DE69113884T2 - Track. - Google Patents

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    • E01B3/46Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from different materials

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Abstract

The railway track comprises a relatively hard permanent way, a ballast arranged on the latter, rail supports comprising at least one concrete element (1), and two lengths of rail (3) arranged and fixed parallel on the said supports on one side of the concrete elements, characterised in that a method which is known per se is used for connecting the elements (1) by their lower face (1b) lying opposite the rail (3) to a visco-elastic base pad (4), the novelty being that the visco-elastic material is a substantially non-porous material having a density greater than 0.9 and a resistance to fragmentation and abrasion which is expressed by a weight loss in the concrete cubes coated with the said material of less than 0.2% after 1,500 revolutions of a test-machine drum, the test procedure used here being a routine Los Angeles-type procedure. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Eisenbahngleise. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung Eisenbahngleise mitThe present invention relates to railway tracks. More specifically, the invention relates to railway tracks with

- einer verhältnismäßig harten Plattform, die ein planierter und zu diesem Zweck ausgebauter Grund oder eine künstlich angelegte Fahrbahnplatte sein kann,- a relatively hard platform, which may be a levelled and specially developed ground or an artificially constructed road surface,

- einer Schotterung auf der Plattform,- a ballast on the platform,

- einem oder mehreren Schienenträgern, die ein oder mehrere Betonstücke umfassen, die dem Verlauf des Eisenbahngleises entsprechend angeordnet und voneinander beabstandet sind. Die Träger sind auf der Schotterung angeordnet,- one or more rail supports comprising one or more concrete pieces arranged according to the course of the railway track and spaced apart from each other. The supports are arranged on the ballast,

- wobei zwei Schienenstränge auf dem oder den Trägern auf einer Seite des oder der Betonstücke angeordnet sind.- with two rail tracks arranged on the beam(s) on one side of the concrete piece(s).

Die vorstehend erwähnten Träger umfassen gemäß der vorangegangenen Definition:The above-mentioned carriers include, according to the previous definition:

- Schwellen, darunter versteht man unter den Schienen und senkrecht zu diesen liegende Stücke. Diese sind dazu vorgesehen, die Lasten auf die Schotterung zu übertragen und die Spurweite und den Neigungswinkel der zwei Schienenstränge aufrechtzuerhalten. Man unterscheidet dabei zweistückige Schwellen, die aus zwei Stahlbetonklötzen gebildet werden, die durch einen Metallsteg verbunden sind, und einstückige Schwellen, die aus einem einzigen Stück aus vor- oder nachgespanntem Beton bestehen,- sleepers, which are understood to mean the rails and the pieces lying perpendicular to them. These are intended to transfer the loads to the ballast and to maintain the track width and the angle of inclination of the two rails. A distinction is made between two-piece sleepers, which are made up of two reinforced concrete blocks connected by a metal web, and single-piece sleepers, which consist of a single piece of pre-stressed or post-stressed concrete,

- Träger für Gleisweichen, darunter versteht man senkrecht zu dem Gleis liegende Stücke, auf denen die Bauelemente der Weichen befestigt sind. Sie sind dazu vorgesehen, Lasten auf die Schotterung zu übertragen und die Geometrie der Gleisweiche zu erhalten; man unterscheidet einstückige Träger, die aus einem einzigen Stück aus vor- oder nachgespanntem Beton bestehen, und mehrstückige Träger, die aus zwei oder mehreren Stahlbetonklötzen bestehen, die durch einen Metallsteg verbunden sind,- Beams for track switches, which are pieces lying perpendicular to the track on which the components of the switch are fixed. They are designed to transfer loads to the ballast and to maintain the geometry of the track switch; a distinction is made between single-piece beams, which consist of a single piece of prestressed or post-stressed concrete, and multi-piece beams, which consist of two or more reinforced concrete blocks connected by a metal web,

- Klötze, Führungen und Längsträger. Diese Stücke sind dazu vorgesehen, Lasten auf die Schotterung zu übertragen, die Neigung der Schienen aufrechtzuerhalten und die Bauelemente der Gleisweiche zu befestigen, jedoch erhalten sie nicht die Spurweite der beiden Schienenstränge des Gleises. Im Falle von auf einer Schotterung gebetteten Gleisen, die in der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, ruhen die Schienenträger auf einem Schotterbett aus gebrochenen Steinen, während dieses selbst auf einem harten Tragbett oder einer Plattform liegt. Die Schotterung gewährleistet folgende Funktionen:- blocks, guides and longitudinal beams. These pieces are intended to transfer loads to the ballast, maintain the inclination of the rails and fix the components of the track switch, but they do not maintain the gauge of the two rails of the track. In the case of ballasted tracks, which are considered in the present invention, the rail supports rest on a ballast bed of broken stones, while the ballast itself rests on a hard support bed or platform. The ballast ensures the following functions:

- eine Verteilung der konzentrierten Lasten auf die Plattform, die sie von den Schienenträgern aufnimmt,- a distribution of concentrated loads on the platform, which receives them from the rail supports,

- eine Schwingungsdämpfung aufgrund ihrer rheologischen Eigenschaften.- vibration damping due to its rheological properties.

Unter der Einwirkung rollender Lasten ruft der Abrieb der Unterseite der vorstehend erwähnten Träger, genauer gesagt der Betonstücke, auf der Schotterung aus hartem Stein und durch die scharfen Kanten eine Abnutzung des Betons mit der Gefahr der Freilegung der Eisen- oder Stahlbewehrungen hervor.Under the action of rolling loads, the abrasion of the underside of the above-mentioned beams, more precisely of the concrete pieces, on the hard stone ballast and due to the sharp edges causes wear of the concrete with the risk of exposing the iron or steel reinforcements.

