Технико-экономическое обоснование устройства защитных подбалластных слоев из грунтобетона при тяжеловесном движении поездов

Разработка способов создания прочного основания для укладки верхнего строения железнодорожного пути становится особенно актуальной в условиях расширения полигона тяжеловесного движения поездов.

Цель исследования – технико-экономическое обоснование применения метода холодной регенерации грунтов для усиления основной площадки земляного полотна.

Для выявления преимуществ данного метода созданы модели технологических процессов производства работ по созданию слоев грунтобетона различной толщины, определены основные технико-экономические показатели моделей, выполнен сравнительный анализ с аналогичными показателями наиболее используемых в настоящее время технологических вариантов усиления рабочей зоны земляного полотна: заменой слабого грунта и созданием защитного слоя из щебеночно-песчано-гравийной смеси, армированного объемной георешеткой.

В результате проведенных исследований определены: необходимое количество исполнителей, продолжительность работ, выработка, производительность и затраты труда, заработная плата, стоимость эксплуатации машин и механизмов, затраты на материалы и общая стоимость работ.

При анализе их значений для всех сравниваемых технологических вариантов сделан вывод об очевидном преимуществе метода холодной регенерации грунтов практически по всем показателям.

1. Лисицын А.И. Перспективы развития конструкции верхнего строения пути и его элементов // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 10. С. 2–7.

2. Косенко С.А. и др. Оценка стоимости жизненного цикла верхнего строения пути для различных ремонтных схем и промежуточных скреплений // Вестник Сибирского гос ударственного университета путей сообщения. 2020. № 2 (53). С. 92–100.

3. Kosenko S.A., Akimov S.S. Design of track structure for corridors of heavy-train traffic // MATEC Web of Conferences. 2018. № 239. P. 1–12.

4. Косенко С.А., Исмагулова С.О., Суслова Т.М. Новая структура ведения путевого хозяйства на железных дорогах Казахстана // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2012. № 6. С. 39–41.

5. Kosenko S.A., Akimov S.S. Performance characteristics of differentially quenched rails // Magazine of Civil Engineering. 2017. № 7. P. 94–105.

6. Севостьянов А.А., Величко Д.В. Основные причины отказов рельсов в процессе эксплуатации // Транспорт Урала. 2017. № 2 (53). С. 51–54.

7. Akimov S., Kosenko S., Bogdanovich S. Stability of the Supporting Subgrade on the Tracks with Heavy Train Movement // Advances in Intelligent Systems and Computing : VIII International Scientific Siberian Transport Forum TransSiberia 2019. 2020. № 1116. Р. 228–236.

8. Косенко С.А., Исаенко Э.П. Моделирование и расчеты напряженно-деформированного состояния конструкций железнодорожного пути методом конечных элементов. Новосибирск : Изд-во СГУПС, 2017. 144 с.

9. Патент № 2643324 Российская Федерация, МПК E01B 29/05. Способ замены зажатых уравнительных рельсов и рельсов временного восстановления плети бесстыкового пути (варианты) : заявл. 02.09.16 : опубл. 31.01.18 / Шуругин А.С., Шаньгин Р.В., Косенко С.А., Акимов С.С., Старовойт Н.Н. ; заявитель и патентообладатель ОАО «Российские железные дороги». № 2016135672, Бюл. № 4. 7 с.

10. Kosenko S, Akimov S., Surovin P. Technology of rail replacement at end stresses // MATEC Web of Conferences. 2018. № 216. P. 1–8.

11. Бондарь И.С., Квашнин М.Я., Косенко С.А. Диагностика и мониторинг балочных пролетных строений железнодорожных мостов // Научные проблемы реализации транспортных проектов в Сибири и на Дальнем Востоке. IX Международная научнотехническая конференция «Политранспортные системы». Новосибирск : Изд-во СГУПС, 2017. С. 35–43.

