AHM-800

OBNOVA I UGRADBA PLANUMA NA POSTOJEĆIM ŽELJEZNIČKIM PRUGAMA POSTROJENJEM AHM-800 – R
(iskustva austrijskih željeznica u petogodišnjoj primjeni AHM-800 R tehnologije)

Autori: Dipl.ing.dr. Rudolf Schidler – Austrijske željeznice, Infrastruktura, Beč
Franz Piereder – inspektor austrijskih željeznica, Linz

Obnova donjeg ustroja željezničkih pruga ugradbom nosivog sloja planuma na austrijskim željeznicama važna je zadaća zbog stalnog povećanja brzina i opterećenja pruga, koje postojeće konstrukcije željezničkih pruga svojom dugogodišnjom uporabom ne mogu podnijeti, te je kvalitetna obnova nužna. Ovaj stručni člank temeljen je na iskustvima petogodišnje obnove željezničkog planuma postrojenjem AHM-800 – R.
Nakon odluke da se pristupi mehaniziranoj obnovi donjeg ustroja željezničkih pruga prvenstveno je bilo zadano:

Ugradba nosivog sloja (tampona) sastava, šljunak-pijesak prilikom strojnog rešetanja tučenca, 1960. godina
Ugradba nosivog sloja (tampona) sastava, šljunak-pijesak i geotekstila prilikom strojnog rešetanja tučenca i podbijanja kolosijeka, 1986. godina
Prilikom primjene gornjih tehnologija korištena su postrojenja: PUSCAL – Švicarska, PM-200 – Njemačka, SVV – 100 – Austrija.
Početkom 90. godina austrijske željeznice željele su optimalizirati željezničko postrojenje za sanaciju donjeg ustroja, postrojenje je trebalo imati veći učinak, biti snažnije, a bili su zadani slijedeći okviri za konstrukciju postrojenja:

Optimalizacija sastava postrojenja za sanaciju, koje bi moglo normalno prometovati u zadanim gabaritima željezničkih pruga, radove izvoditi u hodu «korakom» i kontinuirano bez zastajkivanja, bez demontaže postojeće kolosiječne rešetke
Postrojenje optimalne konstrukcije trebalo je imati učinak od 40 m/sat, deljina sloja tampona do 45 cm
Povećanje stupnja zbijenosti planuma uz optimalno vlaženje
Recikliranje dijela iskopanog tučenca iz zastorne prizme
Brzina po kolosijeku nakon ugradbe tampona, 10 km/sat

Za zadovoljenje postavljenih uvjeta konstruirano je postrojenje AHM-800 R, sa učinkom iskopa od 800 m3/sat, mogućnošću recikliranja tučenca, sukladno prikazanoj shemi na slici 1.

Prednost ovog postrojenja nad do tada konstruiranim, su mogućnost recikliranja tučenca i povećanje zbijenosti ugrađenog sloja tampona uz konstantno vlaženje, te dakako povećanje učinka.

KARAKTERISTIČAN PROFIL SANIRANE JEDNOKOLOSIJEČNE PRUGE:

Karakteristican profil saniranja jednokolosjecne pruge

Tehničke reference ovog postrojenja su:

Dubina iskopa u jednom ili dva prolaza, veća od 120 cm od GRT-a
Pretovar iskopa na specijalne vagone MFS, ili odbacivanje na stranu do 6 m od osi pruge
Recikliranje tučenca (miješanje sa novim tamponskim materijalom) iskpanog u 1. sloju
Ugradba tamponskog sloja uz zbijanje, učinkom od 40 m/sat
Gometrijsko vođenje i praćenje nivelete i smjera putom sajle
Širina iskopa 4,3 – 6 m u jednom prolazu
Korekcija smjera do 50 cm
Podizanje kolosiječne rešetke do 25 cm iznad postojeće nivelete
Širina ugrađenog sloja tampona 4,3 m – 7 m
Integrirana drobilica za recikliranje tučenca, sukladno granulometrijskoj liniji, slika 3

OPTIMALNA GRANULOMETRIJSKA KRIVULJA TAMPONSKOG MATERIJALA:

Optimalna geometrijska krivulja tamponskog materijala

Miješanje «novog» tampona i materijala dobivenog recikliranjem
Vlaženje ugadbenog tamponskog materijala prilikom zbijanja
Stupanj vlažnosti po Proctor-u od 98 – 102 %
Mogućnost ugradbe geotekstila i geomreže u radnom hodu stroja, u 1 ili 2 role
Brzina prilikom transporta postrojenja veća od 100 km/sat
Brzina po kolosijeku nakon stroja, 10 km/sat
Zbijenost posteljice (ploha iskopa) Ev2 >5 MN/m2

Postrojenje AHM-800 R uvedeno je u pogon 1994. godine i radi sve do danas.

