o BBI (Ballast Breakage Index) ágyazataprózódási index, melyet Indraratna és Lackenby vezetett be annak számíthatóságára, hogy az ágyazati anyag minősége miképpen változik az avulás során. Az index számításához szükség volt a fárasztás előtti és utáni szemmegoszlási görbék ismeretére. A BBI index alakulása a fárasztási ciklusszám szerint lineáris regressziós kapcsolat szerinti, ellenben az 1. minta esetén negatív determináltsági koefficiens adódott (ennek a matematikai statisztikai jelentése, hogy a mérési adatsorra illesztett regressziós függvény rosszabb illeszkedést mutat, mint egy y = c (konstans) függvény) (9. ábra). Megemlítendő, hogy a BBI(0) = 0 értéket peremfeltételként kezeltük. Amennyiben megvizsgáljuk az 1 millió fárasz­tási ciklus előtti mért értékeinket, ezek láthatóan és jelentősen „kilógnak” a mérési adatsorra illeszthető lineáris trendből. A korrektebb értékelés érdekében a mérések megismétlésére lehet szükség. Az 5 milliós fárasztási ciklusnál kb. 0,15 és 0,20 BBI értékek adódtak a vizsgált zúzottkő anyagainkon. Érdekes tény ebben az esetben is, hogy a kőzetfizikailag jobb minőségű (a Los Angeles aprózódási és Micro-Deval kopási paraméterek alapján minősítve) 2. minta BBI trendje meredekebb (figyelmen kívül hagyva a negatív R2 értéket, mert 1,5 millió ciklus után a megadott lineáris trend feltételezhető). Szakirodalom alapján az ágyazatrostálást a BBI = 1,0 értéknél szükséges elvégezni. Amennyiben a kapott lineáris regressziós függvényekkel kalkulálunk, és meghatározzuk a BBI = 1,0 értékhez tartozó ciklusszámot, az 1. minta esetében 31,45 millió, míg a 2. minta esetében 25,84 millió ciklus adódik. Ez az előző példánknál maradva, körülbelül 47 és 39 éves rostálási ciklusidőt jelent.
   o d < 22,4 mm tömegszázalékban kifejezett paraméter a fárasztás utánra értendően és a fárasztási ciklusszám között hatvány regressziós kapcsolat állapítható meg a 10. ábra szerint. Az 5 milliós fárasztási ciklusnál kb. 3% és 4,25% körüli értékek adódtak a vizsgált zúzottkő anyagainkon. Érdekes tény ebben az esetben is, hogy a kőzetfizikailag jobb minőségű (a Los Angeles aprózódási és Micro-Deval kopási paraméterek alapján minősítve) 2. minta romlási trendje meredekebb. Szakirodalom alapján [8] az ágyazatrostálást 30%-os értéknél szükséges elvégezni. Amennyiben a kapott hatvány regressziós függvényekkel kalkulálunk, és meghatározzuk a 30%-os értékhez tartozó ciklusszámot, az 1. minta esetében 2,17 × 1012, míg a 2. minta esetében 3,27 × 1010 ciklus adódik. A kapott értékek – az FV-ből számolt ciklusidőkhöz hasonlóan – irreálisak [8].
   o az M arány, valamint a λ arány paraméternél [7] a lineáris függvénnyel közelített regresszió esetében (11., 12. ábra) a kiadódott trendek szerint a jobb kőzetfizikai paraméterekkel jellemezhető 2. minta avulása szignifikánsan nagyobb, mint az 1. minta esetében (a sebességek előjelei is eltérnek, a 2. mintánál pozitív, az 1. minta esetében negatív). Amennyiben részletesebben megvizsgáljuk a mérésből számított adatokat, azt tapasztaljuk, hogy az 5 milliós ciklusszámhoz tartozó M arány és λ arány esetén a 2. mintánál a trendből „kiugró” érték adódott, ennek okát további vizsgálatokkal lehet megállapítani a jövőben.

– a további 4 paraméter esetében sem a lineáris, sem a hatványfüggvénnyel közelített regresszió nem szignifikáns.
Szükséges megemlíteni, hogy a rostálási ciklusidők számításánál és az aprózódások értékelésénél nem vettük figyelembe az alábbiakat:

• a gépi és a kézi aláverés okozta aprózódást;
• alépítményi és felépítményi rendellenesség miatti gyorsuló romlási hatást;
• egyéb ágyazatszennyező hatást (pl. por, vasbeton keresztalj kopása, vízzsákoknál az ismétlődő dinamikus terhelés következtében kialakuló pumping hatás okozta finomszemcse-tartalom növekedése);
• valós körülmények között a teljes keresztmetszetben nem alakul ki ilyen mértékű aprózódás, mint amekkorát mértünk a laborvizsgálatok során (pl. ágyazati rézsű és váll esetében szinte alig aprózódnak a szemcsék);
• csak 225 kN-os tengelyterhelést vettünk figyelembe (ez inkább a tehervonatoknál teljesül, személyvonatoknál kb. 180 kN a reális);
• az egyéb dinamikus többletterhelések (pl. hegesztések, sínillesztések, kitérő keresztezési középrészek) hatását figyelmen kívül hagytuk.

Távlati célok

Távlati célunk, hogy tovább keressük a korrelációt a termékszabványban alkal­ma­zott Los Angeles és Micro-Deval vizs­gá­latok, a prognosztizálható rostálási cik­lusidők és az új laboratóriumi eredmények között. Reményeink szerint a fárasztási ciklusszám korábban megfogalmazott változtatásával a kőanyag aprózódá­sát precízebben meg lehet állapítani. 2019 februárjától újabb próbát teszünk a ré­teg­rendszerkezet módosítására, mivel a vizsgálatok során az XPS lapok rendkívüli mértékben deformálódtak, így egy merevebb réteg (pl. szemcsés kiegészítő réteg vagy akár acéllemez) beépítésével elvégzett fárasztással összehasonlítható eredményeket lehet publikálni a közeljövőben.
A kidolgozott új fárasztásos vizsgálat időigénye igen nagy, ezért a közeljövőben tervezzük, hogy a különböző származású ágyazati anyagok szemcséin kisebb időigényű szemcsehasító vizsgálatokat is elvégezünk, mivel így hamarabb tehetünk kőzetmechanikai szempontból is fontos megállapításokat.
Az eddigi eredményeink alapján a számított aprózódási értékek arányaiban jóval magasabbak, mint a valós vágányokban mérhető, már beavatkozást igénylő vasúti ágyazatokban. Ennek oka a laboratóriumi körülmények között megvalósult egyféle igénybevételi forma. Egy olyan módszert szeretnénk kidolgozni, melynek segítségével meghatározható ennek az értéknek a maximuma, valamint az egyéb vasúti ágyazatot érő hatások és igénybevételek arányainak becslése.

Köszönetnyilvánítás

A kutatás az EFOP 3.6.1-16-2016-00017 projekt támogatásával készült.