Demiryolu parçaları inşa ederken, temel için uygun toprak tipini seçmek güvenlik, dayanıklılık ve maliyet-maliyet sağlamak için önemlidir. Farklı topraklar yük altında farklı davranır, demiryolunun istikrarına yol açabilir, bu da topları destekleyen, bağları ve hatta rayları dolduran malzemeyi doldurabilir ve rayları doldurabilir ve takip eden bazı temelleri kapsayan bir şekilde demiryolu hatlarına direnç sağlar.
Track Performansında Subgrad Rolü
Alt sınıf, tüm pist yapılarının geri kalanının hangi temel katmanıdır. birincil işlevleri, trenlerden zemine kadar yükleri dağıtıyor, topun kompaktlaşması için istikrarlı bir platform sağlıyor ve tekrarlanan trafiğin etkilerini ele alıyor. alt sınıfları doğrudan etkiler, yüksek çözünürlükte, bakım aralıkları ve bakım aralıkları.Bir üniforma, iyi ayarlanmış alt sınıfları en aza indirmek ve takip eden raylı sistemler için güvenli bir şekilde tasarlayacaktır.
Soils ve Mühendislik Özellikleri
Soils, konhesive ve kohesionless türlere geniş ölçüde sınıflandırılmaktadır, daha fazla alt incelemeler ile parçacık büyüklüğü, plastiklik ve drenaj özellikleri üzerine kuruludur. Birleşik Toprak Sınıf Sistemi (USCS) demiryolu için en geoteknik araştırmalarda kullanılan standarttır.
Cohesive Soils: Clays ve Silts
Clay topraklar yüksek yüzey alanı ile mikroskobik parçacıklardan oluşur, onlara moistin değil aynı zamanda yüksek plato limitleri ile hacim değişimi potansiyelini gösterir; su absorbsiyonları ve çatlakları kurutulur, özellikle de demiryolları için sorunsaldır.
Silt topraklar kumdan daha küçük, ancak çamurdan daha büyükler var. Genellikle kuru olduğunda yumuşak ve kararsız hale gelir, çünkü Silts ana hatlar için alt sınıflar için don heave eğilimlidir.
Bu zorluklara rağmen, kohesive topraklar mekanik veya kimyasal tedavi yoluyla uygun hale getirilebilir. Lime veya çimento stabilizasyon plastikliği azaltır ve güç artırır. Pre-mar taşanlama ve dikey atıklar konsolidasyonları hızlandırabilir ve uzun vadeli yerleşimleri azaltabilir. Ancak bu yöntemler yerel malzemeleri kullanmanın yararlarına karşı tartılmalıdır.
Cohesionless Soils: Sands ve Gravels
Sands ve mezarlar, partiküllerin arasında güç elde eden malzemelerdir.Onlar, kompakt ve mükemmel drenaj özelliklerinde yüksek kapasitelidir, onları demiryolu alt sınıflar için doğal olarak uygun hale getirir.Plattif olarak büyük ölçüde yüksek yoğunluk elde eder ve daha az değişmeye eğilimlidir.
Sand, genellikle iyiyken, tekrarlanan yükleme altında doygun koşullarda maküla karşı hassas olabilir, bir deprem veya ağır yük geçişi sırasında aniden destek kaybına neden olabilecek bir fenomen. Proper kompaktion, drenaj önlemleri ve geogrids kullanımı bu riski azaltabilir. Yüksek hızlı tren için, dinamik yükler daha yoğun olduğu yerde, düşük para cezasına çarptırılan bir fenomen tercih edilir.
Rock ve Hard Soils
Yatakrock veya iyi kopakt kaya dolum, demiryolu parçaları için en istikrarlı temel sağlar. Rock yerleşmez, swell veya erode önemli ölçüde ve yüksek kapasiteli minimum toplanabilir kaya yüzeyinin üzerinde sıkışıp kalmasını sağlamak için yüksek performanslı olmalıdır.
Birçok proje için, ezilmiş kaya veya mezar ithal edilir ve daha zayıf bir yerel toprak üzerinde alt top tabakası olarak yerleştirilir. Bu uygulama, tam toprak yedek maliyetinden kaçınırken bir karma temel oluşturur.
Track Foundation Design için Anahtar Geoteknik Parametreler
Mühendisler bir toprak bir demiryolu alt sınıfı için uygun olup olmadığını belirlemek için çeşitli geoteknik parametreleri değerlendirmektedir. Bu parametreler alan ve laboratuvar testlerinden elde edilir ve tasarım için analitik modeller olarak kullanılır.
