DE2306428A1

DE2306428A1 - Schienenfahrzeuggleis

Info

Publication number: DE2306428A1
Application number: DE2306428A
Authority: DE
Inventors: Hankichi Uzuka
Original assignee: JAPANESE NATIONAL RAILWAYS TOKIO; Japan National Railways
Current assignee: JAPANESE NATIONAL RAILWAYS TOKIO; Japan National Railways
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1973-02-09
Publication date: 1973-09-27
Also published as: FR2174007B1; JPS521161B2; DE2306428C3; JPS4882505A; DE2306428B2; US3878987A; FR2174007A1; GB1423775A

Description

Die Erfindung betrifft ein geschottertes Schienenfahrzeuggleis, bei dem insbesondere das Fortschreiten von Gleisunregelmäßigkeiten bei einem Schienenfahrzeugbetrieb bei hoher Geschwindigkeit, hoher Achslast und hoher Fahrzeugfrequenz auf einem Minimum gehalten wird, wobei das auf den Schotter zurückzuführende Setzen des herkömmlichen Gleisaufbaus so klein wie möglich gehalten wird.

Der herkömmlich verwandte Schienenfahrzeuggleisaufbau ist ein sogenannter geschotterter Gleisaufbau, bei dem fortlaufend Schwellen auf Schotter liegen und die Schienen auf den Schwel-

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len mit Hilfe einer Schienenbefestigungseinrichtung befestigt sind. Dieser Aufbau wurde hauptsächlich dazu entwickelt, die Korrektur von Gleisunregelmäßigkeiten infolge des Setzens des Schotters unter der Prihrzeugbelastung zu erleichtern. Bei einem der bekannten Reparaturverfahren wird der Schotter mit Hilfe von Schwellenstampfern durch Schwingung verdichtet.- Die Breite der Schwellen liegt .gewöhnlich bei 20 bis 30 cm, und der Schwellenabstand bei wenigstens 20 cm. Diese Werte sind gewählt worden, um eine wirkungsvolle Arbeit mit den Schwellenstampfern usw. zu ermöglichen. Wie es später erläutert wird, ist es jedoch wün-' sehenswert, falls möglich die Breite der Schwellen zu erhöhen-, um eine größere Basis und Spurbreite zu bekommen. Es hat sich inzwischen herausgestellt, daß selbst die Schwingungsverdichtung durch Schwellenstampfer und ähnlichem zum. Setzen des Schotters beiträgt.

Vor der Entwicklung des erfindungsgemäßen Gleisauf baus mit einem minimalen Setzen durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, daß die in.der folgenden Tabelle I aufgeführten Paktoren Abweichungen der Schienen in dem bekannten geschotterten Gleisaufbau verursachen.

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Tabelle

Stelle der Abweichung

Beschreibung der Erscheinung Grund

Schwelle

Schotter

Km ^? Co

Gleisbett

natürlicher Untergrund

Einschneiden der Schiene in das Holz

Verschleiß des Spannbetan-Schwellenbodens

Schotterputnpen

Absinken des Schotters in das Gleisbett und Schlammpumpen ("Schotternest")

Verringerung des Zwischenraums zwischen den Schottersteinen infolge der Verdichtung

Pulverisierung des Schotters und Schlammpumpen im Schotter

"Verschiebung" des Schotters

Setzen infolge der Verdichtung

Setzen infolge der Verdichtung Versagen der Schwelle und des Holzes unter der Schiene unter Druck

Unzulänglichkeit der Kontaktfläche mit dem Schotter

Staub von den Betonschwellen und vom Schotter wird nach einem Regen zu Schlamm und bewirkt unter dem Schienenweg ein Schlammpumpen O

Kombination von drei Faktoren; schlechtes Gleisbett, Eindringen von Regenwasser und Schotterdruck

zwischen den Steinen wurde als Folge der Schotterwartung ein Zwischenraum erzeugt.

Schotterwartung; Pulverisierung infolge der Beschleunigung der Schottervibration und Eindringen von Regenwasser.

erhöhte Beschleunigung der Schottervibration (entsprechend der Fahrzeugbeschleunigung)

unzureichende Schüttung; unzureichende Walzarbeit

ungünstige geologische Beschaffenheit

K) OJ O CO 4>· ΓΟ CO

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Unter den oben angeführten, ein Setzen verursachenden Faktoren ist das Einschneiden der Schiene in das Holz eine Erscheinung, die den Holzschwellen eigen ist und niemals bei Spannbetonschwellen auftaucht.. Inzwischen kann das Absetzen des Gleisbettes oder des natürlichen Untergrundes unter Druck der ungünstigen geologischen Beschaffenheit oder einem frischen Gleisbett zugeschrieben werden. Bei einem Hochgleis, in Tunneln oder bei. Gleisbetten, die 20 bis 30 Jahre unter dem Gleis in Betrieb waren,' ist der Grad eines solchen Setzens vernachlässigbar. Der herkömmliche, geschotterte Gleisaufbau jedoch ist von Natur aus nicht von den in der Tabelle I angeführten !Faktoren, d.h. den anderen Faktoren als den oben, genannten, frei.

