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
- 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.
- 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).