TEHNOLOGIJA RADA POSTROJENJA:

Tehnologija rada predmetnog postrojenja uveden je pod pojmom «obnova tamponskog sloja postrojanjem AHM-800 R». Da bi se u potpunosti zadovoljili uvijeti zadani temeljem ove tehnologije, potrebno je konstantno praćenje geotehničkog stručnjaka, te pravilno odabrana vrsta geotekstila i geomreže, te posebice kavlitetan tamoponski materijal zadan granulometrijskom krivuljom.

Temeljem višegodišnjih iskustava austrijskih željeznica, iskristalizirana su slijedeća tehnološka pravila, kojih se potrebno pridržavati:

Tamponski sloj je potrebno uvijek ugraditi na geotekstil, posebice na glinenu posteljicu, a ovisnu o vrsti glinene podloge također i geomrežu položenu na geotekstil, te po potrebi različite lakostijene ploče, koja konstrukcija spriječava miješanje gline i tampnskog materijala te poboljšava hidrauliku i drenažu konstrukcije
Tamponski materijal mora biti kvaliteta i precizno odabran (granulometrija)
Vrsta i sastav tamponskog materijala, te kvaliteta geotekstila mora biti određena geotehničkim eleaboratom
Podloga za geomehanički eleborat i odabir konstrukcije i kvalitete tamponskog sloja trebaju biti temeljeni na «Georadarskim mjerenjima» Austrijske željeznice koriste stroj UUM (stroj za pregled donjih slojeva trupa pruge) metodom okvirnog sondiranja

DIJAGRAM GEORADARSKOG ISPITIVANJA STANJA TRUPA PRUGE:

Dijagram georadarskog ispitivanja

Parametri kvalitete tamponskog sloja:

Granulomerijski sastav tamponskog materijala 0/32, mješavine drobljenog kamena minimalno od 2 frakcije. Zrna tampona moraju biti otprašena i isprana, sa minimalnim ostatkom praha. Minimalno 90 % zrnja mora biti drobljeno sa minimalnim uklještenjem od 70%. Granulometrijski sastav mješavine ne smije sadržavati više od 3% čestica manjih od 0,02 mm. (slika garnulometrija)
Na austrijskim željeznicama certificirano je 6 kamenoloma za isporuku predmetnog tamponskog materijala. Ovi kamenolomi dostatnog kapaciteta, uz konstantno tehnološko praćenje proizvodnje, tamponski materijal isporučuju na gradilište optimalno vlažan, a kontrola se vrši nakon utovara u «kontejner vagone»

Parametri zbijanja i stanje trupa pruge:

Vrijednosti na zbijenom planumu:
uz koeficijent Dpr (Proctor), moduli stišljivost, Ev2 i Ev1, trebaju biti:
Za brzine >160 km/sat, Dpr 97 %, Ev1>35MN/m2, Ev2>80MN/m2, a odnos Ev2/Ev1<2,5.
Za brzine <160 km/sat, Dpr 95 %, Ev1>20MN/m2, Ev2>50MN/m2, a odnos Ev2/Ev1<2,6.
Vrijednosti na posteljici:
uz koeficijent Dpr (Proctor), moduli stišljivost, Ev2 i Ev1, trebaju biti:
Za brzine >160 km/sat, Dpr 95 %, Ev1>18MN/m2, Ev2>45MN/m2, a odnos Ev2/Ev1<2,6.
Za brzine <160 km/sat, Dpr 93 %, Ev1>7,5MN/m2, Ev2>20MN/m2, a odnos Ev2/Ev1<2,7.

Pravila austrijskih željeznica koja treba poštivati prilikom uporabe AHM – tehnologije sanacije:

Konstantna geometrijska kontrola dubine i smjera iskopa, debljine tampona i nagiba planuma
Minimalno jednom dnevno vršiti kontrolu granulomerije i vlažnosti u laboratoriju
Na svakih 200 m ugrađenog planuma kontrolirati zbijenosti kružnom pločom (na austrijskim željeznicama do 1997. god. bila je dovoljna statička kontrola, a nakon 97. godine obvezna je kontrola putom dinamičkog koeficijenta zbijenosti)
Nadalje povremeno se vrši i kontrola zbijenosti sa izotopnom sondom prema «Troxler-u»

Rezultati 5-godišnjeg praćenja:

U petogodišnjoj primjene tehnologije AHM sanacije, do 2000. godine izvedena je sanacija tampona na 226 km željezničkih pruga
U različitim uvijetima željezničkih pruga tijekom ovih 5 godina vršena su ispitivanja kvalitete i nakon puštanja objekta u pogon, do 12 mjeseci

