Mechanikai stabilizációs réteg a vasútépítésben

Átírás

1 Mechanikai stabilizációs réteg a vasútépítésben Szengofszky Oszkár Bük, 2017

2 Tartalom Rövid történeti áttekintés Fejlesztés -> TriAx Miért? TriAx Stabilizációs réteg TriAx georácsokkal Számítási mintapéldák Vasúti ágyazat TriAx 190 georáccsal

3 Georácsos erősítések Magyarországon Az első alkalmazás 70 Netlon háló rendkívül gyenge altalajon 1980 Kétirányú TENSAR georács gyenge altalajon 1990 hegesztett és szőtt rácsok megjelenése 2001 Triax rács fejlesztése

4 Eddigi tapasztalatok alapján 2001-től fejlesztés Nagy merevség Nagy csomóponti hatékonyság Megfelelő bordakialakítás Jól együttdolgozik a feltöltés anyagával TriAx

5 Erősítés vagy Stabilizáció MSZ EN Geotextíliák georácsok és rokon termékeik. Az utak és más közlekedési területek Előírt jellemzők: Húzószilárdság [kn/m] Nyúlás a legnagyobb erőnél [%] Vizsgálata: EN ISO ETA 12/ Kötőanyag nélküli szemcsés rétegeknek a kőanyag mechanikus kötésével Előírt jellemzők: Radiális sz. merevség (0,5%) [kn/m] Radiális sz. merevségi arány [-] Csomópont hatékonyság [%] Hatszög oldaltávolság [mm] Vizsgálata: EOTA TR041

6 Erősítés helyett stabilizáció

7 A sugárirányú merevség fogalma

8 Többirányú teherelosztás 360 /

9 Interlock hatás (alakkal zárt kötés)

10 Zárt kötés - megtámasztás mértéke Nem megtámasztott Átmeneti zóna Teljesen megtámasztott zóna Megtámasztás mértéke TriAx georács

11 Alkalmazási területek Hosszú távú érték Miért Fenntartható építés Hosszabb tervezési élettartam? Építési költség megtakarítás

12 Alkalmazási területek Hosszú távú érték Miért Fenntartható építés Hosszabb tervezési élettartam? Építési költség megtakarítás

13 Alkalmazási területek

14 Alkalmazási területek

15 Alkalmazási területek

16 Alkalmazási területek

17 Alkalmazási területek

18 Alkalmazási területek

19 Alkalmazási területek Tensar Technology Emberek Tudás Knowhow

20 Alkalmazási területek Hosszú távú érték Miért Fenntartható építés? Hosszabb tervezési élettartam Építési költség megtakarítás

21 Energia megtakarítás CO 2 csökkentés CO 2 kibocsátás Több, mint 50% megtakarítás Erősítetlen szerkezet Erősített szerkezet

22 Esettanulmány: Ramada Hotel 50% megtak. 27% megtak. 30% megtak. Anyag CO2 Építési idő

23 Alkalmazási területek Hosszú távú érték Miért Fenntartható építés Hosszabb tervezési élettartam? Építési költség megtakarítás

24 Kiegészítő réteg megtakarítás Nincs elválasztás Geotextilia elválasztás SS20 Georács SS30 Georács TriAx g/t SS20 SS30 TX 160

25 Költség Költségmegtakarítás

26 Alkalmazási területek Hosszú távú érték Miért Fenntartható építés Hosszabb tervezési élettartam? Építési költség megtakarítás

27 Tervezési élettartam összehasonlítás

28 Tervezési élettartam összehasonlítás No Separator Tényleges vastagság 480 Számított vastagság 400 Szabványos tengelyáthal adás 31,000 Geotextile Separator ,000 SS20 Geogrid ,000 SS30 Geogrid ,000 TriAx ,000

29 Alkalmazási területek Hosszú távú érték Miért Fenntartható építés Hosszabb tervezési élettartam? Építési költség megtakarítás

30 Hosszú távú érték Fenntartási költség csökkentés Építési költség csökkentés

31 Alkalmazási területek Hosszú távú érték Miért Fenntartható építés Hosszabb tervezési élettartam? Építési költség megtakarítás

32 A TriAx georácsokra alkalmazott szabvány:

33 Vasúti alkalmazás - kiegészítő réteg Kiegészítő réteg stabilizáció: Elsődleges funkció a teherbírás növelés Ágyazat Kiegészítő réteg Földmű Cél: teherbírás növelése / kiegészítő réteg vastagságának csökkentése

34 Vasúti alkalmazás - ágyazat Vasúti ágyazat stabilizáció: Elsődleges funkció az ágyazat kőanyagának stabilizációja Ágyazat Kiegészítő réteg Földmű Cél: megelőzni a sínszálak elmozdulását, (függőleges és vízszintes irányban) és csökkenteni a karbantartások gyakoriságát

35 Vasúti komplex alkalmazás Kiegészítő réteg stabilizáció: Elsődleges funkció a teherbírás növelés Vasúti ágyazat stabilizáció: Elsődleges funkció az ágyazat kőanyagának stabilizációja Ágyazat Kiegészítő réteg Földmű Közös cél: megelőzni a sínszálak elmozdulását, (függőleges és vízszintes irányban) és csökkenteni a karbantartások gyakoriságát