Gemäß dem Dokument US-C-4 652 495 ist ein Eisenbahngleis vorgeschlagen und beschrieben worden, mitAccording to document US-C-4 652 495, a railway track has been proposed and described, with

- einer Plattform, die durch eine künstlich angelegte Fahrbahnplatte aus Beton mit hochgezogenen Rändern gebildet wird,- a platform formed by an artificially constructed concrete road slab with raised edges,

- Schwellen, die jeweils aus einem einzigen Betonstück gebildet werden, und die auf ihrer den Schienen abgewandten Unterseite durchgehend mit einer Unterlage aus einem viskoelastischen, zellförmigen Material verbunden sind, im vorliegenden Fall einem Polyurethanschaum mit abgeschlossenen Zellen,- sleepers each made from a single piece of concrete and which are continuously bonded on their underside facing away from the rails to a base made of a viscoelastic cellular material, in this case a closed-cell polyurethane foam,

- zwei Schienensträngen, die parallel auf den Schwellen angeordnet und befestigt sind, und- two rail tracks arranged and fixed in parallel on the sleepers, and

- einer zwischen den Schwellen und der Plattform mit den hochgezogenen Rändern derart angeordneten Mörtelmasse, daß der Sockel der Schwellen in die dazwischenliegende Masse eingebettet ist, wobei jede viskoelastische Unterlage eine Schwelle von der Mörtelmasse trennt.- a mortar mass arranged between the sleepers and the platform with the raised edges in such a way that the base of the sleepers is embedded in the mass between them, with each viscoelastic support separating a sleeper from the mortar mass.

Nach demselben Dokument werden die Komponenten eines synthetischen Elastomers, darunter ein Quellmittel, vermischt, und das so erhaltene Gemisch wird in eine die Schwelle umgebende Preßform oder eine Schrumpfvorrichtung mit Luftöffnungen gespritzt, die zusammen mit der Schwelle ein Aufnahme- und Ausdehnungsvolumen für das Gemisch im Laufe der Polymerisation ausspart, um eine Unterlage von genau eingestellter und kontrollierter Dicke zu erhalten. Nach der Aushärtung wird die Schrumpfvorrichtung entfernt, um eine elastomere, unmittelbar an der Oberfläche der Schwelle anhaftende Unterlage zu erhalten.According to the same document, the components of a synthetic elastomer, including a swelling agent, are mixed and the mixture thus obtained is injected into a mould surrounding the sleeper or into a shrinking device with air holes which, together with the sleeper, creates a volume for receiving and expanding the mixture during polymerisation, in order to obtain a base of precisely adjusted and controlled thickness. After hardening, the shrinking device is removed to obtain an elastomeric base which adheres directly to the surface of the sleeper.

Gemäß diesem Dokument wurde für ein Eisenbahngleis ohne Schotterung nachgewiesen, daß einzig und allein eine viskoelastische, zellförmige Unterlage es ermöglicht, die Schwingungen und Geräusche zu absorbieren, die bei der Durchfahrt der Züge über die Plattform entstehen.According to this document, it has been demonstrated that for a railway track without ballast, only a viscoelastic cellular base can absorb the vibrations and noise generated by trains passing over the platform.

Gemäß dem Dokument GB-A-2 030 200 ist ein Eisenbahngleis mit einer verhältnismäßig harten Plattform vorgeschlagen und beschrieben worden, mit einer Schotterung auf dieser letzteren und mit Schienenträgern, die wenigstens ein Betonstück umfassen, mit zwei Schienensträngen, die parallel auf den Trägern auf einer Seite des Betonstückes angeordnet und befestigt sind, sowie mit einer Unterlage aus einem viskoelastischen Material, das mit dem wenigstens einen Betonstück auf dessen den Schienen abgewandten Unterseite verbunden ist.According to the document GB-A-2 030 200, a railway track has been proposed and described with a relatively hard platform, with ballast on the latter and with rail supports comprising at least one piece of concrete, with two rail strands arranged and fixed in parallel on the supports on one side of the piece of concrete, and with a base made of a viscoelastic material which is connected to the at least one piece of concrete on its underside facing away from the rails.

Gemäß dem Dokument EP-A-0 440 597, das nach dem Prioritätstag der vorliegenden Patentanmeldung veröffentlicht worden ist und gemäß Art. 54 (3) EPÜ für die Staaten AT, CH, DE, LI zum Stand der Technik gehört, ist ein Eisenbahngleis beschrieben worden, das eine verhältnismäßig harte Plattform umfaßt, eine Schotterung auf dieser letzteren, Schienenträger, die wenigstens ein Betonstück umfassen, zwei Schienenstränge, die parallel auf den Trägern auf einer Seite des wenigstens einen Betonstückes angeordnet und befestigt sind, und eine Unterlage aus einem viskoelastischen Material, das mit dem wenigstens einen Betonstück auf dessen der Schiene abgewandten Unterseite verbunden ist, wobei das viskoelastische Material ein im wesentlichen nicht-poröses Material ist, das eine Dichte über 0,9 und/oder eine Shore-Härte A von mindestens 65 aufweist.According to document EP-A-0 440 597, which was published after the priority date of the present patent application and is part of the state of the art for the states AT, CH, DE, LI according to Art. 54 (3) EPC, a railway track has been described which comprises a relatively hard platform, a ballast on the latter, rail supports comprising at least one piece of concrete, two rail tracks arranged and fixed in parallel on the supports on one side of the at least one piece of concrete, and a base made of a viscoelastic material which is connected to the at least one piece of concrete on its underside facing away from the rail, the viscoelastic material being a substantially non-porous material which has a density of more than 0.9 and/or a Shore A hardness of at least 65.

