Jelenleg a városi vasúti pályáknál hétféle felépítményt különböztetünk meg, amelyek a munkaterület, a vágányzár ideje és a geometriai jellemzők függvényében minden esetben más-más módon valósulnak meg. Ezek a felépítményszerkezeti típusok az alábbiak:

• zúzottkő ágyazatú (1. ábra),
• bebetonozott ágyazatú (2. ábra),
• betonlemezes (3. ábra),
• RAFS I. (4. ábra),
• RAFS II. (5. ábra),
• RAFS III. (6. ábra),
• nagypaneles (7. ábra) [3].

Vizsgált vonalszakasz

Vizsgálatunk célja az volt, hogy a közúti vasúti pályák esetében – hazai viszonylatban – megkülönböztetett hétféle felépítmény minél több típusának avultságát meg tudjuk vizsgálni.
A vizsgált vonalszakasz kiválasztásakor a legfontosabb szempont az volt, hogy azonos terhelés mellett minél többféle felépítménytípust tudjunk vizsgálni. A választás így esett a budapesti 1-es villamos vonalára, amelyen a fentiekben ismertetett hét felépítményszerkezeti típusból hat megtalálható.
Az 1-es villamos vonala több évig, több ütemben, számos technológiai korszerűsítést követően épült meg. A vonal majdnem teljes felújítása a meghosszabbításával 2019-re készült el, ezzel a leghosszabb villamosvonal lett Budapesten. A jelenleg 18,2 kilométer hosszú szakasz 32 megállóhellyel, 35 útátjáróval és 22 csoport kitérővel rendelkezik.

Vágánygeometriai mérések

A vágánygeometriai méréseket a jobb vágányban, az éjszakai üzemszünet alatt, 0:30 és 3:30 közötti időintervallumban tudtuk elvégezni.
A mérésekhez a Metalelektro Méréstechnika Kft. által kifejlesztett TrackScan 4.01 műszert használtuk (8. ábra).

Az összetett kézi vágánymérő készülék alkalmas vasúti vágányok, kitérők folyamatos mérésére. Az alábbi jellemzőket képes egy időben mérni és az eredményeket rögzíteni:

• nyomtávolság,
• vezetéstávolság,
• túlemelés,
• irány,
• süppedés,
• pályahossz mérése,
• síktorzulás [4].

A mérési adatokat a TrackScan Desktop program segítségével tudtuk kiértékelni, ahol a vizsgálati csoportnak a BKV Zrt. Közúti vasúti infrastruktúra tervezési irányelvek kiadványa [3] szerinti „B – fenntartási mérethatár” értékeit választottuk.
A kiértékeléseknél nyomtávolságot, túlemelést és a síktorzulást vizsgáltuk részletesen.

Felépítmények avultságának vizsgálata

A felépítmények avultságának vizsgálatához egy saját, szubjektív pontozási rendszert hoztunk létre, mérőszámoknak az alábbi jellemzőket választottuk:

• a hiba jellege,
• a hiba hossza,
• geometriai viszonyok,
• felépítmények hossza,
• járművek sebessége,
• átgördült tengelyek száma,
• fajlagos költség,
• időtartam.

Ezekhez a mérőszámokhoz súlyszámokat rendeltünk, amelyek összegéből az úgynevezett avultsági tényezőt lehet számítani. Minél nagyobb az adott felépítményrendszer avultsági tényezője, annál intenzívebb, gyorsabb a vágánygeometriai romlása.
Vizsgálatunk során tudatában voltunk annak a ténynek, hogy a különböző felépítményszerkezeti típusok kismértékben eltérő élettartammal rendelkeznek, de jelen vizsgálat szempontjából nem releváns az elemzéseknél történő figyelembevétele.

Folyóvágány vizsgálata

A folyóvágány mérési eredményeinek kiértékelése 140 hibát mutatott ki, összesen 365 méter hosszon (9. ábra) a „B” mérethatár figyelembevételével.

A kimutatott hibák az alábbiak voltak:

• nyombővülés,
• nyomszűkület,
• síktorzulás,
• túlemelés.

A kiértékelés során kapott hibalista alapján kategorizálni lehetett a hibák típusát (mely paraméterre vonatkozik), valamint azok mértékét. Ezeknél először meg kellett állapítani, hogy hosszabb szakaszra kiterjedő hibákról van szó, vagy csak pontszerűen jelennek meg. A pontszerű hibák megjelenése sok esetben a Phoenix sínvályúk szennyezettségének tudhatók be.
A túlemelési hibák vizsgálatánál két esetet kellett figyelembe vennünk:

• a megvalósulási terveken nem szerepel túlemelés, de a mérési eredmények meghaladják a „B” mérethatár értékeit, vagy
• a megvalósulási terveken szerepel túlemelési érték, azonban a mérési eredmények ezek figyelembevételével is meghaladják a „B” mérethatár értékeit.

