RU2791626C2 - The composition of the mixture to create a sub-ballast protective layer of the roadbed - Google Patents

The composition of the mixture to create a sub-ballast protective layer of the roadbed Download PDF

Info

Publication number
RU2791626C2
RU2791626C2 RU2022126891A RU2022126891A RU2791626C2 RU 2791626 C2 RU2791626 C2 RU 2791626C2 RU 2022126891 A RU2022126891 A RU 2022126891A RU 2022126891 A RU2022126891 A RU 2022126891A RU 2791626 C2 RU2791626 C2 RU 2791626C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ballast
mixture
cement
protective layer
composition
Prior art date
Application number
RU2022126891A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022126891A (en
Inventor
Александр Викторович Силкин
Владимир Борисович Воробьёв
Александр Викторович Запольский
Сергей Викторович Акулинин
Юрий Олегович Лысый
Виталий Андреевич Ульянов
Евгений Самуилович Ашпиз
Андрей Павлович Шмаков
Вячеслав Александрович Коростелев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское Бюро "Тулажелдормаш" (ООО "КБ "Тулажелдормаш"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское Бюро "Тулажелдормаш" (ООО "КБ "Тулажелдормаш" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское Бюро "Тулажелдормаш" (ООО "КБ "Тулажелдормаш"
Publication of RU2022126891A publication Critical patent/RU2022126891A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2791626C2 publication Critical patent/RU2791626C2/en

Links

Abstract

FIELD: railway track superstructure.
SUBSTANCE: invention relates to the railway track superstructure, in particular, to the compositions of mixtures for creating a sub-ballast protective layer of the roadbed. The mixture contains components at the following ratio by weight%: ballast weed - 80-90, crushed crushed stone from ballast - 1-10, cement-based hydraulic binder - 3-5, cement modifier - 0.3-0.5, water - 6-8.
EFFECT: invention enables to increase the modulus of deformation of the sub-ballast protective layer increases.
2 cl

Description

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано при создании подбалластного защитного слоя в ходе обновления и очистки балластного слоя рельсового пути.The invention relates to the field of railway transport and can be used to create a protective layer under the ballast during the renewal and cleaning of the ballast layer of the rail track.

Известно, что одним из эффективных методов усиления основной площадки земляного полотна железнодорожного пути при ее деформациях в виде балластных выплесков и балластных углублений, приводящих к расстройствам рельсовой колеи, является отсыпка подбалластных защитных слоев (журнал «Железнодорожный транспорт», №6, 2013 г., с. 55-56). При этом в качестве материала для создания такого подбалластного защитного слоя используется искусственно приготавливаемая на щебеночных заводах смесь из щебня, гравия и песка, строго задаваемого соотношения между фракциями разных частиц (Инструкция по устройству подбалластных защитных слоев при реконструкции (модернизации) железнодорожного пути, утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 12 декабря 2012 г. №2544р). Данная смесь в большом объеме доставляется к месту укладки подбалластного защитного слоя на значительные расстояния железнодорожным транспортом в составах из специализированных вагонов, что вызывает существенные денежные затраты, приводит к большому времени на доставку материала и к необходимости в содержании подвижного состава из специализированных вагонов, что серьезно сокращает эффективность работ.It is known that one of the effective methods of strengthening the main area of the subgrade of the railway track in case of its deformation in the form of ballast splashes and ballast recesses, leading to rail track disorders, is the filling of under-ballast protective layers (Journal "Railway Transport", No. 6, 2013, pp. 55-56). At the same time, as a material for creating such a protective layer under ballast, a mixture of crushed stone, gravel and sand, artificially prepared at crushed stone plants, is used, a strictly specified ratio between fractions of different particles (Instruction for the installation of under-ballast protective layers during the reconstruction (modernization) of the railway track, approved by order of JSC Russian Railways dated December 12, 2012 No. 2544r). This mixture is delivered in large volumes to the place where the under-ballast protective layer is laid over considerable distances by rail in trains of specialized wagons, which causes significant financial costs, leads to a long time for the delivery of material and the need to maintain rolling stock from specialized wagons, which seriously reduces work efficiency.

