Утепление полотна железных дорог

В строительстве железных дорог плиты ПЕНОПЛЭКС^® применяются для теплоизоляции основания как при прокладке нового железнодорожного полотна, так и при реконструкции существующего. Это позволяет решить одну из основных проблем эксплуатации железнодорожного полотна — разрушения под действием сил морозного пучения.

На фото: прокладка дополнительных железнодорожных путей участка дороги Москва — Химки — Крюково

Важная проблема эксплуатации железнодорожного полотна

В холодное время года в теле насыпи, насыщенном водой, при промерзании образуются ледяные линзы, которые неравномерно приподнимают балластную призму и путевую решетку. Таким образом возникают первые деформации железнодорожного полотна.

С наступлением теплого времени года ледяные линзы внутри грунта оттаивают, превращаясь вновь в воду, и эта влага сильно влияет на прочностные характеристики грунтов. Происходит разжижение и осадка несущих слоев насыпи.

На протяжении нескольких сезонов со сменой холодных и теплых периодов на структуру железнодорожного полотна оказывают многократное воздействие неравномерные подъемы-опускания. Вырабатывается так называемый «ходячий зазор», что влечет за собой частичную деформацию рельсошпальной решетки. Как следствие, ухудшается надежность полотна и снижается безопасность движения.

В нашей стране для наибольшей эффективности эксплуатации дорог оптимальная скорость движения составов должна быть 120-140 км/час. Поэтому предъявляются высокие требования к обеспечению устойчивой и безопасной работы полотна.

В условиях же промерзающих грунтов для обеспечения безопасности движения нужно либо постоянно проводить выправку и ремонт пути, либо существенно снижать скорость движения подвижного состава.

Способы защиты железнодорожного полотна от морозного пучения

1. Полная замена пучинистого грунта на проблемных участках качественными крупно- и мелкозернистыми песками. Для этого требуется разработка и вывоз пучинистого грунта. При производстве работ следует дополнительно укреплять откосы щитами для ликвидации осыпей. Кроме того, на время реконструкции необходимо предусмотреть запасной путь и использовать большое количество транспортных средств для вывоза старого грунта. Это значительно увеличивает затраты на реконструкцию земляного полотна.
2. Создание морозозащитного слоя из теплоизоляционных плит ПЕНОПЛЭКС^®.

Оптимальный способ усиления основной площадки земляного полотна для защиты от морозного пучения

Устройство защитного слоя из экструзионного пенополистирола признано наиболее эффективным в неблагоприятных условиях: при затрудненном поверхностном водоотводе и в зонах повышенных силовых воздействий.

Плиты ПЕНОПЛЭКС^® укладывают на глубину не менее 0,4 метра. Зимой они уменьшают глубину промерзания грунта, а в период дождей предотвращают накопление воды в насыпи.

Применение плит ПЕНОПЛЭКС^® качественно меняет процесс промерзания земляного полотна. На дорогах без теплоизоляционных слоев грунты под насыпью промерзают на большую глубину, что вызывает деформации от сил морозного пучения увлажненных грунтов основания и последующее повреждение конструкции покрытия.

На участках с теплоизоляционными слоями из плит ПЕНОПЛЭКС^® глубина промерзания конструкции значительно уменьшается. Практически нулевое водопоглощение плит ПЕНОПЛЭКС позволяет рассматривать теплоизоляционный слой как водоупорный, что приводит к осушению подстилающих слоев конструкции. Тем самым достигается минимизация пучения, усадки и доуплотнения грунтов основания.

Основные эффекты применения теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^® в железнодорожном строительстве

В новом строительстве:

• отвод поверхностных вод (благодаря практически нулевому водопоглощению плит ПЕНОПЛЭКС^®);
• повышение морозоустойчивости железнодорожного полотна;
• шумоизоляция защищаемой поверхности;
• снижение деформаций и увеличение межремонтного срока эксплуатации;
• успешная интеграция процесса укладки теплоизоляционных плит при реализации технологий железнодорожного строительства.

В реконструкции:

• снижение трудозатрат и стоимости реконструкции по сравнению с другими способами;
• уменьшение деформаций морозного пучения и осушение грунта основания благодаря поверхностному водоотводу по плитам ПЕНОПЛЭКС^® в сторону обочин;
• возможность укладки плит теплоизоляции в процессе работы специализированных машин и выемки отработанного щебня без существенного вмешательства в график движения поездов.

В прокладке железнодорожного полотна на пролетных строениях мостов:

• шумоизоляция пролетного строения;
• снижение нагрузок на основание благодаря малой плотности плит ПЕНОПЛЭКС^® и возможности упругой деформации (модуль упругости для плит ПЕНОПЛЭКС^®45 составляет 18 МПа).

Объекты применения ПЕНОПЛЭКС^® в железнодорожном строительстве

Положительный опыт производства работ по данной технологии был изучен МПС в течение трех лет при реконструкции Октябрьской железной дороги, что позволило рекомендовать его и для применения на остальных железных дорогах.

Утеплитель ПЕНОПЛЭКС^® доказал свою эффективность и применяется на большинстве железных дорог России: Восточно-Сибирской, Свердловской, Горьковской, Западно-Сибирской, Северной, Октябрьской, Дальневосточной, Куйбышевской, Красноярской, Московской.

Кроме того, на пролетных строениях лоткового типа с целью защиты гидро- и шумоизоляционных устройств от механических повреждений разработана и успешно применяется конструкция с использованием теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^®. Впервые она была внедрена в 2002 году при строительстве Ладожского вокзала в Санкт-Петербурге и мостового перехода около поселка Веребье (Октябрьская железная дорога).