A folyóvágány vizsgálatának mérési eredményeit két változat/módszer szerint értékeltük ki.

Mérési eredmények kiértékelése – első változat

Az első változat szerint az alábbi jellemzőket vettük figyelembe:

• a hiba jellege,
• geometriai viszonyok,
• felépítmények hossza,
• járművek sebessége,
• átgördült tengelyek száma,
• fajlagos költség,
• időtartam.

Ebben az esetben figyelmen kívül hagytuk a hiba hosszát, helyette az egyes felépítményrendszerek teljes hosszához viszonyítottuk a rajtuk előforduló hibák számát.
A szubjektív pontozási rendszert használva az eredmények kiértékelése a 10. ábrán látható. Az ábra bemutatja a különböző felépítményrendszerek avultsági tényező értékeinek egymáshoz viszonyított százalékos értékét. A viszonyítás alapja a vonalszakaszon legtöbbet előforduló vályúsínes RAFS vasbeton lemezen aszfaltburkolatú felépítmény, amelynek az avultsági tényezője 100%. Látható, hogy a Vignol-48 sínrendszerű, vasbeton alj alátámasztású, zúzottkő ágyazatú felépítmény romlása kiemelkedő. A hibák jellege javarészt nyomszűkület.

Mérési eredmények kiértékelése – második változat

A második változat szerinti kiértékeléshez az alábbi jellemzőket vettük figyelembe:

• a hiba jellege,
• a hiba hossza,
• geometriai viszonyok,
• járművek sebessége,
• átgördült tengelyek száma,
• fajlagos költség,
• időtartam.

Második közelítésként figyelmen kívül hagytuk az első változatban használt felépítményrendszerek teljes hosszának és az előforduló hibáknak egymáshoz viszonyított számát. E helyett a hiba hosszát vettük figyelembe az alábbi módon:
Az így kapott eredmények elemzéséből látható, hogy az első közelítéshez hasonlóan, ebben az esetben is a Vignol-48 sínrendszerű, vasbeton alj alátámasztású, zúzottkő ágyazatú felépítmény avultsági tényező értéke a legmagasabb – 14%-kal magasabb a viszonyítás alapjául szolgáló vályúsínes RAFS vasbeton lemezen, aszfaltburkolatú felépítmény értékénél (11. ábra).

A változatok összehasonlításánál észrevehető, hogy a mérőszámok módosításával az egyes felépítményrendszerekhez tartozó avultsági tényezőértékek is módosultak (12. ábra). Ennek oka, hogy ezek a felépítménytípusok a teljes szakaszon csak kis hosszon találhatók meg, ennek ellenére számos hiba jelentkezett beépítésük óta.

Fontos külön vizsgálni a különböző típusú felépítményszerkezetek időbeli romlását is. Mivel a méréseink egy adott időpontot jelölnek, a beépítésük óta eltelt évekből más mérési adatok nem álltak rendelkezésünkre, ezért egyelőre nem lehet pontosan megállapítani a felépítményszerkezetek romlása és az eltelt idő közötti összefüggést. Csak feltételezni lehet, hogy a gyakorlatban ez az összefüggés időben gyorsuló, exponenciális függvényt rajzolna ki – ellenben ezt a jövőben további mérésekkel, számításokkal igazolni szükséges.

Túlemelések vizsgálata

A túlemelési hibák vizsgálatánál a már fentiekben ismertetett két esetet vettük számításba. Az eredmények elemzése alapján megállapítható, hogy a megvalósulási tervek szerinti túlemelési értékek és kifuttatásaik az előírásoknak megfelelőek, állapotuk nem romlott. Ezzel szemben jelentős hosszokon jelentek meg túlemelési hibák olyan helyeken, ahol a megvalósulási tervek szerint a keresztfekszint értéke 0 mm.
Vizsgáltuk továbbá az adott felépítmény és az azon megjelenő túlemelési hibák hosszának arányát. Ezt összevetve az első és a második változatban kapott avultsági tényezők átlagával azt kaptuk, hogy a vályúsínes, icositos, vasbeton lemezre ragasztott, aszfaltburkolattal ellátott felépítmény romlása a legkiemelkedőbb (13. ábra).

Megállóhelyek vizsgálata

A megállóhelyek vizsgálatánál az eredmények kiértékeléséhez az alábbi jellemzőket vettük figyelembe:

• geometriai viszonyok,
• járművek sebessége,
• átgördült tengelyek száma,
• fajlagos költség,
• időtartam.

