Цель: Определение закономерностей засорения и загрязнения щебеночного балласта, воспринимающего вибродинамическую нагрузку от подвижного состава, а также его срока службы. Методы: В работе использованы теоретические и эмпирические методы исследования. Теоретические методы основаны на анализе известных моделей, описывающих процессы деградации щебня при эксплуатации железнодорожного пути, а эмпирические — на основе проведенных экспериментов и испытаний. Выявление закономерностей накопления в щебеночном балласте загрязнителей и засорителей базировалось на результатах динамических стендовых испытаний и лабораторного определения зернового состава щебня, изъятого из балластной призмы эксплуатируемого железнодорожного пути с разной наработкой тоннажа. В работе использованы методы статистической обработки результатов испытаний и регрессионного анализа. Результаты: По данным статистической обработки результатов испытаний и лабораторных определений зернового состава щебня установлены функциональные зависимости накопления в щебеночном балласте продуктов собственного дробления, абразивного износа, а также внешнего загрязнения в зависимости от исходных физико-механических свойств щебня, условий эксплуатации железнодорожного пути и системы его технического обслуживания. В работе разработана математическая модель прогнозирования срока службы щебеночного балласта в зависимости от условий эксплуатации участка железнодорожного пути. Практическая значимость: Результаты исследования позволяют прогнозировать срок службы щебеночного балласта из условия его предельно допустимого загрязнения и засорения, а также обоснованно планировать работы по техническому обслуживанию железнодорожного пути.
Железнодорожный путь, щебеночный балласт, балластная призма, засорение щебеночного балласта, загрязнение щебеночного балласта, срок службы щебеночного балласта
1. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути // Утв. Распор. ОАО «РЖД» от 14 ноября 2016 г. № 2288/р. — М.: ОАО «РЖД», 2016. — 286 с.
2. ГОСТ 7392—2014. Щебень из плотных горных пород для балластного слоя железнодорожного пути. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2015. — 32 с.
3. Ionescu D. Evaluation of the engineering behaviour of railway ballast / D. Ionescu // PhD thesis, Wollongong: University of Wollongong, 2004. — 440 p.
4. Pires J. Railway ballast degradation / J. Pires, A. Dumont // 15th Swiss Transport Research Conference, April 15–17, Monte Verità, 2015.
5. Величко Д. В. Оценка состояния балластного слоя в условиях пропуска сверхнормативного тоннажа / Д. В. Величко // Политранспортные системы: материалы IX Международной научно-технической конференции. — Новосибирск: СГУПС, 2017. — С. 153–158.
6. Величко Д. В. Анализ загрязенности щебеночного балласта / Д. В. Величко, Н. А. Толстикова // Известия Трансиба. — Омск, 2016. — № 3(27). — С. 110–117.
7. Шахунянц Г. М. Железнодорожный путь / Г. М. Шахунянц. — М.: Транспорт, 1969. — 536 с.
8. McDowell G. R. The fractal crushing of granular materials / G. R. McDowell, M. D. Bolton, D. Robertson // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. — 1996. — Vol. 44. — № 12. — Pp. 2079–2101.
9. Paderno C. Ballast behavior under action of tamping and railway traffic / C. Paderno // PhD Thesis. Bern: EPFL, Switzerland, 2010. — 186 p.
10. Попов С. Н. Балластный слой железнодорожного пути / С. Н. Попов. — М.: Транспорт, 1965. — 183 с.
11. Ефремов Ю. В. Исследования по продлению срока службы путевого балласта / Ю. В. Ефремов // Повышение надежности и эффективности пути и сооружений: межвуз. сб. научн. трудов. — Самара: СамИИТ, 1995. — вып. 11. — С. 4–6.
12. Туровский И. Я. Определение сроков службы балластного слоя / И. Я. Туровский, М. Б. Смирнова. — М.: МИИТ, 1966.
13. Методика оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения надежности // Утв. Распор. ОАО «РЖД» от 22 декабоя 2017 г. № 2706/р. — М.: ОАО «РЖД», 2017. — 97 с.
14. Asadzadeh S. M. The Effects of Renewal and Tamping on Ballast and Track Geometry in Turnouts / S. M. Asadzadeh // Intelligent Quality Assessment of Railway Switches and Crossings. — 2011. — Pp. 229–245.
15. Bhanitiz A. A Laboratory Study of Railway Ballast Behaviour under Traffic Loading and Tamping Maintenance / A. Bhanitiz // Thesis submitted to The University of Nottingham for the degree of Doctor of Philosophy. — Nottingham: The University of Nottingham, 2007. — 234 p.
16. Chrismer S. Track Surfacing with Conventional Tamping and Stone Injection / S. Chrismer. — 1990. — Vol. 91.
17. Шахунянц Г. М. Расчеты верхнего строения пути / Г. М. Шахунянц. — М.: Трансжелдориздат, 1959. — 264 с.
18. Neuhold J. Analysis of railway ballast pollution in regard to traffic load and mechanical impacts / J. Neuhold, M. Landgraf. — 2020. — № 11. — Pp. 24–28.
19. Проектирование железнодорожного пути: учебное пособие / Под ред. Г. М. Шахунянца. — М.: Трнаспорт, 1972. — 320 с.
20. Технические условия на работы по ремонту железнодорожного пути // Утверждены Распоряжением ОАО «РЖД» от 18 января 2013 г. № 75р. — М.: ОАО «РЖД», 2013.
21. Комонов С. В. Ветровая эрозия и пылеподавление: учебное пособие / С. В. Комонов, Е. Н. Комонова. — Красноярск: СФУ ПИ, 2008. — 191 с.
22. РД 153-34.0-02.106—98. Методика оценки ветровой эрозии и пыления угольного штабеля ТЭС. — Екатеринбург: ОАО «УралОРГРЭС», 1998. — 32 с.
23. Попов С. Н. О допускаемых напряжениях на балласт / С. Н. Попов // Взаимодействие пути и подвижного состава и вопросы расчетов пути: сб. научных трудов. — М.: Трансжелдориздат, 1955. — Вып. 97. — С. 353–384.
24. Сычев В. П. Расчет ресурса железобетонных шпал и балласта железнодорожного пути на основе моделирования / В. П. Сычев и др. // Наука и техника транспорта. — 2020. — № 4. — C. 37–44.
25. Бодяков А. Н. Анализ засорителей и загрязнителей щебеночного балласта / А. Н. Бодяков // Образование. Наука. Производство: IX Международный молодежный форум. — Белгород: БГТУ им В. Г. Шухова, 2017. — С. 931–933.
26. Яковлева Т. Г. Определение сроков между прочистками балластного слоя / Т. Г. Яковлева, Г. В. Лидерс // Технико-экономические расчеты верхнего строения пути. — М.: МИИТ, 1962.
27. Шахунянц Г. М. Железнодорожный путь / Г. М. Шахунянц. — М.: Транспорт, 1987. — 479 с.
28. Чему Ж. Исследование работы железнодорожного балластного слоя и разработка рекомендаций по увеличению срока его службы: автореф. дис. … канд. техн. наук / Ж. Чему / СПб.: ПГУПС, 1997. — 30 с.
29. Nurmikolu A. Degradation and frost susceptibility of crushed rock aggregates used in the structural layers of railway track / A. Nurmikolu // PhD Thesis. Tampere: Tampere University of Technology, 2005. — 325 p.