Известен, принятый в качестве прототипа, патент на изобретение RU №2776165 по кл. Е01В 27/10, опубл. 14.07.2022 г., замысел которого направлен на максимальное использование при отсыпке подбалластного слоя имеющихся в составе железнодорожного пути материалов. В состав смеси для создания подбалластного защитного слоя земляного полотна прототипа входит засоритель, раздробленный щебень из балластной призмы пути и вода. Весь вырезанный верхний слой балласта разделяют на очищенный щебень и засоритель, часть очищенного щебня подают на рециклинг в дробильную установку, а материал для защитного слоя приготавливают путем смешивания засорителя с раздробленным щебнем, который увлажняют и укладывают на поверхность среза земляного полотна.Known, adopted as a prototype, a patent for the invention RU No. 2776165 class. E01B 27/10, publ. 07/14/2022, the plan of which is aimed at the maximum use of the materials available in the composition of the railway track when backfilling the sub-ballast layer. The composition of the mixture for creating a sub-ballast protective layer of the subgrade of the prototype includes weed, crushed crushed stone from the ballast prism of the track and water. The entire cut top layer of ballast is divided into cleaned crushed stone and weed, part of the cleaned crushed stone is fed to the crushing plant for recycling, and the material for the protective layer is prepared by mixing the weed with crushed crushed stone, which is moistened and laid on the cut surface of the subgrade.

Таким образом, при таком формировании подбалластного защитного слоя достигается сокращение стоимости работ за счет снижения объемов вывозимого и укладываемого материала. Однако к недостаткам данного состава смеси для создания подбалластного защитного слоя относится то, что требуемые его деформационные параметры зависят от исходного зернового состава очищаемого щебня, наличия в нем мелких частиц и влажности, которые различны для разных участков и поэтому каждый раз требуется определение необходимого соотношения между засорителем, дробленным щебнем и их увлажнением, чтобы получить требуемое качество материала с высоким модулем деформации, и в ряде случаев этого достичь не удается.Thus, with such formation of the under-ballast protective layer, a reduction in the cost of work is achieved by reducing the volume of material removed and laid. However, the disadvantages of this composition of the mixture for creating a sub-ballast protective layer include the fact that its required deformation parameters depend on the initial grain composition of the crushed stone being cleaned, the presence of fine particles and moisture in it, which are different for different areas and therefore each time it is required to determine the necessary ratio between the weed crushed stone and their moisture to obtain the required quality of the material with a high modulus of deformation, and in some cases this cannot be achieved.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение необходимого качества подбалластного защитного слоя, приготавливаемого на путевой машине в ходе очистки щебня, обладающего высоким модулем деформации, независимо от исходных параметров очищаемого щебня.The objective of the proposed technical solution is to ensure the required quality of the under-ballast protective layer prepared on the track machine during the cleaning of crushed stone with a high deformation modulus, regardless of the initial parameters of the cleaned crushed stone.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в заявляемом составе смеси для создания подбалластного защитного слоя земляного полотна, содержащем засоритель, раздробленный щебень и воду, в отличие от прототипа, дополнительно содержится гидравлическое вяжущее на основе цемента и модификатор цемента на основе полимерно-минеральных добавок при следующем соотношении мас.%:This technical result is achieved due to the fact that in the inventive composition of the mixture to create a sub-ballast protective layer of subgrade containing weed, crushed gravel and water, in contrast to the prototype, it additionally contains a hydraulic binder based on cement and a cement modifier based on polymer-mineral additives at the following ratio wt.%:

засоритель балласта - 80-90,ballast weed - 80-90,

дробленый щебень из балласта - 1-10,crushed crushed stone from ballast - 1-10,

гидравлическое вяжущее на основе цемента - 3-5,hydraulic binder based on cement - 3-5,

модификатор цемента - 0,3-0,5,cement modifier - 0.3-0.5,

вода - 6-8.water - 6-8.

Кроме того, модификатор цемента состоит из минеральной части и полимерной части в мас.%:In addition, the cement modifier consists of a mineral part and a polymer part in wt.%:

минеральная часть на основе продуктов аморфного диоксида кремния, солей кальция и натрия - 90-95,mineral part based on products of amorphous silicon dioxide, calcium and sodium salts - 90-95,

комплекс редиспергируемых полимеров на основе полисахаридов - остальное.a complex of redispersible polymers based on polysaccharides - the rest.