Die vorliegende Erfindung, die sich auf ein Eisenbahngleis, einen Schienenträger und ein Verfahren zur Herstellung eines Schienenträgers entsprechend den beigefügten Ansprüchen 1, 4, 6 oder 1, 3, 4 bezieht, befaßt sich mit der Wirkung von viskoelastischen Unterlagen wie den voranstehend genannten in Bezug auf die Abnutzung der Betonstücke der verschiedenen Träger des Gleises durch die Berührung mit der Schotterung.The present invention, which relates to a railway track, a rail support and a method for manufacturing a rail support according to the appended claims 1, 4, 6 or 1, 3, 4, concerns the action of viscoelastic supports such as those mentioned above in relation to the wear of the concrete pieces of the various supports of the track due to contact with the ballast.

Und gemäß der vorliegenden Erfindung wird offenbart, daß die Abnutzung der Betonstücke der Gleisträger vermindert, ja sogar unterdrückt werden kann, indem ein viskoelastisches Material ausgewählt oder bestimmt wird, wobei von folgenden, der Literatur entnehmbaren oder in Standard-Tests bestimmbaren, in Kombination betrachteten Eigenschaften ausgegangen wird:And according to the present invention, it is disclosed that the wear of the concrete pieces of the track supports can be reduced, even suppressed, by selecting or determining a viscoelastic material, based on the following properties, taken from the literature or determinable in standard tests, considered in combination:

- Das viskoelastische ausgewählte Material ist ein im wesentlichen nicht-poröses Material, also ein relativ ausgefülltes Substrat ohne offene oder abgeschlossene, leere oder mit einem Gas gefüllte Zellen oder Poren, die die lokale Homogenität des Substrats beeinträchtigen; ein solches Material, das sich von den elastomeren, zellförmigen, bereits verfügbaren Schäumen stark unterscheidet, worunter auch mikrozelluläre zu verstehen sind, kennzeichnet sich prinzipiell durch eine Dichte über 0,9 und/oder eine Shore-Härte von mindestens 65, die vorzugsweise zwischen 65 und 77 liegt,- The viscoelastic material selected is an essentially non-porous material, i.e. a relatively filled substrate without open or closed, empty or cells or pores filled with a gas which affect the local homogeneity of the substrate; such a material, which differs greatly from the elastomeric cellular foams already available, including microcellular ones, is characterized in principle by a density greater than 0.9 and/or a Shore hardness of at least 65, preferably between 65 and 77,

- und dieses Material soll eine Verschleißfestigkeit gegen Zersplitterung und spezifischen Abrieb aufweisen, die in einem hiernach beschriebenen Testverfahren des Typs "Los Angeles" nachgewiesen oder ausgedrückt wird; gemäß diesem Verfahren soll das viskoelastische ausgewählte Material eine solche Festigkeit aufweisen, daß der Gewichtsverlust von gemäß dem vorstehend genannten Verfahren benutzten Betonwürfeln, die mit dem untersuchten viskoelastischen Material überzogen worden sind, nach 1500 Umdrehungen der Drehtrommel der Testapparatur unter 0,2 % liegt.- and this material shall have a wear resistance to fragmentation and specific abrasion which is demonstrated or expressed in a test method of the "Los Angeles" type described hereinafter; according to this method, the viscoelastic material selected shall have a strength such that the weight loss of concrete cubes coated with the viscoelastic material under study, used according to the above method, is less than 0.2% after 1500 revolutions of the rotary drum of the test apparatus.

Für die mit Bezug auf das Dokument EP-A-0 440 597 erwähnten Staaten besteht die Neuheit u.a. darin, daß das viskoelastische Material entlang einer Vielzahl von getrennten Haftbereichen angeordnet ist.For the States mentioned with reference to document EP-A-0 440 597, the novelty consists, inter alia, in the fact that the viscoelastic material is arranged along a plurality of separate adhesion areas.

Unter einem viskoelastischen Material versteht man jedes natürliche oder synthetische Material mit den mechanischen Eigenschaften eines Kautschuks, das sozusagen zugleich dehnbar, in erheblicher Weise deformierbar und elastisch ist.A viscoelastic material is any natural or synthetic material with the mechanical properties of rubber, which is simultaneously stretchable, significantly deformable and elastic.

Bei Verwendung einer Unterlage aus einem viskoelastischen, wie vorstehend erwähnt ausgewählten Material weist diese tatsächlich weder Ablösungen noch Risse noch eine Abnutzung auf, die den Betonuntergrund hervorscheinen lassen. Dieses Ergebnis wurde z.B. durch das hiernach beschriebene und "einseitig gerichteter Schwingungserzeuger" genannte Testverfahren nach 200 Teststunden nachgewiesen. Ein solches Material schützt demnach die Betonteile wirkungsvoll gegen Abnutzung, wie es bei einem viskoelastischen zellulären Material, wie dem in dem Dokument US-C-4 652 495 beschriebenen, nicht in Betracht gezogen werden kann, das eine viel geringere Dichte, nämlich zwischen 0,4 und 0,75 aufweist und insbesondere aufgrund dieser Tatsache viel schlechtere mechanische Eigenschaften besitzt.In fact, when using a base made of a viscoelastic material selected as mentioned above, it does not show any detachments, cracks or wear that would reveal the concrete substrate. This result was achieved, for example, by the method described below and This was demonstrated by a test procedure called "unidirectional vibrator" after 200 hours of testing. Such a material therefore effectively protects the concrete parts against wear, which cannot be expected with a viscoelastic cellular material such as that described in document US-C-4 652 495, which has a much lower density, namely between 0.4 and 0.75, and, in particular, because of this fact, has much poorer mechanical properties.

Wenn auch bereits die Abnutzungsfestigkeit der Betonteile eines Eisenbahngleises die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auf überraschende Weise erfüllt, so haben die verwendeten Testverfahren und insbesondere das "einseitig gerichteter Schwingungserzeuger" genannte Testverfahren gänzlich unerwartete Eigenschaften und Ergebnisse bezüglich der Schotterung geliefert.Although the wear resistance of the concrete parts of a railway track already fulfills the task underlying the present invention in a surprising way, the test methods used and in particular the test method called "unidirectional vibration generator" have provided completely unexpected properties and results with regard to the ballast.

