Georácsos vasúti felépítménystabilizáció hatékonysága Efficiency of railway superstructrure’s stabilization with geogrid FISCHER Szabolcs egyetemi tanársegéd Széchenyi István Egyetem, H-9026 Győr, Egyetem tér 1., tel.: 003696503400, fax: 003696503451, email:
[email protected], honlap: eki.sze.hu/magyar/kt
ABSTRACT The paper deals with the research and development related to investigation of geogrid railway ballast reinforcement. It summarizes the theory of the geometrical deterioration of railway tracks, as well as the advantages of the use of geogrid reinforced ballast in railway superstructure. This article summarizes the results of the field tests with five different geogrid types on a Hungarian main railway line and laboratory multi-level shear box tests. It points out to future research possibilities, for example the modelling of laboratory multi-level shear box tests with discrete element method that may certify their results. ÖSSZEFOGLALÓ Jelen cikk a georácsos vasúti felépítménystabilizáció kutatás-fejlesztési témakörével foglalkozik. Röviden összefoglalja a vasúti vágány geometriai romlásának elméleti hátterét, valamint a georács erősítésű vasúti zúzottkő ágyazat alkalmazásának előnyeit. Öt különböző georács típussal elvégzett terepi mérések, valamint egy speciális többszintes nyíróládás laboratóriumi vizsgálat eredményeit részletezi. Megfogalmazza a jövőbeli kutatási irányokat, például a nyíróládás kísérletek diszkrét elemes modellezési lehetőségeit, amellyel igazolhatók lehetnek a laboratóriumi mérési eredmények. Kulcsszavak: zúzottkő ágyazat, vágánytorzulás, georács erősítés, vágánystabilizálás, süllyedéscsökkentés
1. ÁLTALÁBAN A ZÚZOTTKŐ ÁGYAZATOS VASÚTI PÁLYA ROMLÁSI FOLYAMATÁRÓL Az építési, szabályozási munkák során az alkotóelemek, a szerkezetek méret- és minőségi eltérései, a kitűzési, a technológiai pontatlanságok miatt sohasem tudunk geometriailag (és szerkezetileg) tökéletes vasúti vágányt létrehozni. Bár ideális jellemzőktől eltérő állapot jön létre, amíg azonban a méret és minőségi eltérések megengedett mértékűek, azaz a tűréshatárokon belüliek, addig a pálya – az átvételi előírásoknak megfelelő sebességre – üzembe helyezhető. Az idők folyamán a vonatforgalom igénybevételei kedvezőtlen változásokat okoznak a pályában, s ezek magát a romlási folyamatot jelentik. A vasúti pálya romlása szigorú fizikai törvényszerűségek szerint játszódik le és visszafordíthatatlan folyamat. A romlás sebessége a karbantartási munkák révén befolyásolható, csökkenthető, mintegy „kézben tartható”, de még a legfegyelmezettebb karbantartási tevékenységgel is csak lassítható, meg nem szüntethető. A geometriai romlást leíró matematikai formula explicit alakban kifejezve C Co e mv
2
, ahol m = átgördült elegymennyiség, v = ekvivalens sebesség, C= a vasúti pálya geometriai minősége, = romlási ráta, C0 = a kiinduló pályaállapot illetve a karbantartás minőségét jellemző tényező. 137
A fenti kifejezésben az „e” szám kitevőjében a mozgási energiával arányos mennyiség jelenik meg. Az elméleti romlási törvény matematikai függvénye az 1. ábrán látható, amely exponenciális görbe 1.
n. év
1. ábra: A pálya romlását leíró exponenciális görbe
n+1. év
n+2. év
Tavasz
Ősz
Tavasz
Ősz
Tavasz
Ősz
Tavasz
Ősz
FKG z
FKG z
FKG z
C
n+3. év Idő
2. ábra: A vágány geometriai állapotváltozásának elve
Javulás (azaz a C értékének csökkenése) csak vágányszabályozási (FKG) munka révén adódhat. A 2. ábra folytonos vonala a geometriai állapot romlását mutatja. A C érték csökkenése az FKG szabályozások javító hatását jelenti. Rosszabb geometriai minőségű vágányban nagyobb mértékű javítás érhető el, azonban a létrehozott eredmény egyre nagyobb C értékkel jellemezhető.