Содержание засорителя балласта является основой смеси, имеет гранулометрический состав, сложившийся в процессе эксплуатации пути. Если этот состав является оптимальным, то есть в его составе содержится минимальное количество пор, то он принимается за основу. Если в составе засорителя балласта количество пор увеличивается, то для регулирования оптимальности состава применяют дробленый щебень, сокращая тем самым количество пор. Количество дробленого щебня подбирается в количестве от 1% до 10%. При большем количестве дробленого щебня повышается расход вяжущего и модификатора, увеличивая стоимость смеси.The content of the ballast weed is the basis of the mixture, it has a granulometric composition that has developed during the operation of the track. If this composition is optimal, that is, its composition contains the minimum number of pores, then it is taken as a basis. If the number of pores in the composition of the weed ballast increases, then crushed crushed stone is used to control the optimal composition, thereby reducing the number of pores. The amount of crushed gravel is selected in an amount from 1% to 10%. With a larger amount of crushed stone, the consumption of binder and modifier increases, increasing the cost of the mixture.

Гидравлическое вяжущее на основе цемента в количестве 3-5% также обусловлено пористостью смеси засорителя балласта и дробленого щебня. Применение гидравлического вяжущего на основе цемента менее 3% приводит к снижению физико-механических характеристик укрепляемой смеси, снижает морозостойкость и противодействие циклическим нагрузкам. Увеличение расхода гидравлического вяжущего выше 5% увеличивает жесткость смеси и создает риски трещинообразования.Hydraulic binder based on cement in the amount of 3-5% is also due to the porosity of the mixture of ballast weed and crushed stone. The use of a cement-based hydraulic binder less than 3% leads to a decrease in the physical and mechanical characteristics of the mixture being strengthened, reduces frost resistance and resistance to cyclic loads. Increasing the flow of hydraulic binder above 5% increases the stiffness of the mixture and creates the risk of cracking.

Модификатор цемента (полимерно-минеральная добавка) входит в состав смеси в количестве 0,3-0,5% и применяется с целью коррекции свойств цемента, увеличивая его физико-механические характеристики, снижая такие показатели, как хрупкость и трещинообразование, регулируя время начала и конца схватывания смеси. Количество модификатора менее 0,3% не влияет на изменение характеристик цемента и смеси в целом. Количество модификатора более 0,5% останавливает рост показателей и характеристики остаются такими же, как и при количестве модификатора в смеси равном 0,5%.The cement modifier (polymer-mineral additive) is included in the composition of the mixture in an amount of 0.3-0.5% and is used to correct the properties of cement, increasing its physical and mechanical characteristics, reducing indicators such as brittleness and cracking, adjusting the start time and end of setting of the mixture. The amount of modifier less than 0.3% does not affect the change in the characteristics of the cement and the mixture as a whole. The amount of modifier more than 0.5% stops the growth of indicators and the characteristics remain the same as with the amount of modifier in the mixture equal to 0.5%.

Модификатор состоит на 90-95% из продуктов на основе аморфного диоксида кремния, солей кальция и натрия, что позволяет снизить количество контрактационных (технологических) пор смеси; а также полимерной части на основе поверхностно-активных веществ и редиспергируемых полимеров, являющихся регуляторами содержания воды, адгезионных свойств и образования гелевых пор, обеспечивающих подвижность и гидрофобность.The modifier consists of 90-95% products based on amorphous silicon dioxide, calcium and sodium salts, which reduces the number of contracting (technological) pores of the mixture; as well as a polymer part based on surfactants and redispersible polymers, which are regulators of water content, adhesive properties and the formation of gel pores, providing mobility and hydrophobicity.

Таким образом, обеспечивается рациональное использование материала балласта для укладки подбалластного слоя и одновременно сохраняется его оптимальное качество по ряду показателей.Thus, the rational use of the ballast material for laying the sub-ballast layer is ensured and at the same time its optimal quality is maintained in terms of a number of indicators.

Состав смеси может быть приготовлен с использованием существующих материалов, что подтверждает его соответствие критерию изобретения промышленная применимость.The composition of the mixture can be prepared using existing materials, which confirms its compliance with the criterion of the invention of industrial applicability.