Es wurde nämlich beobachtet, daß hinsichtlich rollender Lasten die aus einem erfindungsgemäß ausgewählten viskoelastischen Material hergestellten UnterlagenIt has been observed that, with regard to rolling loads, the supports made of a viscoelastic material selected according to the invention

- in erheblicher Weise die Abnutzung der Schotterung, sozusagen den gegenseitigen Abrieb der Steine vermindern, und- significantly reduce the wear of the gravel, so to speak, the mutual abrasion of the stones, and

- das Absacken der Schotterung vermindern.- reduce the subsidence of the ballast.

Die Abnutzung der Schotterung und ihr Absacken zu vermindern, erscheint für den Betrieb derzeitiger Eisenbahngleise besonders wichtig, auf denen immer schwerere oder immer schnellere Züge vom Typ von Hochgeschwindigkeitszügen verkehren.Reducing the wear and subsidence of ballast appears to be particularly important for the operation of current railway tracks, which are used by increasingly heavier or faster high-speed trains.

Normalerweise wird die Abnutzung der Schotterung bei den Schienenträgern aus Beton im Vergleich zu denjenigen anderer Arten von Trägern aufgrund der viel größeren Trägheit der Betonstücke oder -elemente und insbesondere auf den harten Plattformen oder den künstlich angelegten Betonfahrbahnplatten verstärkt. Diese Abnutzung führt normalerweise zu einer Verschlechterung der Gleisgeometrie, und zwar mit zunehmender Geschwindigkeit zwischen jedem Eingriff einer Einebnung und Walzung und erfordert letztendlich die Erneuerung der Schotterung, um ihr die rheologischen und geeigneten Drainageeigenschaften zurückzugeben.Normally, the wear of the ballast on concrete rail supports is slower than that of other types of supports due to the much greater inertia of the concrete pieces or elements and especially on the hard platforms or artificial concrete slabs. This wear usually leads to a deterioration of the track geometry, with increasing speed between each levelling and rolling intervention, and ultimately requires the renewal of the ballast to restore its rheological and suitable drainage properties.

Mit den erfindungsgemäßen Trägern mit einer Dicke oder einem Volumen, das der Schotterung gleich ist, wird die Häufigkeit dieser Eingriffe vermindert, oder es kann bei gleicher Häufigkeit dieser Eingriffe die Dicke oder das Volumen der Schotterung vermindert werden.With the supports according to the invention having a thickness or volume equal to the ballast, the frequency of these interventions is reduced, or the thickness or volume of the ballast can be reduced with the same frequency of these interventions.

Die erfindungsgemäße Lösung liefert einen zusätzlichen Beitrag zur Elastizität des Eisenbahngleises über die bereits zwischen der Schiene und der Schwelle bestehende hinaus. Dies trägt dazu bei, die insgesamt vorhandene Starrheit des Systems Schienen/Schwellen/Schotterung zu vermindern. Dies ermöglicht es auch, die in dem vorstehend genannten System durch die rollenden Lasten erzeugte Schwingungsenergie zu dissipieren, insbesondere, wenn diese nicht durch die Plattform absorbiert werden kann, z.B. wenn diese letztere eine künstlich angelegte Betonfahrbahnplatte ist.The solution according to the invention provides an additional contribution to the elasticity of the railway track over and above that already existing between the rail and the sleeper. This helps to reduce the overall rigidity of the rail/sleeper/ballast system. This also makes it possible to dissipate the vibration energy generated in the above-mentioned system by the rolling loads, in particular when this cannot be absorbed by the platform, for example when the latter is an artificially created concrete slab.

Die vorliegende Erfindung liefert ebenfalls einen weiteren Vorteil hinsichtlich der Verwendung eines viskoelastischen Materials, z.B. eines synthetischen Elastomeres. Um eine Unterlage von genau eingestellter oder kontrollierter Dicke zu erhalten, genügt es, anstatt Preßformen oder Schrumpfvorrichtungen zu verwenden, wie in dem Dokument US-C-4 652 495 beschrieben, das viskoelastische Material im flüssigen oder pastigen Zustand im Laufe der Polymerisation unmittelbar auf die Betonteile aufzutragen. Zum Beispiel kann das Elastomer als Schicht gemäß wenigstens einem der folgenden Verfahren zumindest auf die Unterseite wenigstens der Betonteile aufgebracht werden, und zwar durch Spritzen, Gießen, Auftragen mit der Bürste oder Rolle.The present invention also provides a further advantage in relation to the use of a viscoelastic material, e.g. a synthetic elastomer. In order to obtain a support of precisely adjusted or controlled thickness, instead of using compression molds or shrinking devices as described in document US-C-4 652 495, it is sufficient to apply the viscoelastic material in the liquid or pasty state directly to the substrate during polymerization. the concrete parts. For example, the elastomer can be applied as a layer according to at least one of the following methods at least to the underside of at least the concrete parts, namely by spraying, pouring, application with a brush or roller.

Die vorliegende Erfindung kann außerdem in vorteilhafter Weise folgende zusätzliche Merkmale aufweisen, die in Alleinstellung oder in Kombination zu betrachten sind:The present invention may also advantageously have the following additional features, which are to be considered alone or in combination:

- Das viskoelastische Material ist ein natürliches oder synthetisches elastomeres Material,- The viscoelastic material is a natural or synthetic elastomeric material,

- das elastomere Material ist ein Polyurethan, z.B. wie es durch Polymerisation unmittelbar aus einem Polyetherpolyol und einem Diisocyanat-Dyphenylmethan (DMI) ohne Quell- oder Schaummittel gewonnen wird,- the elastomeric material is a polyurethane, e.g. as obtained by polymerization directly from a polyether polyol and a diisocyanate diphenylmethane (DMI) without swelling or foaming agents,

- die Unterlage aus elastomerem Material reicht ohne Unterbrechung des Materials auf die Seitenfläche des Betonstückes hinauf,- the base made of elastomeric material extends up to the side surface of the concrete piece without interrupting the material,

- der Haftbereich der Unterlage erstreckt sich entlang der ganzen Unterseite des Betonstückes,- the adhesion area of the base extends along the entire underside of the concrete piece,

- die Unterlage weist eine Dicke von mindestens 3 mm auf.- the base has a thickness of at least 3 mm.