2. A ZÚZOTTKŐ ÁGYAZAT FELADATAI ÉS ROMLÁSA A zúzottkő ágyazatnak szilárdan, de rugalmasan kell a vágányt alátámasztania, s a jármű terheket az alj alsó síkjáról a kiegészítő rétegre/alépítményre kell továbbítania. Kellő mértékű hossz- és keresztirányú ellenállást is kell adnia, amely a vágány fekvési és szerkezeti stabilitása miatt fontos. Relatív vágánygeometria tekintetében tartósan kell biztosítania az irány, a fekszint (süppedés), valamint a síktorzulás jellemzőt. A jó minőségű zúzottkő ágyazat kohézió nélküli, megfelelő szemeloszlású, kubikus alakú, éles élű, kellően tömörített szemcsék halmaza. Ebben a halmazban a vasúti járművek függőleges terhei a kővázon keresztül adódnak át az alatta lévő rétegekre, míg a vízszintes terheket a súrlódások, a passzív földnyomásszerű ellenállások egyensúlyozzák ki. Mindkét irányú erőfelvételben fontos a szemcsék egymásba kapaszkodása, együtt dolgozása. A Német Vasutaknál (DB) szerzett tapasztalatok szerint (átlagos körülmények között) az ágyazatot 15 évenként kell tisztítani, 25-30 év után pedig ágyazatcserét kell végrehajtani [2]. A külső hatások, elsősorban a sokmilliószor ismétlődő tengelyáthaladások és az időjárás úgy alakítják át a halmaz viselkedését, hogy az a vágány geometriai fekvésjósága szempontjából egyre kedvezőtlenebbé válik. A szemcsék kopásai, a szennyeződések miatt csökken a belső súrlódás, a szemcsék „egyre önállóbb életet kezdenek élni”. A halmaz alaktartása változik. A vonatforgalom keltette rezgések következtében a rézsűkön az ágyazat lassan „lefolyik”, csökken az ágyazatváll szélessége, laposodik az ágyazati rézsű, eltűnik a padka. Ez elsősorban ívekben rontja a vágánygeometria tartósságát. A szemcsék pedig az ismétlődő terhek hatására, főleg gyenge kiegészítő réteg/alépítmény esetén benyomódnak az alattuk fekvő rétegbe, s egyre növekvő mértékű maradó alakváltozások, azaz süppedések alakulnak ki. A fentiekben elmondottak megelőzésére a zúzottkő ágyazat olyan szerkezeti átalakítása látszik célszerűnek, amely hosszútávon képes biztosítani a halmaz szemcséinek együttdolgozását. Erre – a vasútépítésben más felhasználásokból már jól ismert és bevált – georácsok alkalmazása adhat megoldást.
138
3. A KÖZVETLENÜL A ZÚZOTTKŐ ÁGYAZAT ALÁ FEKTETETT GEORÁCS HATÁSA A 3. és 4. ábrák a georácsokra jellemző ún. alakkal zárási („interlocking”) tulajdonságot mutatják. A rétegszerkezet belső nyírószilárdságának, s így teherbírásának növelése lényegét a tört szemcsés kitöltő anyag és a síkrács együttdolgozása jelenti. A zúzott kőanyag behatol a rácsosztás alkotta hézagokba, a rácsrudakba belekapaszkodik. Erre az együttdolgozó rétegre ülnek rá a további szemcsék, amelyek tört felületi kialakítása szintén kedvező a szemcsés halmaz belső nyírószilárdsága szempontjából. Tehát alul létrejön egy rács – zúzottkő kombinált réteg, amely akadályozza a szemcsék magassági értelmű és oldalirányú szétrendeződését. Mintegy összefogott „paplant” hoz létre a georács, amelyben a szemcsék határozott, kényszerített módon megvalósuló együttdolgozása történik meg. A járműterhek hatására a rácsrudakban és a rács-csomópontokban igénybevételek lépnek fel, amelyeknek a georács kedvező fizikai tulajdonságai következtében ellenáll. Ezek közül a két legfontosabb a rács szakítószilárdsága és a szakadási nyúlás. A szakítószilárdságnak megfelelően nagynak, míg a szakadási nyúlásnak megfelelően kicsinynek kell lennie. Ez utóbbi azért fontos, hogy kellő mértékű erőfelvételre legyen képes a rács, azaz ne térjen ki nyúlással az igénybevételek elől. Járműteherből származó erők