Claims (9)

1. Состав смеси для создания подбалластного защитного слоя земляного полотна, содержащий засоритель, раздробленный щебень и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит гидравлическое вяжущее на основе цемента и модификатор цемента на основе полимерно-минеральных добавок при следующем соотношении мас.%:1. The composition of the mixture for creating a sub-ballast protective layer of the subgrade, containing a weed, crushed gravel and water, characterized in that it additionally contains a cement-based hydraulic binder and a cement modifier based on polymer-mineral additives in the following wt% ratio: засоритель балласта - 80-90,ballast weed - 80-90, дробленый щебень из балласта - 1-10,crushed crushed stone from ballast - 1-10, гидравлическое вяжущее на основе цемента - 3-5,hydraulic binder based on cement - 3-5, модификатор цемента - 0,3-0,5,cement modifier - 0.3-0.5, вода - 6-8.water - 6-8. 2. Состав смеси по п. 1, отличающийся тем, что модификатор цемента состоит из минеральной части и полимерной части в мас.%:2. The composition of the mixture according to claim 1, characterized in that the cement modifier consists of a mineral part and a polymer part in wt.%: минеральная часть на основе продуктов аморфного диоксида кремния, солей кальция и натрия - 90-95,mineral part based on products of amorphous silicon dioxide, calcium and sodium salts - 90-95, комплекс редиспергируемых полимеров на основе полисахаридов - остальное.a complex of redispersible polymers based on polysaccharides - the rest.
RU2022126891A 2022-10-17 The composition of the mixture to create a sub-ballast protective layer of the roadbed RU2791626C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022126891A RU2022126891A (en) 2022-11-24
RU2791626C2 true RU2791626C2 (en) 2023-03-13

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4084381A (en) * 1977-01-19 1978-04-18 Woodbine Corporation Stabilization of earth subsurface layers
RU2422579C1 (en) * 2010-02-25 2011-06-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method to repair underballast layer of railway track
US11118315B2 (en) * 2018-02-22 2021-09-14 R&B Leasing, Llc System and method for sub-grade stabilization of railroad bed
RU2776165C2 (en) * 2022-03-01 2022-07-14 Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское Бюро "Тулажелдормаш" Method for forming a sub-ballast protective layer and a set of track machines for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4084381A (en) * 1977-01-19 1978-04-18 Woodbine Corporation Stabilization of earth subsurface layers
RU2422579C1 (en) * 2010-02-25 2011-06-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method to repair underballast layer of railway track
US11118315B2 (en) * 2018-02-22 2021-09-14 R&B Leasing, Llc System and method for sub-grade stabilization of railroad bed
RU2776165C2 (en) * 2022-03-01 2022-07-14 Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское Бюро "Тулажелдормаш" Method for forming a sub-ballast protective layer and a set of track machines for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100807761B1 (en) Cement composition using alpha type calcined gypsum and constructing method thereof
RU2281356C1 (en) Ground consolidation composition and method of its usage for road building
US9200412B2 (en) Railway stone ballast and related systems and methods
RU2791626C2 (en) The composition of the mixture to create a sub-ballast protective layer of the roadbed
CN108301276A (en) A kind of long-life tencel concrete road surface structure and construction method
JP5863031B2 (en) concrete
FR2684699A1 (en) METHOD OF DOUBLE COLD TREATMENT OF A GRANULAR MATERIAL FOR ROAD TECHNOLOGY
RU2448212C2 (en) Method to reinforce railway track
US676128A (en) Method of surfacing railroad-tracks.
Madane et al. A laboratory investigation on type III micro-surfacing with different fillers
Hubbard Dust preventives and road binders
Kumar et al. Rural road preventive maintenance with microsurfacing
Mathur et al. Lime/cement stabilisation for soil and granular materials
RU2766844C1 (en) Method for strengthening the main platform of the railway roadbed
Sehgal et al. Hot mix asphalt in ballasted railway track: International experience and inferences
JPH0694555B2 (en) Roadbed materials and reinforced roadbed methods
CN208717661U (en) A kind of rubber grain concrete sleeper
CA2548269C (en) Lightly compacted concrete
Nash et al. Guidelines for using hydrated fly ash as a flexible base
DE102005007537A1 (en) Method to produce quasi-monolithic fixed road coating with paved surface around rails for stability for heavy loads; road coating consists of concrete underlay on which adhesive is applied and paved layer laid on top
BahRaMI yaRahMadI et al. Evaluate the efficiency of machines for mechanized rail line infrastructure
CN117449158A (en) Heavy-load traffic integral rut-resistant pavement structure and paving method thereof
EA046540B1 (en) METHOD FOR RAILWAY TRACK RECONSTRUCTION WITH FORMATION OF A SUB-BALLAST PROTECTIVE LAYER
KR20230104789A (en) Gravel stratum solidification method to prevent ground subsidence of railroad tracks
PL437203A1 (en) Poroelastic mineral-asphalt composition for obtaining wearing course of road surfaces