Die erfindungsgemäßen Träger können ohne besondere Schwierigkeit nach einem beliebigen der folgenden Verfahren hergestellt werden:The supports according to the invention can be prepared without any particular difficulty by any of the following methods:

- Wenn das viskoelastische Material ein synthetisches Elastomer ist, kann dieses gespritzt oder gegossen, mit der Bürste oder der Rolle aufgetragen, in einer Fabrik oder vor Ort auf die Betonelemente oder -stücke der Träger aufgebracht werden, eventuell nach dem Aufbringen einer Grundierschicht auf diesen letzteren, z.B. eines einkomponentigen Polyurethans, das bei Berührung mit der Luftfeuchtigkeit polymerisiert; für eine solche Auftragung wird ein sauber abgeriebener Zustand der Betonoberfläche bevorzugt,- If the viscoelastic material is a synthetic elastomer, it can be sprayed or poured, applied by brush or roller, applied in a factory or on site to the concrete elements or pieces of the supports, possibly after applying a layer of primer to the latter, e.g. a single-component polyurethane which polymerises on contact with atmospheric moisture; for For such an application, a cleanly rubbed condition of the concrete surface is preferred,

- es können vorgefertigte Platten aus dem viskoelastischen Material während der Herstellung des Trägers durch Eingießen in den Beton integriert werden,- prefabricated panels made of the viscoelastic material can be integrated during the manufacture of the support by casting them into the concrete,

- und schließlich können die vorgefertigten Platten auf den Beton mit jedem geeigneten Klebstoff, z.B. einem Mastixkleber, aufgeklebt werden.- and finally, the prefabricated panels can be glued to the concrete using any suitable adhesive, e.g. a mastic adhesive.

Die vorliegende Erfindung wird nun in Einzelheiten beschrieben, wobei mit der Beschreibung des gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Testverfahrens des Typs "Los Angeles", begonnen wird. Damit ist gemeint, daß dieses Verfahren dem normierten Verfahren desselben Namens ähnlich, aber mit diesem in gewissen Punkten nicht identisch ist, wobei auf NF P 18-573 von AFNOR verwiesen wird, auf dessen Inhalt sich hier soweit erforderlich bezogen werden muß.The present invention will now be described in detail, starting with the description of the "Los Angeles" type test method used in accordance with the present invention. By this we mean that this method is similar to, but not identical to, the standardized method of the same name in certain respects, reference being made to NF P 18-573 of AFNOR, to the content of which reference must be made here as far as necessary.

Dieses Verfahren besteht in allgemeiner Weise darin, in einer Stahltrommel Stahlkugeln, kalibrierte Schotterelemente und in einheitlicher Weise durchgehend von einer Schicht des zu untersuchenden viskoelastischen, insbesondere elastomeren Materials bedeckten Würfel umzuwälzen und den Gewichtsverlust der Würfel in Abhängigkeit der Anzahl der Umdrehungen der Trommel zu beobachten. Genauer gesagt, umfaßt die in Rotation versetzte Charge:This method generally consists in rotating steel balls, calibrated gravel elements and cubes covered uniformly throughout by a layer of the viscoelastic material to be tested, in particular elastomeric, in a steel drum and observing the weight loss of the cubes as a function of the number of revolutions of the drum. More precisely, the batch rotated comprises:

- 18 Stahlkugeln, die jeweils ein Gewicht zwischen 0,42 und 0,445 kg haben,- 18 steel balls, each weighing between 0.42 and 0.445 kg,

- 9 jeweils mit einem Würfel vergleichbare Betonblöcke, die mit einer 5 mm dicken Schicht des zu untersuchenden Materials bedeckt sind; das Gesamtgewicht dieser Würfel ist P,- 9 concrete blocks, each comparable to a cube, covered with a 5 mm thick layer of the material to be tested; the total weight of these cubes is P,

- eine Schotterung aus harter Kieselerde eines Gewichtes P', das gleich P ist, wobei die Schotterung eine Druckfestigkeit von 4000 bar besitzt.- a ballast made of hard silica with a weight P' equal to P, the ballast having a compressive strength of 4000 bar.

Die Charge wird daraufhin in eine Stahltrommel einer Testapparatur bei einer Drehgeschwindigkeit von 33,33 Drehungen/min eingeladen. In regelmäßigen Abständen, z.B. alle 500 Umdrehungen, wird die Apparatur angehalten, der Schotter und die Betonblöcke gewogen und ihr Gewichtsverlust in Prozenten bezüglich P' bzw. P notiert.The batch is then loaded into a steel drum of a test apparatus at a rotational speed of 33.33 revolutions/min. At regular intervals, e.g. every 500 revolutions, the apparatus is stopped, the ballast and the concrete blocks are weighed and their weight loss is recorded in percent with respect to P' and P respectively.

Die viskoelastischen Materialien gemäß der Erfindung sollen entsprechend dem vorstehend erläuterten Verfahren zu einem Gewichtsverlust der Betonwürfel von weniger als 0,2 % nach 1500 Umdrehungen der Trommel der Testapparatur führen.The viscoelastic materials according to the invention should lead to a weight loss of the concrete cubes of less than 0.2% after 1500 revolutions of the drum of the test apparatus according to the method explained above.