Kapasiteli Kapasite
Bir toprak kapasitesi, ağırlama kapasiteleri olmadan destekleyebileceği en yüksek yükdür. Demiryolu parçaları için, izin verilen taşıma kapasitesi genellikle 2.5 ila 3.0 arasında bir güvenlik faktörü ile belirlenir. Cohesionless topraklar genellikle yüksek taşıma kapasiteleri varsa, yumuşak kiler çok düşük taşıma kapasiteleri olabilir.
Çözüm
Çözüm hemen (elastic) veya zamana bağlı (konsolidasyon) olabilir, çünkü yeni demiryolular için uygun yerleşimler, 500 metreden daha az sürede yapılan konsolidasyonlar ile, özellikle de hasar vericidir.Yeni demiryolular için, en az 25-50 mm ile tasarım ömrü boyunca, diferansiyel yerleşimler için genellikle yüksek oranda sınırlı kalır.
Permeability ve Draj
Su demiryolu temellerinin düşmanıdır. Toprak gücünü azaltır, aşırı su tutarken, su koruma önlemleri alır ve alt kattaki suların nasıl hızlı bir şekilde tükenebileceğini belirler. Coarse-grained toprak türleri gerekli tasarımı uygular.
Frost Susceptability
Soğuk bölgelerde, don heave buz lensleri alt sınıflarda form aldığında meydana gelir, takip eder. Silts ve çok iyi kumlar yüksek derecede dondurucu sınıflarının sınıflandırılması için çok daha hassastır, çünkü düşük permeability sınırları su akışı, ancak onlar hala donmuş olmayan bir zemini dondurabilir.
Compaction and Influence
Proper kompaktion, toprak yoğunluğunu arttırır, kapasiteye ve deformasyona karşı direnç gösterir. Modified Proctor testi, belirli bir toprak için en yüksek kuru yoğunluk ve en iyi nem içeriğini belirler.For demiryolu altgrads, kompaktion to at least% 95 of Standard Proctor maximum kuru yoğunluk genellikle belirtilir.In practice, to uniformion across longes is challenging and requires careful quality control.
Site Araştırma ve Laboratuvar Test
Herhangi bir takip yapılmadan önce, kapsamlı bir geoteknik soruşturma, kontraseptif boyunca toprak türlerini karakterize etmek için yapılır. Soruşturma hem in-situ hem de laboratuvar testleri, Amerikan Test ve Malzeme (ASTM) veya Avrupa Standartları (EN) gibi kuruluşlardan aşağıdaki standartlar içerir.
Bore delegeler ve Sampling
Bore delegeler, kontraseptif toprak örneklerinin rahatsız edilmesi ve dağıtılmaması için aralıklarda (tipik olarak her 100-500 metre) gerçekleştirilir. Araştırmanın derinliği, tren yükünün etkisinin altında uzatmalıdır - genellikle 3 ila 6 metre aşağıdaki formlar laboratuvar gücü ve konsolidasyon testleri için önemlidir.
In-Situ Testleri
Standart Eleştirme Testi (SPT) ve Cone Yaygın Test (CPT) demiryolu alt sınıf soruşturması için en yaygın yöntemlerdir. SPT, kumlar için göreceli yoğunluk ve güçle ilişkili bir darbe hesabı sunar ve çamurlu yük altındaki performansı doğrulamak için hazırlanmaktadır. CPT, toprak tabakalarını sınıflandırmak ve kapasite sağlamak için sürekli olarak kullanılır.
Laboratuvar Testleri
Laboratuvar testleri temel toprak özelliklerini belirler. Atterberg limitleri (kesin limiti, plastik limit, plastik indeks) iyi arazileri sınıflandırmak ve şişme potansiyellerini değerlendirmek. Tri aksiyel kompresyon testleri, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yaygın olarak kullanılır. Oedometre (konsolidasyon) testleri, en azından% 5'lik bir CBR'nin birincil hız hatları için hedef yoğunluğu tanımlar.
Detaylı standartlar için, Amerikan Demiryolu Mühendisliği ve Bakım-of-yol Birliği (AREMA) alt sınıf tasarım ve test üzerine kılavuzlar sunmaktadır.Süresel standartlar için havale makinesi [Düzetim için US $ 1,4] ve [Dönetici:2).