Zusätzlich zu dem oben genannten geschotterten Gleisaufbau ist kürzlich ein schotterfreier Plattengleisaufbau als Verbesserung vorgeschalgen worden. Dieser Torschlag unterscheidet sich grundsätzlich von dem geschotterten Gleisaufbau darin, daß eine elastische Deformation des Gleises bei dem ersten die Energie des Schienenfahrzeuges absorbiert und eine künstliche Korrektur des Gleises nicht erforderlich ist. Wenn jedoch bei diesem Aufbau die schwere Schienenfahrzeuglast allein durch elastische Deformation aufgenommen werden soll, sind spezielle Einrichtungen erforderlich, die die Last verteilen und elastische Elemente liefern/ Es dürfte daher besonders schwierig sein, einen solchen Aufbau entlang eines bestehenden geschotterten Gleises kurzfristig zu verwirklichen.

In Hinblick auf die Machteile dieser herkömmlichen Schienenfahrzeuggleise ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten geschotterten Gleisaufbau zu- liefern, der frei von den Hauptfaktoren ist, die die Schienenabweichung bewirken, die dem herkömmlichen geschotterten Gleisaufbau und der zugehörigen Yfertung anhaften,und bei dem das Portschreiten"von Gleisunregelmäßigke-iten bei einem Schienenfahrzeugbetrieb mit

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hoher. Geschwindigkeit, hoher Achslast und hoher Fahrzeugfrequenz so gering wie möglich gehalten werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen verbesserten geschotterten Gleisaufbau sind große plattenförmige Schwellen mit größeren Abmessungen und der damit verbundenen Verarbeitbarkeit auf einer elastischen gehärteten Schicht angeordnet, die im Schotter ausgebildet ist, wobei der ebene Bereich und das Gewicht dazu verwandt werden, die Fahrzeugbelastung zu verteilen und die Schwingung zu dämpfen.

Weiterhin soll erfindungsgemäß der Zwischenraum zwischen der Grundfläche der Schwelle und dem unteren Schotter und ein Teil des an die Schwelle angrenzenden Schotters mit einem schnell aushärtenden Einspritzmaterial gefüllt werden, durch das eine übermäßige Schotterschwingung gedämpft wird.

Die Oberfläche des oberen Schotters soll erfindungsgemäß mit einer wasserdichten Schicht überzogen werden, um ein Eindringen von Regenwasser in den Schotter oder das Gleisbett zu verhindern, wodurch die Gefahr einer Abweichung einer Schiene soweit wie möglich abgewandt wird.

Der erfindungsgemäße verbesserte geschotterte Gleisaufbau soll weiterhin leicht mit wenig Material und innerhalb begrenzter Schienenfahrzeugintervalle angelegt werden können, indem ein schnell härtendes Material verwandt wird, was den Pahrzeugbetrieb unmittelbar nach dem Aufbau ermöglicht.

Die bei den bekannten Gleisaufbauten auftretenden Probleme werden erfindungsgemäß durch ein Schienenfahrzeuggleis gelöst, ' das unteren Schotter mit einer relativ ebenen Oberfläche, wenigstens eine größe, plattenförmige Schwelle aus Eisenbeton, der Spannbeton oder Stahl einschließt, die auf dem unteren

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Schotter angeordnet ist, oberen Schotter, der um die große, plattenförmige Schwelle herum angeordnet ist, ein schnell aushärtendes Material, das zwischen die Grundfläche der großen plattenförmigen Schwelle und der angrenzenden Oberfläche des unteren Schotters eingespritzt ist, und eine wasserdichte Schicht aus einem schnell härtenden, wasserdichten Material aufweist, die auf der Oberfläche des oberen Schotters vorgesehen ist. Vorzugsweise sind Abflußgräben mit wenigstens einer Durchbohrung in der an den Schotter angrenzenden Wand an den Längsseiten des Schotters entlang vorgesehen. Vorteilhafterweiss weist die wasserdichte Schicht eίneuleigung zum·· Abfließen· des Wassers auf. Zerkleinerte Steine, die am geeignetsten eine Größe aufweisen, die kleiner als die -des unteren Schotters· ist, sind auf der« Oberfläche des unteren Schotters angeordnet, wodurch die Tiefe des in den Schotter eingespritzten Materials gesteuert wird» Vorzugsweise ist das eingespritzte, schnell härtende Material thermoplastischer Ws.tür_s wie Bitumen, Kunstharz oder Kombinationen daraus. Materialien, die die angrenzenden Poren im Schotter füllen» Insbesondere wird der Schotter um die große, plattenförmige Schwelle herum mit dem eingespritzten Material verfestigt, wodurch der Schotterwiderstand erhöht wird. . " . .