Ein solches Material wird z.B. an Hand der nachstehenden Tabelle gemäß dem voranstehend beschriebenen Verfahren bestimmt und ausgewählt: BETON bedeckt von 5 mm des elastomeren Materials BAYTEC SCHOTTERUNG GESAMTGEWICHT Anfangsgewicht Umdreh.Such a material is determined and selected, for example, using the table below according to the procedure described above: CONCRETE covered by 5 mm of elastomeric material BAYTEC GRAVEL TOTAL WEIGHT Initial weight Turn.

Es handelt sich z.B. um ein zweikomponentiges Polyurethan, wie es durch die Firma BAYER unter den Bezeichnungen BAYTEC 308/309 und BAYTEC 310/309 verkauft wird. Dieses Polyurethan wird direkt, d.h. ohne Lösungsmittel, durch unmittelbare Polymerisation eines Polyetherpolyols und von DMI (Disocyanat- Diphenylmethan) dargestellt. Dieses Polyurethan kann zusammen mit jedem zum Warmspritzen zusammen mit Luftsprühtrocknen geeigneten Material, z.B. einem Material der Marke UNIPRE verwendet werden.For example, it is a two-component polyurethane, such as that sold by BAYER under the names BAYTEC 308/309 and BAYTEC 310/309. This polyurethane is produced directly, i.e. without solvents, by direct polymerization of a polyether polyol and DMI (diisocyanate diphenylmethane). This polyurethane can be used together with any material suitable for hot spraying with air spray drying, e.g. a material of the UNIPRE brand.

Die ausgewählten Polyurethane, z.B. gemäß der vorliegenden Erfindung, weisen die folgenden physikalischen und mechanischen Merkmale auf:The selected polyurethanes, e.g. according to the present invention, have the following physical and mechanical characteristics:

- eine Dichte zwischen 0,9 und 1,1,- a density between 0.9 and 1.1,

- eine Shore-Härte A zwischen 65 und 77 nach DIN 53505,- a Shore A hardness between 65 and 77 according to DIN 53505,

- einen Dehnungskoeffizienten auf 100 % zwischen 4 und 5 MPa nach DIN 53505,- an expansion coefficient at 100 % between 4 and 5 MPa according to DIN 53505,

- einen Dehnungskoeffizienten auf 300 % zwischen 7 und 10 MPa nach DIN 53504,- an expansion coefficient at 300 % between 7 and 10 MPa according to DIN 53504,

- eine Dehnungsfestigkeit zwischen 10 und 16 MPa nach DIN 53504,- a tensile strength between 10 and 16 MPa according to DIN 53504,

- eine Reißdehnung in der Größenordnung von 400 % nach DIN 53504,- an elongation at break of the order of 400% according to DIN 53504,

- eine Weiterreißfestigkeit zwischen 12 und 7 kN/m nach DIN 53515,- a tear resistance between 12 and 7 kN/m according to DIN 53515,

- eine Abriebfestigkeit zwischen 110 und 170 mm³ nach DIN 53512.- an abrasion resistance between 110 and 170 mm³ according to DIN 53512.

Die Verwendung eines viskoelastischen Materials, das gemäß dem vorstehend beschriebenen Testverfahren ausgewählt wurde, wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:The use of a viscoelastic material selected according to the test procedure described above is explained with reference to the accompanying drawings in which:

- Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schwelle aus zweistückigem Beton im Querschnitt zeigt,- Fig. 1 shows a sleeper made of two-piece concrete according to the invention in cross-section,

- Fig. 2 eine Seitenansicht der Schwelle aus Fig. 1 ist,- Fig. 2 is a side view of the threshold of Fig. 1 ,

- Fig. 3 eine Schwelle aus einstückigem Beton gemäß der vorliegenden Erfindung im Querschnitt zeigt,- Fig. 3 shows a single-piece concrete sleeper according to the present invention in cross-section,

- Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 dargestellten Schwelle ist,- Fig. 4 is a side view of the threshold shown in Fig. 3,

- Fig. 5 einen erfindungsgemäßen Träger aus Beton einer Weiche im Querschnitt darstellt,- Fig. 5 shows a concrete support according to the invention for a switch in cross section,

- Fig. 6 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Klotzes ist.- Fig. 6 is a side view of a block according to the invention.

Gemäß Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Schwelle oder ein Schienenträger zwei Stücke 1 aus Stahlbeton oder Klötze auf, die voneinander beabstandet sind und durch einen Metallsteg 2 verbunden sind. Auf der Oberseite der beiden Klötze sind entsprechend zwei Schienen 3 in geeigneten, vertieften und leicht gegeneinander geneigten Aufnahmen und mit nicht dargestellten Festigungsmitteln befestigt. Eine nicht dargestellte elastische Unterlage ist zwischen der Schiene und jedem Klotz vorgesehen.According to Fig. 1, a sleeper or a rail support according to the invention comprises two pieces 1 made of reinforced concrete or blocks, which are spaced apart from one another and connected by a metal web 2. On the upper side of the two blocks, two rails 3 are fastened in suitable recessed and slightly inclined receptacles and with fastening means not shown. An elastic support not shown is provided between the rail and each block.

Auf der Unterseite 1b der zwei Klötze 1 sind zwei Unterlagen 4 aus einem viskoelastischen oder elastomeren Material entlang eines Haftbereiches entsprechend der gesamten Oberfläche der Unterseite 1b der zwei Klötze 1 befestigt. Demzufolge liegen die zwei Klötze 1 jeweils auf den beiden Unterlagen 4 auf, wobei diese letzteren in Berührung mit der Schotterung 5 stehen; und entlang der gesamten Unterfläche 1b der Klötze 1 ist das ausgewählte elastomere Material fest mit dem Untergrund oder Beton der Klötze verbunden.On the lower surface 1b of the two blocks 1, two supports 4 made of a viscoelastic or elastomeric material are fixed along an adhesion area corresponding to the entire surface of the lower surface 1b of the two blocks 1. As a result, the two blocks 1 rest on the two supports 4, the latter being in contact with the ballast 5; and along the entire lower surface 1b of the blocks 1, the selected elastomeric material is firmly bonded to the subsoil or concrete of the blocks.

