségű, és nagy része visszaépíthető.
Ma Magyarországon a zúzottkő ára 3300 Ft/t, a géplánc által beépített védő-erősítő rétegben használt anyag ára pedig 1300 Ft/t körül van.
Ha a használt zúzottkő anyag a pályába visszaépíthető, akkor az alépítmény-javító gépláncok közül azt kell választani, amelyik a zúzottkövet nem megtöri és a védő-erősítő rétegbe visszaépíti, hanem azt, amelyik ágyazati anyagként visszaépíti. A védő-erősítő anyag olcsóbb, mint a zúzottkő, így ha az ágyazatként visszaépíthető, akkor az annak megfelelő technológiát alkalmazó RPMW 2002-2 gépláncot kell választani.
A leírtak alapján a Tárnok (kiz.)–Mar­ton­vásár (kiz.) állomásköz alépítmény-javítására – az aszfalttal megerősített pályaszakasz kivételével – az RPMW 2002-2 alépítmény-javító géplánc alkalmazását javaslom.
Géplánc használata esetén a stabilizálással jelölt szakaszokon 50 cm vastag vízzáró réteg beépítésével kell számolni. A változó sínkoronaszintek miatt ezeken a szakaszokon is ki kell dolgozni az egyes szakaszok kitermelési mélységeit és a beépítendő vastagságokat a sínkoronaszintek eltérésének függvényében.
A gépláncos alépítmény-javítás előtt azokon a szakaszokon, ahol a sín­ko­ro­na­szintet 20-30 cm-rel csökkenteni kell, kiegészítő munkaként fordított rostálás szükséges. A rostálás előnyei:

• Csökkenthető a sínkoronaszint, ami lehetővé teszi a géplánc használatát.
• Túlemelés megszüntetése a pályában (a gépláncon lévő manipulátorok biztonságos közlekedése miatt maximum 60 mm lehet).
• A rosta ágyazatszél-felhajtást végez a sínkoronaszint-csökkentés során. Mivel a gépláncon elöl haladó kisebb kaparószalag, amely a használt ágyazati anyag letermelését végzi, 4,0 m szélességben dolgozik, az ágyazatfelhajtás miatt így az nagyobb mennyiségű használt zúzottkövet tud letermelni, amit ezután a géplánc újrahasznosított anyagként visszaépít. Ha nem lenne rostálás a géplánc előtt, akkor az ágyazatszél felhajtása nélkül ezt a többlet zúzottkő-mennyiséget a nagy kaparószalag szedné fel, és az a használt anyaggal együtt kikerülne a vágányból, vagyis kisebb lenne az újrahasznosított zúzottkőmennyisége. Így a rostálással használt, visszaépíthető zúzottkő-megtakarítás valósul meg.

4. Összefoglalás

A fenti következtetések alapján kijelenthető, hogy mindenütt, ahol a műszaki adottságok és egyéb körülmények lehetővé teszik, a földmunkás helyett a gépláncos alépítmény-javítási technológiát kell alkalmazni.
Más magyarországi vasútvonalakon al­kalmazott alépítmény-javítás gazdasági számításai is alátámasztják, hogy a 35-40 km-nél hosszabb szakaszon az alépítményi gépláncos technológiával végzett munka egyszeri beruházási és többéves üzemeltetési költsége nemcsak kedvezőbb, hanem minőségi paramétere is sokkal jobb a földmunkás technológiáénál.
Az Európai Unióhoz csatlakozást követően hazánknak a vasútépítésben is lépést kell tartania a kor által diktált technikai fejlődéssel, így a jövőben itthon is elengedhetetlenné válik a korszerű vasútépítési technológiák alkalmazása.
Ennek kiváló példája, hogy a megszületett döntés értelmében a Tárnok (kiz.)–Mar­ton­vásár (kiz.) állomásköz alépítmény-javítására az átépítés kivitelezési munkáit végző SZCKM-2008 Konzorcium, az általam is javasolt alépítmény-javító gépláncos technológiát alkalmazza.