Húzóerő a georácsban
Húzóerő a georácsban
4. ábra: Az alakkal zárás jelensége
3. ábra: A zúzottkő szemcsék georácsba illeszkedése
4. A KUTATÁSI MUNKA CÉLJAI A közvetlenül a zúzottkő ágyazat alá beépített georács réteg vágánygeometriát stabilizáló hatásának vizsgálata három módon lehetséges: kísérleti szakaszok kialakításával, s ott a vágány geometriai helyzetének folyamatos mérésével, az eredmények elemző feldolgozásával, laboratóriumi vizsgálatsorozatokkal, amelyek segítségével a georács – zúzottkő réteg együttműködése, számos befolyásoló paraméter hatása jellemezhető, számítógépes modellezéssel, amellyel az összefüggések finomíthatók és általánosíthatók. A kísérleti szakaszokon történő folyamatos geodéziai méréssel a sínszálak, és így a vágány magassági helyzetének változása vehető fel abszolút, azaz tengerszint feletti értékekkel leírt módon. Kellő sűrűségű szintezéssel, azok időszakonkénti megismétlésével olyan adathalmazhoz jutunk, amelyeket a megszokott elvek alapján értékelhetünk ki. Azaz megállapíthatjuk az alábbi jellemzők aktuális értékeit, illetve ezeknek az értékeknek a vonatforgalom hatására bekövetkező változásait: keresztsüppedés, hossz-süppedés (számítás adott hosszúságú húrra), síktorzulás (számítás adott bázishosszra), keresztaljak süllyedése. A laboratóriumi vizsgálatok a georáccsal erősített zúzottkő ágyazat viselkedésének jobb megértését, számszerűsítését segítik elő. Erre a viselkedésre számos paraméter van hatással (pl. a georács típusa, a zúzottkő anyagi tulajdonságai és tömörítettsége, a zúzottkő réteg vastagsága, a réteg alátámasztásának rugalmassága, stb.). Az alakkal zárás nagyságának a rétegszerkezet vastagsága függvényében történő változása az egyik kulcskérdés az alkalmazás jóságának megítélésében. A laboratóriumi vizsgálatok során az ún. interlocking hatás vizsgálatában kívánunk olyan szintig eljutni, amely segítségével a georács ágyazat alatti beépítésének hasznosságával kapcsolatosan megállapításokat tehetünk. 139
A számítógépes modellezés több okból is szükséges. Valamennyi változó paraméter figyelembevétele teljesíthetetlen mértékben megnövelné a végrehajtandó laboratóriumi mérések számát. Kellő számú laborvizsgálati eredmény birtokában lehetséges olyan modell felállítása, amelynek viselkedését a mért paraméterek visszaigazolják. Ennek a modellnek a számítógépes vizsgálata lehetővé teszi a változó paraméterek hatásának részletesebb elemzését, illetve a megállapítások kiterjesztését is, a korrekt általános szabályok megalkotása érdekében. Jelen cikkben kizárólag a kísérleti szakaszokon végzett mérések, valamint a laboratóriumi vizsgálatok eddigi eredményeiről számol be a szerző.
