Геосинтетические материалы в строительстве железных дорог

Железная дорога, это особенная область строительства, ведь ее эксплуатационные условия весьма высоки, точно также, как безопасность перемещения. Здесь также очень важен длительный период службы путей в разных климатических условиях. Поэтому при строительстве железнодорожных путей для достижения всех требований, очень важно использовать геоматериалы. Железная дорога регулярно испытывает динамическую нагрузку, когда по нему проезжают многотонные составы и в зависимости от местности, на состояние дороги воздействуют погодные условия. Немаловажно при постройке свести к минимуму различные риски разрушения или деформации полотна.

При строительстве новых и ремонте эксплуатируемых железных дорог геосинтетики могут выполнять следующие функции: разделение материалов с различным грансоставом, фильтрация, дренаж и армирование грунта. В конструкции железнодорожных путей геосинтетики могут устанавливаться внутри конструкции, под балластом или подбалластным слоем.

В настоящем описании акцент сделан на применении геосинтетиков внутри конструкции путей, под балластным и / или подбалластным слоем. Для этих целей обычно используются такие геосинтетики, как геотекстили, георешетки, геокомпозиты и геосетки.

               С разделением                            Без разделения                            

            

Разделение 

Геосинтетики (геотекстили) могут использоваться для разделения слоев основания путей с различным грансоставом и свойствами. Прохождение поездов по рельсам вызывает перемещения шпал. В результате мелкие частицы грунта основания могут подсасываться в вышележащий слой зернистого грунта, снижая его прочность и водопроницаемость. Кроме этого, геосинтетики могут снизить проникновение зернистых частиц в слабое основание, оказывая положительное влияние на сохранение толщины и сплошности слоев зернистого грунта и увеличивая срок службы путей. Для выполнения этих функций геосинтетик должен характеризоваться достаточным сопротивлением, сконцентрированным усилиям (разрыв, прокол, порыв) и иметь размер пор, совместимый с размером частиц удерживаемого грунта.

Армирование:

Укладка геосинтетиков (геотекстили, георешетки и геосетка) поверх неустойчивого основания может исключить необходимость замены этого грунта в результате повышения его несущей способности за счет лучшего распределения напряжений. При установке внутри балласта или подбалластного слоя, геосинтетики могут способствовать снижению осадок, обусловленных поперечными деформациями балластного и подбалластного материалов. Основными характеристиками геосинтетиков, влияющими на эту функцию, являются взаимодействие между геосинтетиком и грунтом балласта / подбалластного слоя, сопротивление механическому разрушению, модуль жесткости и прочность на разрыв.

Фильтрация:

Подсос воды из грунтового основания в вышележащие зернистые слои приводит к переносу мелких частиц из грунта основания. Это происходит в результате возрастания напряжений в основании при проходе поездов. В этом случае геотекстиль может работать как фильтр, позволяя свободно проходить воде, но задерживая твердые грунтовые частицы. Для выполнения этой роли геотекстиль должен обладать адекватной водопроницаемостью, удерживающими свойствами и быть устойчивым к засорению.

Дренаж:

Хороший дренаж исключительно важен во избежание ухудшения состояния путей в связи с воздействием воды в результате выпадения осадков или подсоса из нижележащего основания в балластный слой. Установленный на соответствующих участках пути дренажный геокомпозит обеспечивает поперечный дренаж, предотвращая аккумулирование воды. Для этих целей геокомпозит должен иметь соответствующую пропускную способность и стойкость к механическим повреждениям.

При правильном подборе и укладке применение геосинтетиков может улучшить эксплуатационные качества железных дорог за счет увеличения срока службы и межремонтных периодов.