KOEFICIJENTI ZBIJENOSTI PLANUMA NAKON UGRADBE I NAKON «X» MJESECI:
(Ev1, Ev2, Evd – dinamički)

Debljina tampona

Ispitivanje Izotopsondom po Troxler-u, na neporemećenom uzorku, dalo je slijedeće rezultate:
Stupanj vlažnosti, laboratorijska mjerenja: 7,4 %
Izvedeno je 15 mjerenja, Dpr = 100,6 %
Minimalna vrijednost Dpr = 98,2 % kod 4,2 % vlažnosti
Maximalna vrijednost Dpr = 102,3 % kod 6,4 % vlažnosti

Preporuke za izvođenje

U radnom sastavu postrojenja AHM-800 R, potrebno je uvijek imati i potrebnu količinu tučenca za izvedbu rampi, uključenje i isključenja stroja, prijelaz preko mostova i propusta, za jednu rampu potrebno je cca. 20 t tučenca.
Također je za optimalan učinak ovog postrojenja potrebno osigurati dostatnu količinu kontejnerskih vagona za dopremu novog tampona, cisternu za vlaženje, te 6 – 8 MFS vagona za odvoz otpadnog materijala, sukladno dužini «zatvora pruge», dinamici dopreme tampona i stanu zablačenosti zastora te dubini iskopa.
Prije puštanja pruge u promet, po završetku zatvora, potrebno je osigurati tučenca u količini od 0,75 – 1 m3/m1 pruge, izvršiti podbijanje za brzinu od 20 km/sat.

Gospodarski učinci primjene tehnologije AHM-800 – sanacije pruge:

Tehnologija sanacije i ugradbe tamponskog sloja metodom AHM-800 recikling, donosi uštede, posebice stoga što postojeći (stari) tučenac rešeta (pročišćuje), te čista zrna veličine 30 – 60 mm, drobi u drobilici, miješa sa novodoveženim tamponskim materijalom i zatim ugrađuje u novi tamponski sloj. Štedi se oko 0,75 – 1 m3 tamponskog materijala po 1 m1 pruge, što je financijski znatno. Također moramo dodati i dodatne troškove transporta tog materijala, te deponiranje i saniranje, koji bi da se ne reciklira povećavaoionako veliku količinu «otpadnog materijala», ukupni iskop bio bi cca. 5 – 6 m3/m1 pruge.
Također je prednost ovog potrojenja i u tome što je vrlo jednostavna ugradba geotekstila i geomreža, koje ojačavaju ugrađeni «tampon» te zadržavaju kvalitetne parametre i nakon višegodišnje eksploatacije, što su pokazala georadarska praćenja na najfrekventnijim i najopterećenijim prugama austrijskih željeznica.

Pokazatelji mjerenja visokosofticiranim mjernim strojem, od 1996. – 2000. godine na pruzi Linz – Salzburg, koja ima promet od 50000 t/dan, uz brzinu od 160 km/sat (10 mjerenja kroz 5 godina)
(tehnologija AHM-800 R, debljin tampona 40 cm, ugrađen 350 g geotekstil i obnovljena drenaža:

Jesen 96. god. – po završetku radova, MDZ ocjena 11
1997. god – MDZ ocjena 10
1998. god – MDZ ocjena 10
1999. god – MDZ ocjena 10
2000. god – MHZ ocjena 14

(Napomena, pruga je održavana MDZ metodom, continuiranim podbijačicama i dinamičkim stabilizatorima, 1. godišnje.) Iz ovih podataka može se zaključiti da se bitno produžava vrijeme između redovitog pobijanja kolosiječne rešetke, i do 2 godine.

Zaključak

Ova tehnologija donosi slijedeće prednosti:

Ugradba tamponskog sloja bez demontaže postojeće kolosiječne rešetke
Ušteda novog tamponskog materijala kao posljedica recikliranja postojećeg tučenca (ovisno o debljini sloja i do 50 %)
Nije potrebno dorađivati posteljicu
Automatska kontrola vlaženja tamponskog materijala
Visoki stupanj zbijenosti i sastava tampona
Mogućnost ugradbe geotekstila i geomreža
Učinak od 40 – 80 m/sat
Mogućnost rada na dvokolosiječnoj pruzi bez ometanja prometa na susjednom kolosijeku
Dimenzija iskopa cca. 1 m dubine i 6 m širine
Bitno se skraćuje ukupno trajanje potrebnog zatvora pruge, i do 50 % u odnosu na prijašnje metode sanacije
U odnosu na «klasične građevinske metode», posebice u neprohodnom terenu, nije potrebno uspostavljati pomoćne prometnice za potrebe gradilišta

Swietelsky