Очистка плечевого балласта доказывает свою эффективность

Грязевые пятна, распространенная проблема на пути с балластом, часто связаны с повышенным ухудшением геометрии пути и накачкой шпал, что не только влияет на геометрию, но также может привести к сокращению срока службы шпал и увеличению количества отказов в конструкции пути. Хотя полная замена балласта при подрезке является идеальным решением, методы улучшения дренажа, такие как точечная очистка балласта на обочинах (SBC), могут замедлить ухудшение конструкции пути и продлить время, прежде чем потребуется подрезка.

Осознавая необходимость устранения грязевых пятен для поддержания здоровой структуры пути и уменьшения проблем с путями в будущем, компания MxV Rail выполнила SBC на участке с очень мелким заполнением балласта, чтобы оценить, как улучшенный дренаж обочин влияет на характеристики пути (рис. 1). Исследование показывает, что, хотя SBC был эффективен в районах с сильно разрушенными верхними слоями балласта, результаты показали, что общая полезность метода будет варьироваться в зависимости от местоположения.

SBC провела более года испытаний на «дождливом участке» Центра ускоренного сервисного тестирования (быстрого) в Пуэбло, штат Колорадо. Особое внимание было уделено откачке поверхностного бурового раствора, осаждению, дренажу и мелкой миграции, чтобы определить, «очищает» ли SBC центральную балластную секцию.

Эта работа финансировалась совместно программой стратегических исследовательских инициатив (SRI) Ассоциации американских железных дорог (AAR) и программой исследований тяжелых осевых нагрузок на путях Федерального управления железных дорог (FRA).

Участок «Быстрый дождь» с 2017 года служит испытательным полигоном для перекачки бурового раствора и исследований мелконаполненного балласта. Длина участка составляет 6,09 м, индекс загрязнения Селига (FI) равен 40 (при этом большая часть балластных пустот заполнена мелкими частицами). и может создавать контролируемые искусственные осадки с помощью ручной системы орошения.

Фаза 1 испытаний в период с 2017 по 2019 год включала количественную оценку влияния влаги на характеристики гусеницы. События дождя были смоделированы путем ручного смачивания трассы и сравнения характеристик на мокрой и сухой дороге. Ключевой вывод испытаний Фазы 1 показал, что увлажнение гусеницы до тех пор, пока не произойдет откачка грязи с поверхности (около часа дождя со скоростью 10 мм/час), может увеличить скорость осадки до 15 раз, может уменьшить жесткость гусеницы и увеличить время дренажа. от примерно дня до более недели. Второе открытие показало, что когда вода подается сверху (как в случае с дождем), суспензия грязи перемещается всего на несколько см ниже нижней части шпалы. Таким образом, процесс дренажа должен быть сосредоточен на открытии дренажных путей в нижней части шпалы.

Тестирование фазы 2 в период с 2020 по 2022 год включало выполнение выборочного SBC и сравнение результатов производительности с плохо истощенными результатами фазы 1. Для точечного SBC уступы были зачищены вручную от конца шпалы наружу на глубину 150 мм ниже низа шпалы. Скарификатор, стержень, используемый для удаления материала из-под конца шпалы, был воспроизведен с использованием тяжелого оборудования для дальнейшего открытия дренажных путей под шпалой, а новый балласт класса 4 Американской ассоциации железнодорожного машиностроения и обслуживания путей (Arema) заменил плечи. . На рисунке 2 показана установка для очистки плеч.

Для моделирования сильных дождей было проведено три испытания на смачивание. В течение периода испытаний в Фасте выпадало немного больше естественных осадков, чем в среднем, и количество осадков значительно варьировалось от месяца к месяцу. Для тестов 1 и 3 совокупное количество естественных и искусственных осадков в апреле 2021 и 2022 годов (около 33 мм) было немного суше, чем в среднем 38 мм. Однако испытание 2 произошло в очень влажный период: в мае 2021 года выпало в общей сложности 146 мм естественных и искусственных осадков по сравнению со средним показателем в 38 мм. Эти различия в естественных осадках позволили исследовательской группе использовать различные тесты в качестве индикаторов различных климатических условий.

Производительность SBC оценивалась тремя способами: откачка поверхностного раствора, дренаж и осадка пути.

Откачка поверхностного бурового раствора