5. KÍSÉRLETI PÁLYASZAKASZ 5.1. A kísérleti pályaszakasz kijelölése, a georácsok beépítése A kísérleti pályaszakasz a Bp. Kelenföld – Hegyeshalom vasútvonalon, LébényMosonszentmiklós – Kimle állomásköz jobb vágányában épült meg az 1620+00 – 1625+00 szelvények között, 500 méter hosszúságban. A kísérleti szakasz helyszínének kiválasztásában döntő szerepe volt a vágány geometriai állapota romlásának. Az FMK-004 mérővonat adatainak feldolgozásából (a 2003-2008. évek közötti időszakra) igazolni lehet, hogy az 1620/1625 szelvények között a Süppedés mérőszám értékei időben gyorsulva nőttek (ez a jellemző mutatja a legérzékenyebben a vágány alatti gyenge rétegszerkezet miatti geometriai állapotromlást; minél nagyobb az értéke, annál rosszabb állapotot jelent), ezért alkalmasnak ígérkezett ez a pályaszakasz a kísérleti beépítésre. A kísérleti szakasz hézagnélküli kialakítású, a vágányt 1980-as hengerlésű 54 E1 r. sínek, LM aljak és Skl 3 típusú leerősítések alkotják. Az aljak távolsága 60 cm, a zúzottkő hasznos vastagsága – a feltárások szerint – 41…54 cm között változik. Kiegészítő szemcsés réteg nem került be az 1980-as évek elején végrehajtott átépítés során, csak egy réteg geotextíliát fektettek le az alépítménykoronára. A kísérleti szakaszon 8 szelvényben történt az alépítmény anyagából 2010.05.10-én zavart és zavartalan minták gyűjtése, illetve teherbírásmérés. A talajmechanikai laboratóriumi vizsgálatok és a statikus tárcsás teherbírási mérések eredményei alapján a kísérleti szakasz alépítménye igen homogén tulajdonságokkal bír, ami fontos az egyes georácstípusok hatásának korrekt összehasonlíthatósága érdekében. Az alépítmény anyaga iszap, alacsony folyási határral, magas telítettséggel, közepes tömörségi állapottal és igen gyenge teherbírással. A kísérleti szakaszon három gyártó összesen ötféle georács/geokompozit típusa épült be a 2010. május 25/26-ai és 26/27-ai éjszakákon. (Geokompozit: a georács és a geotextília gyárilag egymáshoz rögzítetten készül, s így egy tekercsben szállítható a beépítési helyszínre.) Az egyes geoműanyagok elhelyezését a felsárosodási helyek, a talajminták laboratóriumi vizsgálatának eredményei és a mért teherbírási értékek határozták meg. A fentiek alapján három különböző alszakaszra lett felosztva az 1619/1626 szelvények közötti vágányszakasz: gépi ágyazatrostálás nélküli, kizárólag fekszintszabályozott szakaszok, gépi ágyazatrostálásos, geoműanyagos felépítményerősítés nélküli, fekszintszabályozott szakaszok, gépi ágyazatrostálásos, geoműanyagos felépítményerősítéses, fekszintszabályozott szakaszok. A beépítésnél felhasznált georácsok műanyagok, pontosabban PE vagy PP anyagúak. Egyes alkalmazott típusok „egyszerű” georácsok (GEORÁCS 2. és GEORÁCS 5.), a többiek pedig geokompozitok gyári geotextília kialakítással (GEORÁCS 1. és GEORÁCS 3.), valamint helyszíni összetekeréssel (GEORÁCS 4.).
140
5.2. A vágánygeometria változása a kísérleti pályaszakaszon A szabályozott vágánygeometria tartóssága, romlásának lényeges lelassulása megbízhatóan igazolhatja a georácsos erősítés műszaki és gazdasági helyességét. Ezért a kísérleti szakaszok vágánygeometriai kiértékelésével célunk: a sínszálak magassági helyzetében beálló változások megállapítása, a változások sebességének (idő vagy az átgördült elegytonna függvényében történő) megállapítása, statisztikailag jellemezni a különböző (georács nélküli illetve georáccsal átépült) szakaszok magassági geometriájának változását a minimum és maximum értékkel, az átlagértékkel és a szórással, összehasonlítást tenni a referencia szakaszok és a georáccsal erősített szakaszok változásának jellemzői között, összehasonlítást tenni a különböző típusú rácsokkal kialakított szakaszok változásának jellemzői között. A sínszálak függőleges helyzetét – minden harmadik keresztalj felett – különböző időpontokban szabatos szintezéssel határoztuk meg. Ezekből az alábbi fekvésgeometriai jellemzőket számítottuk. Keresztsüppedés. Ez az azonos keresztalj feletti két sínszál koronaszintjének különbsége. Hosszsüppedés. Ez