36 Alkalmazási célok Stabilizációs réteg vastagságának csökkentése Deformáció csökkentése Csökkentik az ágyazat süllyedési sebességét Hosszabb ideig tartják meg a pályageometriát Zúzottkő ágyazat stabilizációja 2,5-szeresére növeli a karbantartási ciklus hosszát, Több mint 20 évig működnek az ágyazatban Csökkentik az ágyazat forgalom okozta állagromlását

37 Deformáció csökkentése

38 Stabilizációs réteg vastagságának csökkentése

39 Méretezési szoftver

40 TENSAR PAVE Ezzel a módszerrel meghatározható a tervezési teherbíráshoz tartozó szükséges szemcsés réteg vastagsága. A program kiszámítja a stabilizált és a stabilizálás nélküli szükséges vastagságot Megkülönbözteti az éles szemű és a legömbölyített szemcsés töltőanyagot

41 Bemenő értékek Tárcsás teherbírás vizsgálat (E 2 ) CBR értékekből: E 2 = 10x(CBR) 2/3 Plasztikus talajoknál konzisztencia adatokból Tapasztalati úton Paraméter Vizsgálati szabvány Értékek S u [kpa] CBR [%] MSZ : E 2 [MPa] MSZ : Ev 2 [MPa] DIN , ,5 30

42 Számítási mintapéldák

43 Mintapélda Altalaj E 2 =15MPa (CBR = 2,5 %) Elérni kívánt teherbírás E 2 =80MPa (80<V<120km/h) Zúzottkő keverék tetején E 2 =80MPa

44 Kiegészítő réteg (D11 utasítás I. kötet) Altalaj teherbíráshoz tartozó vastagság Sebesség függvényében előírt teherbírás Modulus E 2stat (MPa) Sebesség (km/h) V <

45 Tensar TriAx ráccsal a kiegészítő réteg

46 Tensar TriAx ráccsal a kiegészítő réteg

47 Szükséges kiegészítő réteg vastagság

48 Szükséges kiegészítő réteg vastagság

49 TriAx ráccsal a kiegészítő réteg számítása

50 TriAx ráccsal a kiegészítő réteg bemenő adatok

51 TriAx ráccsal a kiegészítő réteg bemenő költségadatok

52 TriAx ráccsal a kiegészítő réteg táblázatos eredmények

53 TriAx ráccsal a kiegészítő réteg grafikus eredmények

54 Zúzottkő ágyazat stabilizációja Tensar Modulus Method

55 Vasúti alkalmazás - ágyazat Vasúti ágyazat stabilizáció: Elsődleges funkció az ágyazat kőanyagának stabilizációja Ágyazat Kiegészítő réteg Földmű Cél: megelőzni a sínszálak elmozdulását, (függőleges és vízszintes irányban) és csökkenteni a karbantartások gyakoriságát

56 Zúzottkő ágyazat stabilizációja

57 A georács hatásának vizsgálata az ágyazati kő mozgására a vasúti ágyazatban ciklikus terhelés alatt (kutatás bemutatása)

58 Háttér Háttér A vasúti kavicságy nagy méretű kitöltőanyagot egyenletes frakciójú kitöltő anyagot tartalmaz, hogy megkönnyítse a vízelvezetés és a terhelés eloszlását. A vasúti pályakarbantartás fő problémája az ágyazat eltömődése. Ennek következtében az éles szélek mechanikai kopása miatt van szükség az ismételt kőpótlásra. Kutatási cél: A georács hatásának vizsgálata az ágyazati kő mozgására a vasúti ágyazatban ciklikus terhelés alatt. Principal Investigators of Research: Drs. Hai Huang & Tong Qiu, Pennsylvania State University.

59 Teszt összeállítás Egy tipikus vasúti ágyazati szerkezet felét megépítették. TX190L-et építettek be az ágyazat teteje alá 25 cm mélységben. Az intelligens követ a georács fölé helyezték és feljegyezték a valós idejű mozgását beleértve az elmozdulását és az elfordulását.

60 Az ágyazati kő elmozdulási gyorsulása 25 cm-el az alj alatt Az ágyazati kő elmozdulási gyorsulása jelentősen csökken a TX190L georács alkalmazása esetén

61 Az ágyazati kő szöggyorsulása 25 cm-el az alj alatt Az ágyazati kő szöggyorsulása jelentősen csökken a TX190L georács hatására.

62 Az intelligens kő mozgása az ágyazatban TX190L georács nélkül TX190L georáccsal Presented at TRB2016 conference, Effect of Geogrid on Railroad Ballast Studied by SMART ROCK

63 TriAx vasúti ágyazat stabilizáció Fenntartási költségek összehasonlítása Hagyományos építés és Triax ráccsal erősített vasúti ágyazat Ft/km Ft/km Ft/km Ft/km Ft/km 0 Ft/km Hagyományos Rácserősített

64 TRIAX = Azonnali és hosszútávú megtakarítás Köszönjük a figyelmet!