A fentieken kívül vizsgáltuk az azonos felépítményszerkezetű peronok összegzett hosszainak és az ezeken a szakaszokon megjelenő hibák összegzett hosszainak arányát.
A szubjektív pontozási rendszer által kapott eredményekből látható, hogy a folyóvágányhoz hasonlóan, a megállóhelyek vizsgálata során is a Vignol-48 sínrendszerű, vasbeton alj alátámasztású, zúzottkő ágyazatú felépítmény avultsági tényező értéke lett a legmagasabb értékű (14. ábra). Ebben az esetben a viszonyítás alapja a megállóhelyekben legtöbbet előforduló felépítmény, a vályúsínes RAFS vasbeton lemezen, aszfaltburkolattal.

Útátjárók vizsgálata

A 35 csoport útátjáró esetében az eredmények kiértékelésénél az alábbi jellemzőket vettük figyelembe:

• geometriai viszonyok,
• járművek sebessége,
• átgördült tengelyek száma,
• fajlagos költség,
• időtartam.

Ezeken kívül, mivel nem rendelkezünk adatokkal az egyes közúti-vasúti útátjárók évi átlagos napi közúti forgalom értékéről, vizsgáltuk az azonos felépítményszerkezetű útátjárók összegzett hosszainak és az ezeken a szakaszokon megjelenő hibák összegzett hosszainak arányát.

Az eredményekből látható, hogy az útátjárók esetében a vályúsínes RAFS vasbeton lemezen, aszfaltburkolatú felépítmény avultsági tényezőjének értéke lett a legmagasabb (15. ábra). Ebben az esetben a viszonyítás alapja az útátjárókban legtöbbet előforduló felépítmény, a vályúsínes RAFS vasbeton lemezen, bazaltbeton burkolattal.
Feltételezhető, hogy ezen útátjárók esetében a tervezés és a kivitelezés során nem vették figyelembe az áthaladó közúti forgalom nagyságát és annak időközbeni jelentős növekedését.

Kitérők vizsgálata

Az 1-es villamos vonalán, a jobb vágányban összesen 22 csoport kitérő található, vályúsínes Phoenix, illetve Vignol rendszerű, rugalmas kitérők egyaránt.
Ezekről általánosságban elmondható, hogy jó állapotban vannak, mindössze két csoport kitérő esetében jelentkezett túlemelési hiba, amelyek értéke éppen átlépi a „B” mérethatár által meghatározott értékeket. Az első esetben a Közvágóhíd megálló előtt található Phoenix 50/50 kitérő teljes hosszán átlagosan 13,7 milliméter túlemelési hiba jelenik meg. A második esetben a Bécsi út/Vörösvári út megállónál található B48 100/100e kitérő egy rövidebb szakaszán jelenik meg az átlagosan 10,5 milliméter túlemelési hiba.

Összefoglalás

Hazánkban jelenleg hétféle felépít­mény­szerkezetet különböztethetünk meg közúti vasutak esetében [3]. Változó jellem­zőik az alátámasztás, a sínágyazás, a leerősítés, a sínrendszer és a burkolat típusa.
Kutatásunk keretein belül próbáltuk megállapítani, hogy a különböző felépítményszerkezetek avulása – egymáshoz viszonyítva – milyen mértékű. Ehhez egy közel azonos terhelésű vonalszakaszt választottunk ki, a budapesti 1-es villamos teljes vonalát.
Az éjszakai üzemszünetben végzett méréseink eredményeit különböző mérőszámok alapján elemeztük és egy szubjektív pontozási rendszert hoztunk létre. A felépítmények avultságának jellemzésére a súlyszámok összegéből létrehoztuk az úgynevezett avultsági tényezőt.
A mérési eredmények kiértékelése alapján azt kaptuk, hogy a folyóvágánynál és a megállóhelyeknél a Vignol-48 sínrendszerű, vasbeton alj alátámasztású, zúzottkő ágyazatú felépítmény, míg az útátjárók esetében a vályúsínes RAFS vasbeton lemezen készült aszfaltburkolatú felépítmény avultsági tényezőjének értéke a legmagasabb.
A különböző felépítményrendszerek avultsági tényező értékének pontosításának érdekében – más terhelésű, más évben beépített vonalszakaszokon – további mérésekre van szükség.

Köszönetnyilvánítás

A tanulmány a „Nemzetköziesítés, oktatói, kutatói és hallgatói utánpótlás megteremtése, a tudás és technológiai transzfer fejlesztése mint az intelligens szakosodás eszközei a Széchenyi István Egyetemen” című (azonosítószám: EFOP-3.6.1-16-2016-00017) projekt keretében készült.