sínszálanként egy 10,8 m hosszú (ez 18 aljtávolság) húr közepén kiadódó húrmagasság érték. Síktorzulás. Ez adott bázistávolság (számításainkban 3,6 m, 7,2 m és 10,8 m) két végén lévő keresztsüppedés különbségének a bázishosszal osztott értéke. Mindkét süppedést és a síktorzulásokat is abszolút értékükkel (azaz előjelüktől eltekintve) vettük figyelembe, hiszen a fekvés szabálytalanságának jellemzéséhez nincs szükség előjelhelyes menynyiségekre. A mért adatokat a kialakított rétegszerkezeteknek megfelelően az alábbi szakaszolás szerint dolgoztuk fel: nem rostált, de nagygéppel szabályozott, georács/geokompozit nélküli szakaszok együtt, rostált és nagygéppel szabályozott, georács/geokompozit nélküli és georácsos/geokompozitos szakaszok együtt, rostált és nagygéppel szabályozott, georács/geokompozit nélküli szakaszok együtt, rostált és nagygéppel szabályozott, georácsos/geokompozitos szakaszok együtt, GEORÁCS 1-5. szakasz. Kiszámítottuk minden egyes paraméterre a következő statisztikai jellemzőket: minimum érték, maximum érték, átlagérték, szórás. Végül megrajzoltuk ezek diagramjait is a mérési napok függvényében. A diagramok értékelésénél figyelembe kell venni az ordináta értékeket, s amelyek kisebbek, azok kedvezőbb állapotot mutatnak (pl. kisebb keresztsüppedés, síktorzulás, stb.); a változás sebességét, amelyet a diagramvonalak meredeksége mutat meg. A következőkben – terjedelmi okok miatt – a futásbiztonságot leginkább befolyásoló Síktorzulás jellemző diagramjait mutatjuk be, 3,6 méteres bázisra számítottan (ld. 5. és 6. ábrákat) 3. Az 5-6. ábra alapján konstatálható, hogy nem mindegyik georácsos felépítményerősítés hozta meg a tőlük elvárt pozitív viselkedést, azonban a GEORÁCS 1. típus mind átlag, mind szórás tekintetében kiemelkedően teljesített.
141
5. ábra: A síktorzulás átlagának alakulása, 3,6 m-es bázis
6. ábra: A síktorzulás szórásának alakulása, 3,6 m-es bázis Összefoglalóan megállapítható, hogy az elmúlt másfél évben végzett munkánk eredményei azt mutatják, hogy a közvetlenül a zúzottkő ágyazat alá elhelyezett georács/geokompozit képes kedvező hatást kifejteni a vasúti vágány geometriai minőségére. Egyenletesebbé teszi a vágány geometriai fekvésének minőségét, s lassítja a geometriai romlás folyamatát. Ebben a rácsszerkezet és a zúzottkő szemcsék közötti zárási kapcsolat (interlocking) játszik főszerepet, amely a rács feletti rétegben nagymértékben megnöveli a belső nyírási ellenállást. A kísérleti szakasz megépítés óta eltelt idő azonban kevés volt ahhoz, hogy perdöntő véleményt lehessen mondani. A véleményalkotást nehezíti az is, hogy a megfigyelési idő alatt többször elvégzett nagygépes szabályozások megzavarták a vágánygeometria változásának (romlásának) folyamatát. Ezért a geodéziai méréseket és az eredmények értékelő elemzését még legalább két évig folytatni szükséges.
6. LABORATÓRIUMI MÉRÉSEK A győri Széchenyi István Egyetem Közlekedésépítési és Településmérnöki Tanszékének kutatócsoportja az interlocking hatás laboratóriumi megállapításához egy többszintes nyíróládát (7-8. ábra) terveztetett és gyártatott. Ezzel az eszközzel pontosan kimérhető a georácsos felépítményerősítés hatására a vasúti zúzottkő ágyazatban kialakuló nyírószilárdság-többlet, a georács síkjától mért függőleges távolság függvényében. A 8. ábrán látható, ténylegesen legyártott nyíróláda bizonyos fokig (1,0x1,0x1,0 m-es térfogat) eltér a 7. ábrán bemutatottól. A nyíróláda tíz darab 10 cm magas keretből áll, amely keretek vízszintesen egymáson elcsúsztathatók, de csavarkapcsolatok segítségével össze is erősíthetők, így relatív elmozdulásuk megakadályozása is biztosítható. Egyszerre csak egy nyírási síkon történik mérés, így a többi nyolc esetén a csavarkapcsolatos összeerősítést kell alkalmazni. Az alsó keret úgy lett kialakítva, hogy a nyíróláda görgőkön eltolható, miközben a nyírási sík fölött a felső kereteknek ellen kell tartani. A nyírás közben az alsó kereteket mozgató sajtónál a tolóerőt, valamint a felső kereteket ellensúlyozó sajtónál a tartóerőt lehet regisztrálni.