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Schienenfahrzeuggleises, bei dem unterer Schotter nahezu eben gewalzt wird, wenigstens eine große, plattenförmige Schwelle aus Eisenbeton_s der Spannbeton oder Stahl einschließt 5 auf dem liieren Schotter angeordnet wird, oberer Schotter, um die große, plattenförmige Schwelle verteilt und gewalzt wird, wobei die große,' plattenförmige Schwelle angehoben wird, ein schnell härtendes Einspritzmaterial in den Raum eingespritzt wird, der zwischen, der Grundfläche der großen, plattenförmigen Schwelle und der Oberfläche des" unteren Schotters unter der großen, plattenförmigen. Schwelle gebildet, ist, und die

freiliegende Oberfläche des oberen Schotters mit einer wasserdichten Schicht aus einem schnell härtenden wasserdichten Material überzogen wird. Torzugsweise werden Abflußleitungen mit wenigstens einer Durchbohrung in der an den Schotter angrenzenden Wand an den Längsseiten des Schotters entlang vorgesehen. Vorteilhafterweise wird die wasserdichte Schicht an der Oberfläche des oberen Schotters mit einer Heigung zum Abfluß des Wassers versehen. Insbesondere werden zerkleinerte Steine mit einer Größe, die kleiner als die des unteren Schotters ist, auf der gewalzten Oberfläche des unteren Schotters verteilt, bevor die große, plattenförmige Schwelle angebracht wird, wodurch die Einspritztiefe des Materials in den Schotter gesteuert wird. Vorzugsweise ist das schnell härtende Einspritzmaterial thermoplastischer Hatur, wie Asphalt, Kunstharz oder Gemische daraus, und wird in einem heißen, geschmolzenen Zustand eingespritzt und abkühlen und härten gelassen, wodurch eine außerordentlich feste Masse in den im Schotter gefüllten Zwischenräumen gebildet wird. Insbesondere wird der Schotter um die große, plattenförmige Sehwelle durch das Einspritzmaterial verfestigt, wodurch der Schotterwiderstand erhöht wird.

Im folgenden werden beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert:

Pig. 1a zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform.der Erfindung;

Pig. 1b ist eine Schnittansicht längs der Linie 1b-1b in Pig. 1a;

Pig. 1c ist eine Schnittansicht längs der Linie 1c-1c in Pig. 1a;

Pig. 1d ist eine Pig. 1c entsprechende Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 1e ist eine Draufsicht, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

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Pig. 2a ist eine Draufsicht, Sie eine vierte Ausf ühru ng s form der vorliegenden Erfindung erläutert;

Fig. Zb ist eine Sennit tans ic nt längs der Linie 2b-2b in Pig. 2a.

Der in den Pig. 1a Ws Ic dargestellte untere Schotter 3 wurde sorgfältig auf einein Gleisbett 8 gewalzt, wobei kleiner zerteilte Steine 32 die Zwischenräume füllen. Die Höhe des unteren Schotters beträgt gewöhnlich etwa 15 bis 25 cm. In einem bestimmten Bereich des so gebildeten Schotters, gewöhnlich in der der Iiängsachse des Schotters folgenden Mitte sind mit einem bestimmten Abstand fortlaufend großen plattenförmige Schwellen 2 und 2¹ der gleichen Öröße in zwei Eeihen angeordnet, Me gegenüberliegenden Schwellen 2 und 2% die die zwei Reihen bilden, sind parallel mit einem bestimmten Abstand angeordnet, wobei Schotter um die Schwellen verteilt und gewalzt ist, so daß der obere Schotter 33 gebildet wircl. Die Höhe des oberen Sehotters 33 liegt gewöhnlich bei etwa 15 Ms 25 cm. Der Bereich der Größe der Steine, die den oberen und den unteren Schotter bilden, liegt gewöhnlich zwischen 10 und 75 mm. Jede große, plattenförmige Schwelle kannein Spannbetonteil mit einem Profil,; wie es in den Pig. la bis te dargestellt ist, oder ein bekanhtes Stahlteil mit einem U-förmigen Querschnitt sein, wie es in Pig. ld mit der. Ziffer 21 dargestellt ist.-Die Spannbetonsehwellen 2 und 2', die in den Pig. 1a bis te dargestellt sind, sind nahezu Quader, bei denen die Oberflächen der zwei Endbereiehe in axialer Pachtung des Schotters als nach unten geneigte Flächen 24 (Pig= 1b) mit einem bestimmten Winkel ausgebildet sind und bei denen eine Aussparung 31 in der Mitte der Unterfläche vorgesehen ist. Die große, plattenförmige Schwelle kann jedoch ein einfacher, rechtwinkliger Quader sein. Schienen 1 sind über diese zwei Reihen von großen, plattenförmigen Schwellen gelegt und darauf durch Sehienenbefestigüngseinrichtungen 7 der bekannten Art befestigt, die in gleichen Abständen in Längsrichtung der großen, plattenförmigen Sehwollen vorgesehen sind. 3OS 8391