Gemäß den Figuren 3 und 4 ist die Unterseite 1b einer Schwelle aus einstückigem Beton 1 mit einer Unterlage 4 aus einem elastomeren Material bedeckt, das an dem Untergrund der Schwelle entlang zweier getrennter Haftbereiche entsprechend zweier Puffer 4a und 4b anhaftet, die jeweils den beiden Schienen 3 gegenüberliegend angeordnet sind.According to Figures 3 and 4, the lower face 1b of a sleeper made of one-piece concrete 1 is covered with a base 4 made of an elastomeric material which adheres to the base of the sleeper along two separate adhesion zones corresponding to two buffers 4a and 4b, each arranged opposite the two rails 3.

In Fig. 5 handelt es sich um einen Betonträger 1 für eine Gleisweiche. Die Unterseite 1b des Trägers ist teilweise mit einer Unterlage 4 aus viskoelastischem Material bedeckt, das aus verschiedenen Puffern 4a, 4b und 4c besteht, die lotrecht zu den Schienen 3 der Gleisweiche jeweils angeordnet sind.Fig. 5 shows a concrete support 1 for a track switch. The underside 1b of the support is partially covered with a base 4 made of viscoelastic material, which consists of various buffers 4a, 4b and 4c, which are arranged perpendicularly to the rails 3 of the track switch.

In Fig. 6 handelt es sich um einen einfachen Betonklotz 1, der auf seiner Unterseite 1b mit einer Unterlage 4 aus elastomerem Material bedeckt ist, desssen eine Seite auf dem Untergrund aus Beton anhaftet, und dessen andere Seite mit der Schotterung 5 in Berührung steht.Fig. 6 shows a simple concrete block 1 covered on its underside 1b with a base 4 made of elastomeric material, one side of which adheres to the concrete base and the other side of which is in contact with the gravel 5.

Träger oder Schwellen gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind, und die mit dem Material BAYTEC mit einer Dicke von 0,5 cm bedeckt sind, wurden mit dem "einseitig gerichteter Schwingungserzeuger" genannten Verfahren untersucht, das mit Bezug auf Fig. 7 erläutert wild.Beams or sleepers according to the present invention, as shown in Fig. 1, and covered with the material BAYTEC with a thickness of 0.5 cm, were tested with the method called "unidirectional vibrator" explained with reference to Fig. 7.

In einem Betongraben 50 wird eine Charge einer Schotterung 51 angeordnet, die einen Mindest-Härtekoeffizienten DRG von 17 entsprechend der Norm NF F 53695 aufweist. Eine Schwelle 52 mit ihren Klötzen 53 ist horizontal in dem Graben auf der Schotterung angeordnet. Zwei Schienen 54 von begrenzter Länge sind jeweils auf einen Klotz parallel zueinander und senkrecht zu der Schwelle angebracht. Zwei Lasten 55 werden auf die jeweiligen beiden äußeren Enden einer selben Schiene in einem Abstand von 5 m zu beiden Seiten der Schwelle aufgesetzt, um jeder Schiene eine Durchbiegehöhe von ungefähr 10 cm zu verleihen und um eine Vorlast von 40 kN auf die Schwelle auszuüben. Ein einseitig gerichteter Schwingungserzeuger überträgt dann auf die zu untersuchende Schwelle mittels eines Armes und der zwei Schienen 54 eine vertikale sinusförmige Kraft von ± 45 kN mit einer Frequenz von 50 Hz.A batch of ballast 51 is placed in a concrete trench 50, having a minimum hardness coefficient DRG of 17 in accordance with standard NF F 53695. A sleeper 52 with its blocks 53 is placed horizontally in the trench on the ballast. Two rails 54 of limited length are each mounted on a block parallel to each other and perpendicular to the sleeper. Two loads 55 are placed on the two respective outer ends of the same rail placed at a distance of 5 m on either side of the sleeper to give each rail a deflection height of approximately 10 cm and to apply a preload of 40 kN to the sleeper. A unidirectional vibrator then transmits to the sleeper under test, by means of an arm and the two rails 54, a vertical sinusoidal force of ± 45 kN at a frequency of 50 Hz.

Der Test besteht darin, die Schwelle über 200 Stunden zu jeweils 5 Stunden pro Tag in Zyklen von 30 Minuten in Schwingung zu versetzen, gefolgt von 15 Minuten Ruhezeit. Am Ende des Tests beobachtet man den Zustand des untersuchten Elementes, im vorliegenden Fall die Unterseite der Betonklötze.The test consists in vibrating the threshold for 200 hours, 5 hours per day, in cycles of 30 minutes, followed by 15 minutes of rest. At the end of the test, the state of the element under test is observed, in this case the underside of the concrete blocks.

Am Schluß dieses Testes beobachtet man, daß die Fußplatte aus elastomerem Material teilweise durch die Schotterung verkratzt ist, jedoch keinen Bruch der Materialschicht aufweist, die sozusagen die Unterseite der Klötze vor jeglicher Berührung mit der Schotterung bewahrt. Das gesuchte Ergebnis wird demnach erzielt. Zusätzlich zu dieser Sachlage beobachtet man nebenbei zwei wesentliche und überraschende Ergebnisse:At the end of this test, it is observed that the base plate made of elastomer material is partially scratched by the ballast, but does not show any breakage of the layer of material that protects the underside of the blocks from any contact with the ballast. The desired result is therefore achieved. In addition to this situation, two important and surprising results are also observed:

1) Die Abnutzung der Schotterung bleibt äußerst begrenzt.1) The wear of the ballast remains extremely limited.