142
7. ábra: Többszintes nyíróláda elvi kialakítása, vizsgálat az I. nyírási síkban
8. ábra: A vizsgálatokhoz előkészített többszintes nyíróláda
A helyszíni beépítéseknél fennálló peremfeltételeket a laboratóriumi méréseknél is garantálni szükséges. Emiatt az alsó öt keretbe vasúti alépítményt modellező anyagot kell elhelyezni, amely anyag hosszútávon tudja biztosítani a rugalmassági tulajdonságait. A legkézenfekvőbb kialakításnál ezt Thermopan XSP lemezekkel lehetett elérni, ahol a rugalmassági modulus értékét a rétegvastagság változtatásával lehet beállítani. (Ahogyan a próbaszakaszok kialakításánál is a viszonylag gyenge alépítményű vágányszakaszok voltak preferálva, ez a laborvizsgálatoknál is döntő tényező volt. Szignifikáns erősítés kis E2 modulusú alépítmények esetén érhető el. Emiatt ca. 5-25 MPa körüli E2-jű rétegeket kellett modellezni.) Erre a rétegre 10 cm vastag homokterítés kerül a zúzottkő szemcsék Thermopan lemezekbe való benyomódását elkerülendő, amely homokterítésre 1 réteg geokompozit kerül fölötte 4×10 cm vastag zúzottkővel. A mérésnél a nyírási síkok a geokompozit síkját, valamint a fölötte elhelyezkedő három síkot foglalják magukba. A zúzottkő réteg tetején, függőleges terhelés egyidejű működtetése esetén, acél anyagú terhelő kör- vagy négyszög tárcsa helyezkedik el, amely kellően merev a hajlítással szemben. A mérésekből származó eredmények megbízhatósága és az adatok összehasonlíthatósága érdekében azonos mérési körülményeket kell garantálni. Ez azt jelenti, hogy minden egyes nyírási kísérletben a tört szemcsés ágyazati anyagot azonos tömörségűre kell tömöríteni. Sajnos olyan mérési eljárás/eszköz, amellyel az anyag tömörítettségének fokát a nyíróládában meg tudnánk határozni, nem létezik. Ezért az alábbiakat kell megtenni: az ágyazat tömörítéséhez mindig ugyanazt a lapvibrátort kell alkalmazni, minden egyes nyírási kísérlet előtt, a rétegszerkezet építésekor, az elvégzett tömörítési menetek számának azonosnak kell lenniük. Minden egyes nyírási kísérletben a következőket kell megmérni/ismerni: az alapréteg E2 modulusa MPa-ban; a törtszemcsés anyag szemeloszlása, szemcsék alaki jellemzői; a törtszemcsés anyag vastagsága; az ágyazat felső síkjára működtetett statikus függőleges teher nagysága (ha van); az alsó keretet (kereteket) mozgató vízszintes erő nagysága; az alsó keretelem(ek) elmozdulása. A nyírási kísérletek darabszámát a változók határozzák meg. A javasolt esetek: a georács típusa (3 eset); alapréteg rugalmassága háromféle E2 értékkel jellemezve: 6-12-25 MPa; kétféle zúzottkő anyag: teljesen új, éles élű szemcsés anyag, illetve újrahasznosított, kevéssé éles élű zúzottkő anyag; a zúzottkő réteg vastagsága konstans (40 cm); a függőleges terhelő erő három eltérő értékkel; a nyírási síkok száma pedig négy. Ez összesen 216 mérést jelent, amelyet legalább háromszor kell végrehajtani. Ennek a csökkentésében lesz majd segítség a diszkrét elemes számítógépes szimuláció. Az elvégzett laboratóriumi vizsgálatokban a GEORÁCS 1. típusú geoműanyagot alkalmaztuk 50 cm vastag Thermopan XSP réteggel (E2=7,2 MPa) függőleges terhelés nélkül, lapvibrátorral tömörített és tömörítetlen új vasúti zúzottkő ágyazati anyaggal. Regisztráltuk a nyírási keretek