In ]?ig. 1a, die die Abmessungen und die Anordnung der großen, plattenförmigen Schwellen und der Schienenbefestigungseinrichtungen darstellt, kann die Breite W₁ der großen, plattenförmigen Schwellen 2 und 2^f beispielsweise 95 cm für die Schmalspurbreite 1067 mm und beispielsweise 130 cm für die Normalspurbreite von 1430 mm betragen, während die Länge L₁ unabhängig von der Spurbreite zwischen etwa 50 cm und 300 cm liegen kann. Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, liegt der Wert L₁ jedoch vorzugsweise über 50 cm. Bevorzugte Werte für die Schwellenabstände g₁ und Wg sind g. = 10 cm, W₂ = 18 cm für die Schmalspur-und etwa 20 cm für die Normalspurbreite. Der Grund für die Auswahl dieser Werte ist folgender: Der Wert W₁ wurde gewählt, um es möglich zu machen, den 'erfindungsgemäßen Gleisaufbau innerhalb einer begrenzten Zeitdauer auf ein bereits bestehendes Gleis anzuwenden, ohne die Schienen, insbesondere bei sogenannten Langschienenbereichen, abzutragen. Der Wert W₁, der kleiner als der Schienenabstand RD gehalten wurde, erlaubt ein leichtes Einsetzen einer großen, plattenförmigen Schwelle zwischen die Schienen,und dementsprechend kann die Anordnung der großen, plattenförmigen Schwellen in die in den Pig. 1a bis 1e dargestellte Lage leicht erfolgen. Der Wert L₁ hängt von dem Abstand der Schienenbefestigungseinrichtungen 7, der Anzahl dieser Einrichtungen, die auf einer großen, plattenförmigen Schwelle vorgesehen werden müssen, und dem Schwellenabstand g₁ ab. Unabhängig davon machen Konstruktions- und Handhabungsbeschränkungen einen Wert von über 50 cm wünschenswert. Der Schwellenabstand g₁ beträgt aus Gründen des Schotterwiderstandes und des Arbeitens des Schotters vorzugsweise etwa 10 cm. Wp wird automatisch aus der Beziehung zwischen W₁ und der Spurbreite festgesetzt. Zwei große, plattenförmige Schwellen, die einander gegenüber in der Längsrichtung des Schotters liegen, können dann, wenn der Schotterwiderstand nicht groß genug ist, mit beispielsweise einem bekannten Spannschloß 23, wie es in den Fig. 1a,1c und 1d dargestellt ist, miteinander gekoppelt wenden, urn dadurch den Schotterwiderstand zu ergänzen.

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Die Pig. 2a und 2b erläutern eine andere Aus führung sform der großen, plattenförmigen Schwellen. In diesem !Falle können die größen, plattenförmigen Schwellen 22 wieder aus Eisenbeton bestehen, der Spannbeton oder einen IT-förmigen Stahl, wie bei den in den Pig. 1a bis 1e dargestellten Ausführungsformen, einschließt. Die großen, plattenförmigen Schwellen 22 sind -jedooh nur in. einer einzigen Reihe angeordnet, wobei beide Schienen auf diese einzige Reihe gelegt sind. Ein Beispiel für die geometrischen Abmessungen dieser Ausführungsform der großen, plattenförmigen Schwellen sind die folgenden !Werte: Lp = 73 cm, W, = 200 cm für die Schmalspur-und 240 -cm für die Normalspurbreite, g2 = etwa 10 cm. Aus denselben Gründen, wie sie oben in Hinblick auf W.. in den Pig. 1a bis 1c angeführt wurden, ist es wünschenswert, daß L₂ kleiner als der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Schienen ist. Wenn zwölf Schienenbefestigungseinrichtungen im gleichen Abstand pro 10 m Schiene vorgesehen sind, werden die obigen Bedingungen erfüllt.

Bei allen obigen Ausführungsformen ist eine elastische gehärtete Schicht 6 aus einem schnell härtenden Einspritzrnaterial im Raum zwischen der Grundfläche der großen, plattenförmigen Schwellen 2,2' und 21 und 22 und der Oberfläche des unteren Schotters unter den großen, plattenförmigen Schwellen ausgebildet. D₁^aS Einspritzmaterial kann eine erhitzte und geschmolzene 1:1-Mischung aus Destillationsbitumen (Penetration weniger als 10) und Bronzebitumen (Penetration 10 bis 20) oder Bitumen sein, das mit einer geringen Menge einer Substanz gemischt ist, die bei niedrigen Temperaturen thermoplastisch ist, wie beispielsweise Polyäthylen. Dieses Einspritzmaterial wird in die großen, plattenförmigen Schwellen durch Einspritzlöcher 25 eingespritzt. Das Einspritzmaterial wird notwendigerweise Tor dem Einspritzen erwärmt, um seinen Flüssigkeitsgrad zu verbessern und um dadurch die Zwischenräume im Schotter zu füllen. Nachdem das heiße Einspritzmaterial durch die Zwischenräume im Schotter gelaufen ist, wandert es auch in den'angrenzenden Schotter. Nach