Soil İyileştirme ve Stabilizasyon Yöntemleri
Yerli topraklar yetersiz olduğunda, mühendisler mülklerini geliştirmek için çeşitli stabilizasyon tekniklerini kullanabilir. Yöntem seçimi toprak türüne, proje bütçesine, inşaat programına ve çevresel kısıtlamalara bağlıdır.
Mekanik Stabilizasyon
Mekanik stabilizasyon, toprağın yapısını fiziksel olarak değiştirir. En temel yöntem kompakttır - yoğunluk artırmak ve boşlukları azaltmak için temel enerjidir.En iyi nem içeriğinde ağır roller kullanan kompakt, bazı durumlarda, fakir toprağı kaldırmak ve daha sonra ithal edilen granular materyali (taraf battaniyesi) en güvenilir çözümdür.Bir geotextil separatör ile birlikte, alt katlama ve topun karıştırılması, geogridler için takviye sağlarken, geogridler yükleri kaldırarak daha sonra serbest bırakır.
Kimyasal Stabilizasyon
Yüksek plastik ile çamur için kimyasal katkı maddeleri: Çimentoya bağlı bileşikler veya bir kombinasyon daha hızlı ve düşük maliyetli bir zemine karışır ve su direnci sağlar.Küresel olarak, yüksek plazmin ile çamur için etkilidir: o zaman kompakt ve tedavi edilen minerallerle reaksiyon verir. Çimento stabilizasyon daha hızlı ve daha hızlı çalışır ve kimyasal bir tozlaşma sağlar.Demiral toprak tabakası, genellikle 300-600 mm kalın, genellikle yer veya merkezi bir bitki ile karıştırılır.
Yük ve Dikey Yükselmeler
Bir yer konsolidasyon yerleşiminin beklendiği yumuşak çamurlar için, bir dünya eki ile önceden yüklenebilir, inşaat yapmadan önce yerleşimi hızlandırabilir. Wick drenajlar veya kum drenajları, dikey olarak, bir su için drenaj yolu sağlayarak, istenen konsolidasyon elde edilir.Bu yöntem büyük alanlar için maliyetle etkisizdir, ancak birkaç ay bekleme süresi gerektirir.
Farklı Track Koşulları için Optimal Soil Type'u seçin
En iyi toprak türü sadece bir malzeme mülk değildir: takip kategorisine, trafik hacmine, hıza, iklime ve ekonomik faktörlere bağlıdır. Aşağıda ortak senaryolar için kılavuzlar vardır.
Yüksek Hızlı vs. Yük Rail
Yüksek hızlı trenler yüksek frekanslı, düşük kiloluk veya ezilmiş bir kayaya yükler, geometriyi takip etmek için son derece sıkı tolerans talep eden standart yüklere sahiptir.Bu tür uygulamalar için, çok düşük yerleşim potansiyeli ile çok düşük olan yüksek statik yükler ve düşük bir CBR'ye sahip,% 5-8'e kadar sabitlenmiş bir taş veya ezilmiş bir taş veya ağır zeminler genellikle inşaat maliyetinin azaltılması için kullanılır.
Çevre Faktörleri
Bir Koridorda, geniş çaplı çamurlar birincil bir endişedir: ıslak tropikal iklimler kurup, drenaj çok büyük ve çok sayıda granular veya nem bariyerleri kullanılır. permafrost alanlarda, alt sınıflar sertleşmeyi önlemek için tasarlanmıştır; yalıtım ve mezar tabakaları yaygındır.
Maliyet-Benefit Analizi
ithal mezar gibi üstün bir toprak türü kullanarak yüksek başlangıç maliyeti olabilir ancak uzun vadeli bakım azaltır. Tersine, yerel çamuru lime maliyetleri daha az ayakta tedavi edebilir, ancak periyodik izleme gerektirir.Bir yaşam döngüsü maliyet analizi (LCCA) tasarım ömrü boyunca alternatifleri karşılaştırmalıdır (tipik olarak 30-50 yıl).
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Demiryolu takip temelleri için doğru toprak tipini seçmek, yüksek güç ve drenaj yetenekleri nedeniyle genellikle en uygun olanıdır, topraklar için gerekli veya ekonomik değildir - uygun tedavi ve mühendislik çözümleri ile kullanılabilir ve mekanik olarak sabit bir şekilde geliştirilme sağlar.