Dunaújvárosban 1984–85-ben az állomás IV. sz. vágányába a páratlan oldalon négy csoport 54-XI-1:9 egyszerű kitérőt, egy csoport 54-XIV-1:9 átszelési kitérőt, míg a páros oldalon egy csoport egyszerű kitérőt építettek be. Az egyszerű kitérőket (1. ábra) rugalmas műgyantával (Icosit KC–330), míg az átszelési kitérőt vastagabb, merev alátömékeléssel (Icosit KC–220) és egy 10 mm vastag gumilemezzel építették be. A kitérők az elmúlt közel 30 évben minimális fenntartás mellett üzemeltek, vágánygeometriai jellemzőiket a mai napig jól tartják. Az igen jelentős teherforgalom ellenére csupán néhány helyen volt alkatrészcserére szükség. A közel három évtized alatt azonban főként az egyszerű kitérőkben az alátámasztások sok helyen szinte teljes mértékben kitöredeztek, rugalmasságukat elveszítették, ezért felújításuk időszerűvé válik.
BSc diplomamunkámat a BME Út- és Vasútépítési Tanszéken készítettem 2014 tavaszán, ennek keretében végeztem el a ragasztott kitérők vizsgálatát. Az eredmények jobb áttekinthetősége érdekében hagyományos, zúzottköves kitérőket (talpfás és betonaljas) is választottam referenciaként.

A különböző szerkezeti felépítésű kitérők összehasonlító elemzése abban az esetben lenne ideális, ha rendelkezésre állna a ragasztott kitérőkkel megegyező rendszerű és terhelésű kitérő, amelyet ugyanakkor építettek be, illetve a beépítés után ugyanolyan minőségű lenne a fenntartás. A minél ideálisabb állapot elérése érdekében a referenciaként választott kitérőket Dunaújváros állomáson jelöltem ki (2. ábra). Természetesen lehetséges 2-3 év eltérés a beépítési időpontok között, mellékirányú sugarakban, amit az elemzés során figyelembe vettem, azonban a terhelés és a fenntartás minősége nagyságrendileg azonos az egyes kitérők esetében. A ragasztott kitérők közül a 3., az 5. és a 13. sz. kitérő évi 5-10 millió elegytonna terhelést kap, míg a 14. és 27. sz. kitérők ennek körülbelül a felét.

A kitérők rugalmassága teherbírási szempontból

A vasúti felépítmény szerkezeti elemeiben ébredő hatások – a Zimmermann–Eisenmann-elmélet alapján – helyettesítő hosszaljas számítási eljárással határozhatók meg. A számításokat különböző ágyazási tényezőjű hagyományos zúzottkő ágyazatra végeztem el, az eredményeket összehasonlítottam az Icosit KC–330 rugalmas műgyanta rugalmasságával, amelynek értéke az U = 134,5 kN/m/mm (folyamatosan ágyazott vágányszakaszon). A számítás során csak az Icosit KC–330 értékei vannak feltüntetve, ugyanis az Icosit KC–220 műgyantát végtelenül merevnek tekintjük, az átszelési kitérőben beépített gumilemez rugalmasságáról pedig nem állt rendelkezésemre információ.
A táblázat értékeiből látható, hogy az ágyazási tényező növekedésével a sínszál süllyedésének értékei egyre inkább csökkennek, a sín talpán az alátámasztásra átadódó erők pedig növekednek. Az Icosit KC–330 esetében kaptam közelítően a leg­kisebb besüllyedés és a legnagyobb átadódó erő értékpárokat (U = 134 kN/m/mm ~0,34 N/mm³). A ragasztott kitérőkben tehát a sínszál alatti alátámasztás fáradásra jobban igénybe van véve, ennek ellenére a kitérők jól tartják geometriai tulajdonságaikat.

Szerkezeti avulás

A ragasztott kitérők alátámasztásainak az avulására egy 4 fázisú modell állítható fel (3. ábra).
1. fázis: teljesen ép, repedésmentes alátámasztás. Az Icosit KC–330 esetén a kiegyenlítő réteg és a 20-30 mm vastag poliuretán hab is sértetlen. Az Icosit KC–220 esetében a merev alátömékelés és a 10 mm vastag gumi sértetlen.

