3. ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПОСТОЯННЫХ ПУТЕЙ
Назначение верхнего строения и его элементы
Верхнее строение воспринимает давление от колес подвижного состава, передает это давление на земляное полотно и направляет колеса подвижного состава по рельсовой колес.
Верхнее строение состоит из рельсов, шпал, скреплений, противоугонных устройств и балластного слоя. Мощность верхнего строения железнодорожных путей должна определяться исходя из условия обеспечения пропуска заданного типа подвижного состава с установленными наибольшими скоростями движения, а также наиболее экономичной службы его в период работы.
Типы верхнего строения пути должны быть по мощности не слабее указанных в табл. 2-2.
Таблица 2-2
Балласт, его назначение, свойства и материал
Балластный слой имеет следующее назначение: передавать давление от подвижного состава через шпалы земляному полотну возможно равномернее и распределять это давление на возможно большую его площадь;
препятствовать продольным и поперечным перемещениям рельсового пути;
поддерживать рельсовую колею в сухом состоянии путем отвода воды;
предохранять земляное полотно от промерзания.
Соответственно своему назначению балласт должен быть: достаточно прочным, чтобы не раздавливаться и распределять давление на большую площадь земляного полотна;
водопроницаемым, т. е. хорошо пропускать воду, чем обеспечивается содержание в сухом состоянии шпал, рельсов и скреплений;
упругим, чтобы смягчать удары колес о рельсы; кроме того, балласт должен обладать внутренним трением, препятствующим перемещению шпал и рельсов.
Перечисленными свойствами обладает щебень из твердых каменных пород и в меньшей степени — гравий, песок и шлак.
Рис. 2-6. Поперечный профиль балластного слоя. а — при песчаном балласте; б — при щебеночном балласте.
Железнодорожные пути торфопредприятий имеют в качестве балласта песок. Крупнозернистый песок(крупность зерен 3—1 мм) является хорошим материалом для балласта. Он относительно хорошо воспринимает и передаст давление, пропускает воду, обладает упругостью. Среднезернистый песок (крупность зерен 0,5-1 мм) является удовлетворительным материалом для балласта и самым плохим является мелкий песок (крупность зерен до 0,5—0,25 мм).
Песок для балласта должен быть чистым. Примеси частиц размером менее 0,1 мм (пылевидные глинистые и глинистые частицы) допускаются в количестве не более 10% от общего веса, причем глинистых частиц не должно быть более 2%.
Мелкий песок, в частности и средний, особенно с примесью глины, быстро слеживается, плохо пропускает воду, размывается дождями и выдувается ветром, зарастает травой, плохо воспринимает и передает давление, в результате чего происходит оседание шпал. Зимой балласт из среднего и мелкого песка смерзается, образуя сплошной монолит.
Торфяной шлак не рекомендуется для употребления в качестве балласта, так как слабо противостоит ударным нагрузкам, быстро «раздавливается и истирается в пыль, в результате происходит усиленное расстройство пути (перекосы, толчки, просадки, шпалы на весу и т. п.).
Торфяной шлак может быть использован в качестве материала для устройства земляного полотна.
Поперечный профиль балластной призмы (рис. 2-6) характеризуется высотой балластного слоя Н и его толщиной h. Ширина балластного слоя призмы принимается равной 1,70.
Толщина балластного слоя устанавливается в зависимости от категории путей и назначения пути от 0,15 до 0,25 м. Крутизна откосов для щебня 1:1 и для песка 1:1,5. На 1 км пути требуется в зависимости от высоты балластного слоя и количества шпал от 500 до 900 м3.