Ί Γ- η ρ. Ί fi / D- 3 7 3 . - . . '-

dem Kühlen und Aushärten verfestigt daa Material den angrenzenden Schotterhereich zu einem in einem Stück zusammengehaltenen Schotter 61. Wenn der Zusammenhalt bis zur" gewünschten Tiefe eintritt, ist es möglich,die Schwingungsabweichung des Schotters im erfindungsgemäßen Gleisaufbau so klein wie möglich zu halten. Um diesen Zweck zu erreichen, ist es wünschenswert, daß verschiedene Zusammenhalttiefen in Abhängigkeit von der Iwge des Gleisaufbaus gebildet werden. Wenn der Gleisaufbau sich auf einem stabilen Gleisbett befindet, sollte der Zusammenhalt 61 sich durch die gesamte Tiefe bis zur Unterfläche des unteren Schotters 3 erstrecken. Wenn es ein Hochgleis ist, bei dem die Expansion und Kontraktion der Schiene infolge der Temperaturänderung getrennt yqv, der einer Brücke auftritt, ist es wünschenswert, daß die Zusammenhalttiefe 61 kleiner als die Dicke des Schotters gemacht ist, so daß Schiene und Brücke an der Schotterschicht gegeneinander isoliert sind. Die Tiefe des Schotterzusammenhalts 61 hängt von der Art des Einspritzmaterials, der Erwärmungstemperatur zum Einspritzen und der Teilchengröße des Schotters einschließlich der kleiner zerteilten Steine 32 ab. Versuche haben gezeigt, daß dann, wenn das Bitumenpräparat im heißen" Zustand bei 170⁰C in einen Schotter aus klein zerteilten Steinen 32, mit einem Durohmesser von 5 bis 30 mm, die mit 0,05 m /m über den unteren Schotter 3 aus Steinen mit einem Durchmesser zwischen 10 und 75 mm verteilt sind, eingespritzt wird, der Zusammenhalt 61 in einer einheitlichen Tiefe von etwa 10 cm ausgebildet werden kann.

Die Schwingungsbeschleunigung des Schotters unterscheidet sich in Abhängigkeit von der Schienenfahrzeuggeschwindigkeit. Praktische Messungen bei einem Schienenfahrzeug, das mit über 200 km/h lief, haben ergeben, daß ein 25 cm dicke Schottersihieht mit einen 10 cm dicken oberen Schotter im oberen Schotter 1 g und im unteren Schotter weniger als 1 g entwickelte. Daraus ist zu entnehmen, daß der Zusammenhalt des Schotters bis zu ■wenigstens 10 om von der Oberfläche wirkungsvoll ein Nachgeben

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des Schotters vermeiden kann. Es ist inzwischen bekannt, daß die Tiefe des Schotterzusammenhalts praktisch durch die Streumenge an klein zerteilten"Steinen 32 geregelt wird, wobei vorzugsweise der Bereich der Dicke der Schicht aus klein zerteilten Steinen bei 1 bis 4 cm liegt.

Das schnell härtende Einspritzmaterial dringt nicht nur nach unten in den unteren Bereich des unteren Schotters 3 ein, sondern wandert auch seitwärts, wobei es eine Höhe von einigen cm über der Oberfläche des unteren Schotters erreicht, wodurch es den Zusammenhalt des Schotters bewirkt. Folglich kann der Schotterwiderstand gegenüber der Schwelle,(der Widerstand gegenüber einer Längs- und Querversetzung der Schwelle in hori-. zontaler Richtung),vergrößert werden. Palls notwendig, kann eine zusätzliche Menge an Einspritzmaterial über den Schotter, der um die große, plattenförmige Schwelle vorgesehen ist,, verteilt werden, wodurch über e-ine größere Fläche ein Schotterzusammenhalt 61 erzeugt wird. Auf der Oberfläche des Schotters, außer in dem Bereich, in dem die große, plattenförmige Schwelle liegt, ist eine wasserdichte Schicht 4 aus einem schnell härtenden, wasserdichten Material vorgesehen. Als wasserdichtes Material kann für diesen Zweck ein bekanntes, schnell 'härtendes, wasserdichtes Material, wie Verschnittbitumen oder Füllerbitumen, verwandt werden. Wenn die wasserdichte Schicht 4 mit einer geneigten. Oberfläche und einer von beiden Seiten der Mitte der Schwelle -In axialer Richtung des Schotters abnehmenden Höhe ausgebildet ist, kann ein guter Wasserableitungseffekt erzielt werden. . '

An beiden Seiten des Schotters entlang sind Abflußgräben 5 mit U-förmigem Querschnitt vorgesehen, deren den SchOtter berührende Wände mehr als eine Durchbohrung 51 aufweisen, um den Austritt von Regenwasser aus dem Schotter zu ermöglichen.

Der Aufbau des erfindungs ge mäßen G-leises kann beispielsweise nach

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den folgenden Verfahren erfolgen.