2. fázis: Függőleges repedések jelennek meg a legvékonyabb anyagvastagságú helyeken (tőcsavarok, sarkok mentén). Az Icosit KC–330 esetében a rugalmas poliuretán hab mentén, az Icosit KC–220 esetében a merev alátömékelésen jelennek meg a repedések (5-6 évvel a beépítés után).
3. fázis: A repedések mentén az alátámasztás anyaga elkezd kitöredezni (beépítést követően 20-21 év).
4. fázis: A műgyanta teljes mértékig eltűnik, az alátámasztás elveszti a rugalmasságát, és alátámasztási hiány lép fel.
Igen gyakoriak a kitérőkön a törött csavarbiztosító gyűrűk, a kopott támtuskók, illetve a keresztezési középrészek elverődése. Az avuláshoz a kivitelezéskor elkövetett, tapasztalatlanságból eredő apróbb hibák (betonlemez nem megfelelő magassága, egyes leerősítések kitűzésének pontatlansága) is hozzájárultak.

A geometriai állapot értékelése

A kitérőmérési jegyzőkönyvek alapján

A talpfás és betonaljas kitérőkkel összehasonlítva a jelenlegi geometriai állapotok között nem tapasztaltam lényeges eltéréseket. A legtöbb ragasztott kitérőben a váltórész elejénél, illetve a kitérőív közepén néhány mm-es nyombővülések alakultak ki. A nagyobb nyombővüléseket bélelési, köszörülési munkával lehet javítani. A keresztezési részekben az értékek az előírt fenntartási mérethatárokon belül vannak, azonban az értékek nagyon változóak a néhány mm-es nyomszűkülés és bővülés között. A keresztezési részek végén azonban mindenhol egységesen nyombővülés alakult ki. Ennek oka, hogy a kitérők rugalmas talpfás rendszerű vágányokhoz csatlakoznak, így az itt kialakult alakváltozások és mozgások a ra­gasztott kitérők csatlakozó szakaszát jobban igénybe veszik, emiatt ezeken a helyeken hamarabb következik be méretváltozás.

A TrackScan mérés alapján

A keresztezési részek elején nagyobb mér­té­kű síktorzulást lehetett az összes kitérő esetében tapasztalni, aminek oka az elhasználódott csúcsbetét lehet. A fajlago­san kisebb terhelésnek kitett kitérők ebben az esetben alacsonyabb eltéréseket mutatnak (ugyanez a nyomtávolságra nem mondható el).
Az irányhibák a legtöbb esetben ±1 mm körüliek voltak, ugyanazokon a helyeken jelentek meg, mint a nyomtávhibák. Ugyanez a jelenség tapasztalható a süppedéseknél is, ezek mértéke ±3 mm között változott.

A fenntartási költségek összehasonlítása

A fenntartási költségek összehasonlításakor a beépítést követő időszakban elvégzett alkatrészjavításokat, illetve alkatrészcseréket, továbbá a hagyományos, zúzottkő ágyazatú keresztaljas kitérők esetében az ágyazatrostálást és a kitérő-aláverést lehetett számszerűsíteni. Tekintettel arra, hogy ezekre a beavatkozásokra az elmúlt 30 évben eltérő időpontokban került sor, ezért a számításokat 2014-es árakkal végeztem el, végeredményként megkaptam, hogy 2014-es árszinten mekkora összeget fordítottak az egyes kitérők fenntartására. Az árak nettó­ban értendők. Hangsúlyozni szeretném, hogy az így kapott összegek természetesen nem forintra pontosak, azonban nagyságrendileg megfelelőek.
A kisebb mértékű napi beavatkozásokat, amelyek nem tervezhetők előre, ám az üzemeltetés szempontjából fontos, szerves elemek – például ragasztott kitérők esetén a bélelés, köszörülés és alálemezelés, hagyományos kitérők esetében az átvillázás, furat újrafúrása stb. –, nem lehet az elmúlt 30 évre visszamenőleg számszerűsíteni. Mértékük azonban egy alkatrészcseréhez képest szinte elhanyagolható, ezért ennek számszerűsítésétől eltekintek.
A 2014 tavaszáig a kitérőkre fordított költségeket a 4. ábra oszlopdiagramja szemlélteti.