12. Квашнин М.Я., Косенко С.А., Бондарь И.С. Вибродиагностика подходной насыпи железнодорожного моста // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2017. № 2 (41). С. 34–39.

13. Котова И.А., Чижов А.В., Юдин О.Г., Вобликов А.А. Оптимизация технологии устройства защитных слоѐв с применением объемной георешѐтки при модернизации железнодорожного пути // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2015. № 2. С. 32–38.

14. Котова И.А., Чижов А.В., Юдин О.Г. Сравнительный анализ технологических вариантов создания подбалластных защитных слоев при ремонтах железнодорожного пути // Научные проблемы реализации транспортных проектов в Сибири и на Дальнем Востоке. IX Международная научно-техническая конференция «Политранспортные системы» : сборник статей. Новосибирк : Изд-во СГУПС, 2017. С. 150–153.

15. Акимов С.С., Косенко С.А. Ресайклинг как альтернативный способ повышения прочности подбалластного основания железнодорожного пути // Наука, образование, кадры : материалы нац. конф. в рамках IX Междунар. Сиб. трансп. форума (Новосибирск, 22–25 мая 2019 г.). Новосибирск : Изд-во СГУПС, 2019. С. 204–212.

16. Le T.H.M., Lee S.-H., Park D.-W. Evaluation on full-scale testbed performance of cement asphalt mortar for ballasted track stabilization // Construction and Building Materials. 2020. № 254. P. 119249.

17. Shang Y., Xu L., Zhao Y., Huang Y., Ning-yi O.U. Experimental study on the dynamic features of cement-stabilized expansive soil as subgrade filling of heavy haul railway // Journal of Engineering Science and Technology Review. 2017. V. 10. № 6. P. 136.

18. Lazorenko G., Kasprzhitskii A., Khakiev Z., Yavna V. Dynamic behavior and stability of soil foundation in heavy haul railway tracks: A review. 2019. 205. 30 April. P. 111–136. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2019.01.184

19. Saygili A., Dayan M. Freeze-thaw behavior of lime stabilized clay reinforced with silica fume and synthetic fibers // Cold Regions Science and Technology. 2019. № 161. P. 107 –114.

20. Krysan V., Petrenko V., Tiutkin O., Andrieiev V. Improving the safety of railway subgrade when it is strengthened using soil-cement elements // MATEC Web of Conferences. 2019. № 294. P. 03006.

21. Nie R., Leng W., Yang Q., Chen Y.F., Xu F . Comparison and evaluation of railway subgrade quality detection methods // Journal of Rail and Rapid Transit. 2016. № 232 (2). P. 356–368.

22. Иванов П.В. Повышение несущей способности железнодорожного земляного полотна, воспринимающего вибродинамическую нагрузку, искусственным укреплением грунтов основной площадки : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Иванов П.В. Санкт-Петербург, 1999. 189 с.

23. Колос А.Ф. Противодинамическая стабилизация железнодорожного земляного полотна путем цементации грунтов основной площадки : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Колос А.Ф. Санкт-Петербург, 2000. 163 с.

24. Акимов С.С., Исаков А.Л., Косенко С.А., Королев К.В., Кузнецов А.О., Гудкова И.Н., Котова И.А. Противодеформационное укрепление основной площадки железнодорожного земляного полотна методом холодной регенерации (ресайклинг) на участках обращения тяжеловесных поездов : отчет о НИР. Новосибирск, 2020. 289 с.

25. Котова И.А., Чижов А.В., Юдин О.Г. Технико-экономическое сравнение технологических вариантов устройства подбалластных защитных слоев с использованием объемной георешетки // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2017. № 1. С. 36–45.

26. Полевиченко А.Г., Жданова С.М. Противодеформационные конструкции для стабилизации земляного полотна. Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2005. 82 с.

27. Разуваев Д.А. Совершенствование метода проектирования дорожных одежд при стабилизации рабочего слоя земляного полотна (на примере Новосибирской области): диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Разуваев Д.А. Новосибирск, 2013. 180 с.