Im Falle einer Strecke aus einem herkömmlichen G-Ieisaufbau werden die herkömmlichen Schwellen zunächst durch ein bekanntes Verfahren abgetragen. Als nächstes wird ein Teil des Schotters entfernt und danach der Schotter durch eine bekannte Walze, z.B. Vibroplate B PlT 1000, sorgfältig eben gewalzt, um einen unteren Schotter 3 von beispielsweise 15 bis 25 cm Höhe zu bilden. In diesem Pail e kann die End genau igke it der Oberflächenunebenheit des unteren Schotters 3 beispielsweise 1 cm betragen. Wenn notwendig, können aufder Oberfläche des unteren Schotters kleine' zerteilte Steine von einem Durchmesser von beispielsweise 5 bis 20 mm in einer Menge von 0,05 m /m verteilt werden, um bestehende Spalte zu füllen. Eine große, plattenförmige Schwelle (2 und 2', 21 oder 22) wird dann auf dem unteren Schotter 3 angeordnet, wobei die Ausrichtung ihrer Lage durch ein bekanntes Verfahren erfolgt. Schotter wird dann um die große, plattenförmige Schwelle verteilt und beispielsweise mit einem bekannten Straßenfrosch gewalzt, um die obere Schotterschicht 33 mit einer Höhe von 15 bis 25 cm zu bilden. Danach werden die Schienen 1 mit Hilfe der bekannten Schienenbefestigungseinrichtungen 7 an der großen, plattenförmigen Schwelle befestigt. Ein auf diese Weise aus einer Vielzahl von Gruppen großer, plattenförmiger Schwellen mit einer darauf befestigten bestimmten Schienenlänge zusammengesetztes Schienenskelett wird dann mit einer bekannten Hebevorrichtung auf eine bestimmte Höhe angehoben und nach einer seitlichen Feineinstellung und einor Einstellung der Ausrichtung und der Querneigung in der angehobenen Lage gehalten. Die normale Anhebehöhe liegt im Mittel bei etwa 20 mm, und die Toleranz der Einstellung der Ausrichtung und der Querneigung ist vorzugsweise geringer als 5 mm.

Der durch das Anheben des Schienenskeletts erzeugte Zwischenraum zwischen der Unterfläche der großen, plattenförmigen

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Schwellen 2 bis 22 und der Oberfläche des unteren Schotters wird mit einem schnell aushärtenden Einspritzmateriäl durch die Durchbohrung 25 gefüllt, die durch die große, plattenformige Schwelle 2 bis 22 gebohrt ist» wodurch eine elastische, gehärtete Schicht β ausgebildet wird. Als schnell härtendes Material wird beispielsweise eine, erhitzte und geschmolzene 1:1-Mischung aus Destillationsbitumen (Penetration weniger als 10) und Bronzebitumen (Penetration 10 bis 20) bei etwa 170 bis 180⁰C 'eingespritzt. Das schnell härtende Material kann auch um die große, plattenförmige Schwelle herum verteilt werden. Es ist wüns Chens wert, daß beispielsweise vorher Kalkmilch als [Trennmittel über die Grundfläche und die Seiten der Schwelle und an der Innenwand der Durchbohrung 25 zum Einspritzen ver- teilt wird. Ein Verschlußentfernerdraht an der Durchbohrung 25 ist ebenfalls nützlich.

Wenn die Temperatur des eingespritzten Materials beispielsweise unter 50⁰G fallt, wird die angehobene Schwelle mit Hilfe der Hebeeinrichtung abgesenkt und werden die Schienen 1 folglich in Stellung gebracht. Als- nächstes wird die Schotteroberfläche außer in dem Bereich, in dem die großen, plattenförmigen Schwollen liegen, mit einem schnell härtenden, wasserdichten Material mit einer Neigung zum Abfluß des Wassers verkleidet, wodurch die wasserdichte Schicht 4 gebildet wird. Die wasserdichte Schicht 4 ist vorzugsweise 30 bis 40 mm dick und weist eine Feigung zum Abfluß des V/assers von 2/100 bis 3/100 auf. Anschließendwenienunter "Verwendung eines bekannten Verfahrens die Ausrichtung und Quernsigung durch die bekannten Schienenbefestigungseinrichtungen 7 eingestellt und die Schienen dann vollständig befestigt-.

An beiden Seiten des Schotters werden Abflußgräben 5 mit U-förcaigem Querschnitt e ing erichtot. ' ' -

Im Falle eines frischen Gleisbettes wird Schotter verteilt und sorgfältig auf eine bestimmte Höhe eben gewalzt, um den unteren

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Schotter 3 zu bilden.

Danach, läuft das Verfahren so, wie oben bezüglich eines Schienenstranges mit einem herkömmlichen Gleisaufbau beschrieben ab. Gleichgültig, ob es der in den Pig. 1a bis 1e dargestellte Fall ist, bei dem große, plattenförmige Schwellen in zwei Reihen angeordnet sind, oder ob, wie es in den Fig. 2a bis 2b dargestellt ist, die Schwellen nur in einer einzigen Reihe angeordnet sind, folgen dieselben oben beschriebenen Verfahrensschritte.

Durch eine aufeinanderfolgende Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens kann ein erfindungsgemäßer Gleisaufbau jeder gewünschten Länge errichtet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Gleisaufbau können feine Einstellungen von Gleisunregelmäßigkeiten mit einem bekannten Verfahren mit Hilfe der Schienenbefestigungseinrichtungen 7 erfolgen, während ein starkes Absetzen des Gleises daduech korrigiert v/erden kann, daß das Gleisskelett auf eine bestimmte Höhe mit Hilfe einer Hebeeinrichtung oder ähnlichem angehoben und dann ein schnell härtendes Material durch die Einspritzlöcher 25 eingespritzt wird.