Ránézésre is szembetűnő az első két oszlop (referenciakitérők) kiugróan magas értéke. A 2. sz. kitérőt az elmúlt 30 évben kétszer is kicserélték, ebben az esetben csak az utóbbi cserét és az azóta a fenntartására fordított összeget szám­szerűsítettem, ebből kitűnik, hogy egy kitérőcsere mennyivel növeli meg a fenntartási költségeket. A 4. sz. átszelési kitérőben a váltórészben elhasználódás miatt szükségessé vált alkatrészcserék növelték meg leginkább a költségeket. A 10. sz. kitérő azt az esetet mutatja, amikor a vasanyag alkatrészcseréjére nem kellett nagyobb összeget fordítani, azonban a kitérő-aláverés, rostálás és talpfacsere így is magasabb összegre adódik, mint az olyan ragasztott kitérők fenntartása, ahol a vasanyag alkatrészcseréjére is szükség volt. A ragasztott kitérőknél a minimális fenntartás mellett (vezetősíncsere vagy megmunkálás az 5., a 13. és a 27. sz. kitérőkön) kialakuló összeg szinte elenyésző a többi kitérőhöz képest. Azokon a ragasztott kitérőkön, ahol nagyobb alkatrészcsere is történt – például a 3. sz. átszelési kitérőn keresztezési középrész, a 14. és a 31. sz. kitérőn csúcssín és tősín –, a fenntartásra fordított összeg néhány millió forint, de még így is kevesebb, mint a 10. sz. hagyományos kitérő fenntartási költsége, ahol nagyobb alkatrészcserére nem volt szükség.
A közeljövőben szükségessé válik a ragasztott kitérők nagyobb mértékű, elsősorban az alátámasztásokra kiterjedő felújítása. Ezek az összegek nem csökkentik jelentősen a zúzottköves kitérőkkel szemben fennálló fenntartási költségek közötti különbségeket, azonban az élettartamot még körülbelül 5 évvel megnövelhetik. Nem vizsgáltam a zavartatásból eredő költségeket (pl. vágányzár, forgalmi terelés), ám egyértelmű, hogy ezek a költségek növelték volna a zúzottköves és a ragasztott kitérők közötti fenntartásiköltség-különbséget.

Összefoglalás

Vizsgálataim során bebizonyosodott, hogy a nagy terhelésnek és szennyeződésnek kitett ragasztott kitérők alkalmazása – a jelenleg nem gépesíthető beépítés és magasabb építési költség ellenére is – előnyös lehet, mert időtálló, alacsony fenntartási igényű szerkezetekről van szó. A ragasztott kitérők nem mutatnak rosszabb tulajdonságokat a geometriai és szerkezeti avulás terén, mint a zúzottköves ágyazatú keresztaljas kitérők, viszont a fenntartási költségek területén jelentős megtakarítás érhető el. Továbbá a ragasztott kitérők alkalmasak lehetnének olyan helyeken is, ahol a sűrű személyvonati forgalom miatt nem jut elegendő idő és anyagi forrás a zúzottkő ágyazatú kitérők fenntartására. A tapasztalatokból kiindulva, a betonlemezes kitérők előtt és után érdemes lenne átmeneti rugalmasságú szakaszokat kialakítani ágyazatragasztással vagy más technológiai megoldásokkal.

Köszönetnyilvánítás

Köszönettel tartozom Szőke Ferenc alosztályvezetőnek, Pécsiné Nagy Anna szakasz­mérnökség-vezetőnek és Nagy Lajos főpályamesternek, továbbá a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Út és Vasútépítési Tanszéken dr. Kormos Gyula adjunktusnak és dr. Liegner Nándor tanszékvezetőnek a diplomamunka megírásában nyújtott segítségükért.