közötti súrlódási értékeket, valamint a zúzottkő ágyazat szemeloszlási és szemalak paramétereit. A keretre adott tolóerőt egyenletesen, 20 kN/min sebességgel növetük. A négy nyírási síkon 3-3 mérést hajtottunk végre úgy, hogy minden méréssorozat után az ágyazati anyagot eltávolítottuk a nyíróládából és a rétegszerkezetet újra felépítettük. Az összetartozó három mérés adataiból Excel programmal, trendvonal felvételével állapítottuk meg a síkra megadható maximális nyomóerő értékét. Az egyes keretsíkokon az egyenletes eltolást eredményező (egyensúlyi) nyomóerők nagyságainak grafikus ábrázolása a 9. ábrán látható. 143
9. ábra: Az egyenletes eltolást előidéző nyomóerő (egyensúlyi erő) értéke az egyes nyírási síkokban A 9. ábra jól szemlélteti, hogy a tömörített halmaz nyírási ellenállása azonos síkokban jelentősen nagyobb, mint a tömörítetlen halmazé; a tömörítés a geokompozit síkjában elősegíti a szemcsék jobb kapaszkodását (kedvezőbb interlocking hatás); a teljes vizsgált 40 cm-es rétegben érvényesül a geokompozit belső nyírási ellenállást növelő szerepe, de különösen erős a hatás a rács síkjától számított alsó 10 cm vastag rétegben.
7. ÖSSZEFOGLALÁS Összefoglalóan megállapítható, hogy az eddigi eredmények azt mutatják, hogy a közvetlenül a zúzottkő ágyazat alá elhelyezett georács/geokompozit képes kedvező hatást kifejteni a vasúti vágány geometriai minőségére. Egyenletesebbé teszi a vágány geometriai fekvésének minőségét, s lassítja a geometriai romlás folyamatát. Ebben a rácsszerkezet és a zúzottkő szemcsék közötti zárási kapcsolat (interlocking) játszik főszerepet, amely a rács feletti kb. 10 cm vastag rétegben nagymértékben megnöveli a belső nyírási ellenállást. A kísérleti szakaszok megépítés óta eltelt idő azonban kevés volt ahhoz, hogy perdöntő véleményt lehessen mondani. A véleményalkotást nehezíti az is, hogy a megfigyelési idő alatt többször elvégzett nagygépes szabályozások megzavarják a vágánygeometria változásának (romlásának) folyamatát. Ezért a geodéziai méréseket és az eredmények értékelő elemzését a 2011. évben folytatni szükséges. Szintén folytatni kell a laboratóriumi méréseket is, hogy a változók nagyobb számának figyelembevételével lehessen újabb eredményeket elérni. A tervezett számítógépes szimulációk viszszaigazolhatják laboratóriumi vizsgálataink eredményeit, segítenek általános érvényű, sok változó hatását figyelembe vevő megállapításokat tenni.
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Jelen publikáció a TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KONV-2010-0003: Mobilitás és környezet projekt támogatásával jött létre. A projekt a Magyar Állam és az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.
IRODALMI HIVATKOZÁSOK [1] [2] [3]
Korszerű vasút – Korszerű vasúttechnika. Vasútépítés és pályafenntartás. II. kötet. MÁV Rt. Budapest. 1999. pp. 157 – 160. B. Lichtberger: Handbuch Gleis. Unterbau, Oberbau, Instandhaltung, Wirtschaftlickeit. 2. kiadás. Tetzlaff Verlag GmbH & Co. KG, Hamburg. 2004. pp. 354. Fischer Sz. – Dr. Horvát F.: Georácsok alkalmazása a vasúti zúzottkőágyazat stabilizálására. Innovációs járulék terhére finanszírozott K+F munka. Zárójelentés. Megbízó: MÁV ZRt. Pályalétesítményi Főosztály, Budapest, 2010. 144