Versuch

ITm die günstigen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Gleisaufbaus zu bestätigen, wurden die folgenden Prüfungen durchgeführt, die zu den angegebenen Ergebnissen führten:

1) Prüfbedingungen.

Schotter wurde ausgebreitet und sorgfältig eben gewalzt, um einen unteren Schotter von 15 bis 25 cm Höhe zu bilden. Der Schotter wurde dann mit klein zerteilten Steinen mit einem Durchmesser von 5 bis 20cm in einer Menge von 0,04 bis 0,06 nrVm gefüllt. Darauf wurden große, plattenförmige Spannbetonschwel-

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len, wie sie in den Pig. 1a bis 1c dargestellt sind (2 m lang, 0,6 m breit und 0,2 m stark) angeordnet. In diesem Pail betrug die Dicke der Schicht aus klein zerteilten Steinen 1 bis 4 cm. Schienen wurden darauf gelegt und daran, befestigt. Danach.wurde Schotter um die großen, plattenförmigen Schwellen verteilt und gewalzt, um den oberen Schotter von 15 bis 25 cm Dicke zu bilden. Das so gebildete Gleisskelett wurde dann mit Hilfe einer bekannten Hebeeinrichtung angehoben. Daraufhin wurde,ein vorher erhitztes und geschmolzenes 1:1-Gemiseh aus Destillati onsbitunien (Penetration weniger als 1.0) und Bronzebitumen (Penetration 10 bis 20) durch die Einspritzlöeher 25 bei öiner Temperatur von 170 bis 180°0 in reichlicher Menge eingegossen. Nachdem die !Temperatur des eingespritzten Gemisches unter 50°C gefallen war, wurden mit Hilfe der Hebeeinrichtung die angehobenen großen, plattenförmigen Schwellen abgesenkt und wurde die Oberfläche des oberen Schotters 33 mit einem schnell härtenden, wasserdichten Material, wie Verschnittbitumen, ausgekleidet.

Unter Verwendung einer bekannten cyclischen Vibrationsprüfanlage, beispielsweise Vibragir, wurde die Stärke des Absetzens des Gleises und die Widerstandsfähigkeit in längs- und Querrichtung des erfindungsgemäßen Gleisaufbaus und der herkömmlichen Spannbetonschwellen mit Schotter aus zerteilten Steinen gemessen.

2) Prüfergebnisse. .

(a) Gemessene Ergebnisse des Gleisabsetzens:

anfängliches Setzen sekundäres Setzen

f- (mm) ß '(mm/10 000 Schwin-

■- ' gungen) .

herkömmliche Spann- ... " . ·

betonschwellen, Schotter aus zerteilten Steinen

erf ind-ung sg emäßer Gleisaufbau

3 0 98

45	0,10
8,5	0,02
0373

Anmerkung:

(1) Die Auswirkung von Regenwasser wurde bei der vorliegenden Prüfung nicht bestimmt.

(2) Bei dem herkömmlichen Aufbau aus Span η betonschwellen und Schotter aus zerteilten Steinen trat das anfängliche Setzen bei jeder Wartung unter Verwendung eines Vielschwellenstampfers auf, wohingegen das anfängliche Setzen bei dem erfindungsgemäßen Gleisaufbau nur einmal auftrat,

(b) Ergebnisse der Schotterwiderstandsmessungen:

Widerstand in Querwiderstand Längsrichtung g(t/m) (V)

herkömmliche Spannbetonschwellen mit Schotter etwa 1,0 etwa 1,0 aus zerteilten Steinen

erfindungsgemäßer Gleisaufbau etwa 3,0 etwa 2,0

Aus den Prüfergebnissen mit dem erfindungsgemäßen Gleisaufbau geht folgendes hervor:

1. Die die Belastung des Schienenfahrzeugs tragende Fläche der großen, plattenförmigen Schwellen ist mehr als 2,5mal so groß wie die der herkömmlichen Spannbetonschwellen,und dementsprechend kann der Druck auf den Schotter verringert werden.

2. Die erfindungsgemäß verwandte große, plattenförmige Schwelle ist etwa dreimal so schwer wie die herkömmliche Spannbetonschwalle. Die große, plattenförmige Schwelle und eine elastische, gehärtete Schicht darunter wirken zusammen wie eine in einem Stück ausgebildete Stützmasse, die als Ganzes die Fahrzeugvibrationen absorbieren kann.

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3. Ba zwischen der großen, plattenförmigen Schwelle und dem Schotter durch das Einspritzmaterial ein ebener- Kontakt besteht, ist ein gegenseitiges Brechen and Absetzen unwahrscheinlich.

