Полимерные материалы на зарубежных жд - Шпалы

Известные недостатки деревянных и железобетонных шпал привели в ряде стран — США, Франции, Швейцарии — к исследованиям по разработке шпал из других материалов. Целью их являются поиски возможности создания дешевых, удобных и простых в изготовлении шпал — водонепроницаемых и морозостойких, износостойких в самых жестких условиях эксплуатации и относительно легких. В США разработано несколько типов опытных шпал с применением полимерных материалов. Примером служит шпала из пластмассы на основе фенолоформальдегидной смолы с твердой волокнистой древесиной южных сортов хвойных пород в качестве наполнителя. Такие шпалы изготовляют формованием при повышенных температуре и давлении. Изменением технологических параметров формования и соотношения связующего полимера и наполнителя в составе материала можно получать необходимые характеристики шпалы. Другим примером является шпала из стеклопластика. Рельсы на таких шпалах укладываются на стальных или стеклопластиковых подкладках. В последнем случае подкладка отформовывается вместе со шпалой. Разработаны шпалы из синтетических смол с применением тросообразной арматуры из металла или стеклонитей. Такие шпалы выдерживают воздействие высоких статических и динамических нагрузок, хорошо сопротивляются износу, не реагируют на температурные изменения от —60° до +130°С, обладают высоким электрическим сопротивлением. Для их изготовления применяют различные смолы или смеси эпоксидных, фенолформальдегидных и других смол. Отмечается, что лучшими шпалами, обладающими хорошим сопротивлением механическим воздействиям, являются изготовленные на основе кристаллических термопластичных смол.
Во Франции предложена шпала, изготовляемая на основе эпоксидной смолы (1 весовая часть) и наполнителя из смеси песка (4 части) и гравия (8 частей). В качестве других инертных наполнителей можно использовать стекловолокно, древесину и асбест. Для изготовления шпал смесь такого полимерного материала укладывают и уплотняют в специальной форме. Изготовленная таким образом шпала обладает повышенным сопротивлением растяжению и сжатию, термостойкостью и хорошими электроизоляционными свойствами. Для повышения механической прочности шпалу можно армировать металлической арматурой.
В Швейцарии испытывались шпалы, изготовленные на основе полиэфирной смолы, в качестве инертных наполнителей их использовались те же материалы, что и при изготовлении железобетонных шпал. Кроме того, при изготовлении опытных шпал из полимерных материалов используют также и термореактивные смолы — эпоксидную, фенолформальдегидную, кремний-органическую и смеси фенолоформальдегидной смолы с полиамидной или эпоксидной со стеклянными или другими минеральными наполнителями.
В Японии для более полного использования лесопиломатериалов проводили эксперименты по изготовлению составных клееных шпал [8]. Составные части шпалы соединяли в пазы и склеивали резорциновыми смолами, содержащими антисептические вещества. Всего было изготовлено и испытано 6 типов составных клееных шпал. Предварительные испытания показали, что клееные шпалы по прочности и долговечности не уступают обычным деревянным. Однако работы по созданию шпал из синтетических материалов пока еще не вышли из стадии экспериментирования.