УПП2. Лекция 6. Тема: Балластный слой: назначения, требования, материалы, типовые поперечные профили балластной призмы.
Назначения:
· Балластный слой должен упруго воспринимать давления от шпал и равномерно передавать на возможно большую поверхность земляного полотна.
· Должен обеспечивать стабильное проектное положение рельсо-шпальной решетки в процессе эксплуатации.
· Обеспечивать возможность выправка пути в профиле и плане.
· Препятствовать потери несущей способности земляного полотна.
· Участвовать в формировании оптимальной упругости подрельсового основания.
· Обеспечивать нормальную работу рельсовых цепей автоблокировки.
Требования:
· Прочность (не должен дробиться и крошиться при уплотнении).
· Водо и морозоустойчивость.
· Хорошая сопротивляемость перемещениям рельсошпальной решетки.
· Технологичность.
· Экономичность.
· Низкая электропроводность.
Материалы балластного слоя
Балластный материал по происхождению, размерам частиц, их форме и способам обработки разделяются на щебеночный, гравийный, асбестовый., и гравийно – песчаный.
Щебеночный балласт согласно ГОСТ 7392 - 2002 представляет собой продукт искусственного дробления изверженных магматических пород (граниты, базальты габбро…) со средней плотностью зерен более 2,4 г / см3., Фракции 25-60 мм.
К щебню предъявляются требования по следующим показателям:
По зерновому составу – количество зерен крупнее 60мм не более 5% по массе, зерен менее 25 мм не более 5% по массе, в том числе частиц размером менее 0.16мм до 1%.
Допускаемая норма присутствия в щебне зерен пластинчатой и игловатой формы – 18% по массе Этот показатель повышает кубовидность щебня, что значительно улучшает износостойкость зерен.
Прочность щебня является одним из основных показателей,.т.к. от нее зависит износ щебня и устойчивость пути
Прочность характеризуется истираемостью (потеря в массе, %, при испытании в полочном барабане) или сопртивлением удару (в условных единицах при испытании на копре). И 1; У – 75.
Содержание зерен слабых пород не должно превышать 5% по массе. Показатель морозостойкости F 50.,млдуль упругости в рыхлом срстоянии 37 – 41 МПа, угол внутреннего трения φ =45 -470, сцепление (0,05 – 0,07) МПа.
Щебень наиболее полно отвечает предъявленным требованиям, единственный недостаток засоряемость.
Применяется в пути 1-5 кл.
Асбестовый балласт ТУ 32 ЦП – 782 – 92 представляет собой песчано - щебеночную смесь из отходов дробления серпентинита.
Асбестовый балласт применяется с согласия Департамента Пути на участках 3-5 классов в зонах интенсивного засорения и пучинообразования.
Зерновой состав асбестового балласта
| Вид балласта | Полный остаток на сите в % при размере ячеек, мм | |||
| 0,5 | ||||
| асбестовый | До 20 | До60 | 3-75 | 40 - 95 |
Зерна серпентинита размером от 5 до 10 мм испытывают на прочность и морозостойкость и должны иметь марки И30 и F25.
В асбестовом балласте благодаря волокном асбеста длиной 0,25-1мм (4 – 5% по массе) после увлажнения и уплотнении между зернами горной породы образуются прочные структурные связи, а по поверхности балластной призмы корка., непроницаемая для атмосферной воды и засорителей.
Благодаря этому в призме обеспечивается постоянный температурно – влажностный режим.
Асбестовый баллас неперспективен по следующим причинам:
1. Невозможность повторного использования.
2. Необходимость захоронения.
3. Неудовлетворительная работы при.недостаточном содержании волокон асбеста
4. Вред для здоровья.
Гравийный и гравийно – песчаный балласт.
Применяется только на путях 5-го класса, а также в качестве подушки под все виды балласта. В зависимости от зернового состава природной песчано-
гравийной смеси, образовавшейся в результате естественного разрушения горных пород, балласты подразделяются на гравийный и гравийно –пксчаный.
Зерновой состав гравийного и гравийно – песчаного балласта.
| Вид балласта | Полный остаток частиц на сите в % при размере ячеек, мм | |||||||
| 0,63 | 0,16 | До 0,16 | ||||||
| всего | В том числе пылеват. | |||||||
| Гравийн. | До10 | 40-80 | 70-100 | 90-100 | До 10 | До 2 | ||
| Грав.-песчан. | До20 | До 80 | 35-100 | 85-100 | До15 | До3 |
Содержание зерен прочных пород в песчаной части балласта (фракция размером от 0,16до 5мм) должна быть не менее 50% от массы этих фракций. Содержание зерен слабых горных пород в гравийной части балласта (более5 мм) не должно превышать 10 % от массы этих фракций.
Несущая способность гравийного балласта значительно ниже, чем у щебня, но он более дешевый и технологичный..
Поперечные профили балластной призмы.
По конструкции различают балластные призмы:
- однослойные (любые балласты, кроме щебеночного);
- двухслойные (щебеночный или асбестовый балласт поверх песчаной или гравийно-песчаной подушки);
- трехслойные (асбестовый балласт поверх щебеночной призмы на песчаной подушке)
- Назначение балластной подушки (обычно песчаной):
- предотвратить засорение щебня грунтом земляного полотна;
- предотвратить грунт основной площадки от разжижений (весной), пересыхания и растрескивания (летом).
При любых конструкциях балластной призмы общая толщина балласта под шпалой должна быть не менее 
толщины балластной подушки и соответствующей каждому классу пути толщине балласта.
Типовые поперечные профили двухслойной балластной призмы на
двухпутном участке приведены на рисунке 1.
а)
б)
Рис.1 Поперечные профили балластной призмы:
а – на прямом двухпутном участке; б – в кривой двухпутного участка.