4. Da der Teil des Schotters, in dem die Schwingungsbeschleunigung 1 g "überschreitet, durch das Einspritzmaterial verfestigt worden ist, kann keine Abweichung infolge der Schwingung auftreten. '..''■

5* Da die Sch otter ob er fläche wasserdicht ist, kann ein Absetzen des Schotters oder des Gleisbettes durch Schlammpumpen infolge von Regenwasser so klein wie möglich gehalten werden, kann der Widerstand gegenüber horizontalen Versetzungen des Gleises erhöht und kann die Verstärkung der G-leisunregelmäßigkeiten bei einer hohen Geschwindigkeit, hoher Achslast und hoher Schienen-, f ahrz3ugfreq.uenz so klein wie", möglich gehalten werden-

6, Im Gegensatz zu dem herkömmlichen., geschotterten Gleisaufbau ist erfindungsgemäß keine Wartung Torgesehen, die durch Schwingmgsverdichtung mit Hilfe von Schwellenstampfern oder ähnlichem erfolgt. Dementsprechend kann keine Wiederholung der anfänglichen Abweichung noch eine Pulverisierung des Schotters durch einen Schwellenstampfer auftreten.

7. Da weiterhin ein schnell härtendes Material zur Ausbildung einer elastischen, gdiärteten Schicht und einer wasserdichten Schicht verwandt wird, kann der erfindungsgemäße Gleisaufbau selbst bei kurzen Schienenfahrzeugintervallen angelegt werden und der Sohienenfahrzeugbetrieb unmittelbar nach dem Aufbau wieder aufgenommen werden. .

D .mit zeigt sich dieser Gleisaufbau bei der Anwendung auf bereits bestehende Schienenwege als ökonomisch vorteilhaft, d.a er zu einer Einsparung an Arbeitskraft bei der Gleiswartung führt. Selbst in Verbindung mit einem neuen Schienenweg' ist er

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insbesondere dann wirkungsvoll, wenn das Absetzen unter Druck des Gleisbettes vernachlässigbar oder seine lage erhöht ist ' oder sich in einem Tunnel befindet.

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Claims

Pat entans prüc he

durch unteren S-chotter mit einer relativ ebenen Oberfläche, wenigstens einer großen, plattenförmigen Schwelle aus Eisenbeton oder Stahl, die auf dem unteren Schotter än-/ geordnet ist,- oberen Schotter, der um die große, plattenförmige Schwelle herum angeordnet ist, ein schnell härtendes Material, das zwischen die Grundfläche der großen, plattenförmigen Schwelle und der angrenzenden Oberfläche des unteren Schotters gespritzt ist, und eine Schicht aus einem schnell härtenden, wasserdichten Material, die auf der Oberfläche des oberen Schotters vorgesehen ist.
2. Gleis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abflußgräben mit wenigstens einer Durchbohrung in der an den Schotter angrenzenden^ Wand an den Längsseiten des Schotters entlang' vorgesehen sind.
3. Gleis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die v/asserdichte Schicht mit einer ITeigung zum Abfluß des Wassers versehen ist".
4. Gleis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zerteiIte Steine mit einer Größe, die !deiner als die des unteren Schotters ist, auf der Oberfläche des unteren Schotters angeordnet sind, wodurch die Tiefe des eingespritzten Materials im Schotter geregelt wird.
5. Gleis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ein- " gespritzte, schnell härtende Material thermoplastischer ITatur ist, das die angrenzenden Zwischenräume im Schotter

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6. Gleis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schotter um die große, plattenförmige Schwelle herum mit dem eingespritzten Material verfestigt wird, wodurch der Schotterwiderstand ansteigt.
7- Gleis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenbeton Spannbeton ist.
8. Gleis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eingespritzte, schnell härtende Material Bitumen, Kunstharz oder ein Gemisch daraus ist.
9. Verfahren zum Herstellen eines Schienenfahrzeuggleises nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterer Schotter nahezu eben gewalzt wird, wenigstens eine große, plattenförmige Schwelle aus Eisenbeton oder Stahl auf dem unteren Schotter angeordnet wird, oberer Schotter um die große, plattenf örmige Schwelle verteilt und gewalzt wird, die große, plattenförmige Schwelle angehoben wird, ein schnell härtendes Einspritzmaterial in den Zwischenraum eingespritzt wird, der zwischen der Grundfläche der großen, plattenförmigen Schwelle und der Oberfläche des unteren Schotters unter der großen, plattenförmigen Schwelle gebildet wird,und die freiliegende Oberfläche des oberen Schotters mit einer wasserdichten Schicht aus einem schnell härtenden, wasserdichten Material überzogen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Abflußgräben mit wenigstens einer Durchbohrung in der an den Schotter angrenzenden ¥and an den Längsseiten des Schotters entlang vorgesehen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Oberfläche des oberen Schotters vorgesehene wasser-

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dichte Schicht mit einer Neigung zum Abfluß des- Wassers versehen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zerteilte Steine mit einer Größe, die kleiner als die des unteren Schotters ist, auf der gewalzten Oberfläche des unteren Schotters vor dem Anbringen der großen, plattenförmigen Schwelle verteilt wird, wodurch die Tiefe des eingespritzten Materials in den Schotter geregelt wird.
13- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das schnell härtende Einspritzmaterial thermoplastischer If atür ist und in einem heißen, geschmolzenen Zustand eingespritzt und abkühlen und härten gelassen wird, wodurch eine äußerst -feste Masse jait den gefüllten Zwischenräumen im Schotter ge-. bildet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schotter um die große, plattenförmige Schwelle herum mit dem Einspritzmaterial verfestigt wird«, wodurch der Schotterwiderstand erhöht wird.