2) Es tritt kein Absacken der Schotterung auf; demnach braucht die anfängliche Durchbiegehöhe der Schienen durch Wiederauffüllung der Schotterung nicht zurückgewonnen zu werden.2) There is no subsidence of the ballast; therefore, the initial deflection height of the rails does not need to be recovered by refilling the ballast.

Claims (4)

1. Eisenbahngleis mit einer verhältnismäßig harten Plattform, einer Schotterung auf dieser letzteren, weiterhin mit Schienenträgern, die wenigstens ein Betonstück (1) umfassen, mit zwei parallelen, auf den Trägern auf einer Seite des wenigstens einen Betonstückes befestigten Schienensträngen (3) und mit einer Unterlage (4) aus einem viskoelastischen Material, die mit dem wenigstens einen Betonstück (1) auf dessen der Schiene (3) abgewandten Unterseite (1b) verbunden ist, wobei das viskoelastische Material ein im wesentlichen nicht-poröses Material ist, das eine Dichte über 0,9 und/oder eine Shore-Härte A von mindestens 65 aufweist, und wobei das viskoelastische Material der Unterlage (4) an dem Untergrund des wenigstens einen Betonstückes (1) entlang einer Vielzahl von getrennten Haftbereichen, insbesondere entlang zweier zu den zwei Schienensträngen (3) lotrechten Puffern (4a, 4b) anhaftet, wobei ferner das viskoeleastische Material eine Zersplitterungs- und Abriebfestigkeit aufweist, die gemäß einem Standard-Testverfahren des Typs Los Angeles als Gewichtsverlust von mit dem Material bedeckten Betonwürfeln ausgedrückt wird und weniger als 0,2 % nach 1500 Umdrehungen der Trommel der Testapparatur beträgt.1. Railway track with a relatively hard platform, a ballast on the latter, furthermore with rail supports which comprise at least one concrete piece (1), with two parallel rail strands (3) fastened to the supports on one side of the at least one concrete piece, and with a base (4) made of a viscoelastic material, which is connected to the at least one concrete piece (1) on its underside (1b) facing away from the rail (3), wherein the viscoelastic material is a substantially non-porous material which has a density of more than 0.9 and/or a Shore hardness A of at least 65, and wherein the viscoelastic material of the base (4) is adhered to the base of the at least one concrete piece (1) along a plurality of separate adhesion areas, in particular along two buffers (4a, 4b) perpendicular to the two rail strands (3). adheres, further wherein the viscoelastic material has a resistance to shattering and abrasion, expressed as a weight loss of concrete cubes covered with the material, according to a standard Los Angeles type test method, of less than 0.2% after 1500 revolutions of the drum of the test apparatus. 2. Eisenbahngleis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore-Härte A des viskoelastischen Materials zwischen 65 und 77 liegt.2. Railway track according to claim 1, characterized in that the Shore hardness A of the viscoelastic material is between 65 and 77. 3. Schienenträger für ein Eisenbahngleis, der mindestens ein Betonstück (1) umfaßt, das auf seiner Unterseite (1b), die der eine Schiene (3) aufnehmenden Seite abgewandt ist, mit einer Unterlage (4) aus einem viskoelastischen Material verbunden ist, wobei das viskoelastische Material ein im wesentlichen nicht-poröses Material ist, das eine Dichte über 0,9 und/oder eine Shore-Härte A von mindestens 65 aufweist, wobei das viskoelastische Material der Unterlage (4) an dem Untergrund des wenigstens einen Betonstückes (1) entlang einer Vielzahl von getrennten Haftbereichen, insbesondere entlang zweier zu den beiden aufzunehmenden Schienensträngen (3) lotrechten Puffern (4a, 4b) anhaftet, und wobei ferner das viskoelastische Material eine Zersplitterungs- und Abriebfestigkeit aufweist, die gemäß einem Standard-Testverfahren des Typs Los Angeles als Gewichtsverlust von mit dem Material bedeckten Betonwürfeln ausgedrückt wird und weniger als 0,2 % nach 1500 Umdrehungen der Trommel der Testapparatur beträgt.3. Rail support for a railway track, which comprises at least one concrete piece (1) which is connected on its underside (1b), which faces away from the side receiving a rail (3), to a base (4) made of a viscoelastic material, the viscoelastic material being a substantially non-porous material having a density of more than 0.9 and/or a Shore A hardness of at least 65, the viscoelastic material of the base (4) adhering to the base of the at least one concrete piece (1) along a plurality of separate adhesion areas, in particular along two buffers (4a, 4b) perpendicular to the two rail strands (3) to be received, and the viscoelastic material also has a resistance to fragmentation and abrasion which, according to a standard Los Angeles type test method, is defined as a weight loss of expressed in concrete cubes covered with the material and is less than 0.2% after 1500 revolutions of the drum of the test apparatus. 4. Verfahren zur Herstellung eines Schienenträgers nach Anspruch 3, der zur Errichtung eines Eisenbahngleises nach einem der Ansprüche 1 und 2 vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein synthetischer Elastomer, der zum Zeitpunkt des Auftragens auf den Träger hergestellt wird, gemäß wenigstens einem der folgenden Verfahren auf der Unterseite des wenigstens einen Betonstückes als Schicht auf diesen letzteren aufgebracht wird, nämlich durch Spritzen, Gießen, Auftragen mit einer Bürste oder Rolle.4. Method for manufacturing a rail support according to claim 3, intended for the construction of a railway track according to one of claims 1 and 2, characterized in that a synthetic elastomer, prepared at the time of application to the support, is applied to the underside of the at least one piece of concrete as a layer on the latter according to at least one of the following methods, namely by spraying, pouring, application with a brush or roller.
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