Подбалластный слой также призван выполнять важные функции. Существуют разные мнения о видах материалов, оптимальных для подбалластного слоя. Требования железных дорог к материалам различны, и согласно им подбалластный слой может быть как водопроницаемым, так и водонепроницаемым, в том числе асфальтовым, и иметь разную толщину. Если при этом не обеспечивается надлежащий дренаж, этот слой в процессе эксплуатации ослабевает и неудовлетворительно выдерживает нагрузки. В ряде случаев это связано с упущениями в процессе возведения земляного полотна.
При высоких осевых нагрузках повреждения основания пути происходят чаще и причем повторно в одних и тех же местах. Это обусловливается тем, что основные причины не выявляются и своевременно не устраняются. В то же время существует ряд успешно применяющихся методов продления срока службы нижнего и верхнего строения пути.
Одним из таких методов является подрезка балласта, но при ее выполнении в ряде случаев не достигается прогнозируемый срок службы балласта из-за того, что в процессе подрезки не восстанавливаются дренажные устройства, подбалластный слой и основная площадка земляного полотна. Частью программы содержания балластной призмы является очистка ее плеч. Однако если до этой операции дренаж не восстановлен, балластные плечи снова будут разрушаться. К тому же, если имеет место истирание балласта под шпалами, очистка плеч не решит проблему. Важно сохранять стоки кюветов открытыми в местах спуска воды. Для очистки кюветов применяют, в частности, кюветокопатели и экскаваторы на комбинированном ходу компании Loram.
Частным решением может быть химическая обработка, например нагнетание известкового раствора и геоцемента. Накопленный опыт нагнетания извести показывает, что вода выходит из трещин земляного полотна и глина периодически подвергается циклам увлажнения и высыхания, из-за чего проблема возникает вновь. Наилучший результат достигается, если известь вводить в тело земляного полотна при его возведении. Для отвода воды из балластных мешков и снижения напряжений на высоких насыпях из ослабленных грунтов следует устраивать дренажные канавы. Целесообразно также уменьшать угол наклона откосов насыпи в целях снижения напряжений в грунте в ее верхней части.
Железные дороги европейских стран, в частности Германии и Австрии, занимаются восстановлением земляного полотна на протяжении многих лет. Бóльшая часть железнодорожных линий в этих странах построена в XIX в., рассчитана на осевые нагрузки 9 – 14 т и невысокую скорость движения проездов. При возведении насыпей часто использовался грунт из выемок, который с течением времени во многом утратил несущую способность.
Необходимость в усилении земляного полотна на существующих линиях возникла в 1930-х годах. Среди нескольких испытанных методов наиболее эффективной оказалась укладка слоев из смеси песка и гравия. Такие слои должны удовлетворять определенным критериям, которые были сформулированы в 1920-х годах австрийскими и итальянскими инженерами.
Терзаги (Terzagi) разработал руководство по фильтрации, в котором допустимый размер пор в защитных слоях определяется так, чтобы мелкие частицы вымывались, а несущие фракции проходить не могли. Таким образом можно оценить минимальный и максимальный размер фракций. В то же время Казагранде (Casagrande) сформулировал принципы защиты грунтов от промерзания. Здесь также оказалось важным ограничить процентное содержание мелких частиц и иметь определенную степень неравномерности в распределении фракций по размерам, чтобы предотвратить застаивание воды в верхнем слое или земляном полотне, замерзание которой может приводить к вспучиванию грунта.
Согласно выработанным критериям, для защиты земляного полотна требуются достаточно плотные материалы, которые должны выполнять функции следующих слоев:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.