Земляное полотно высокоскоростной магистрали Российский патент 2018 года по МПК E01B1/00 E01B2/00 

Изобретение относится к строительству, в частности к строительству и реконструкции железных дорог для высокоскоростного железнодорожного транспорта, и может быть использовано при строительстве железных дорог, участки которых располагаются в благоприятных геологических условиях.

Известна конструкция земляного полотна железнодорожного пути, включающая тело земляного полотна, откосы земляного полотна, основную площадку земляного полотна, на откосе которого размещены опорные элементы в виде металлических труб длиной 2,0-2,5 м, при этом в тело земляного полотна заведено не менее 1/3 длины труб, остальные их части свободно располагаются над поверхностью откоса на расстоянии 1,2-1,5 м друг от друга и между ними размещена сетка двойного кручения, обернутая геотекстилем, которая нижним краем упирается в откос земляного полотна, верхний ее край совпадает с верхом металлических труб, пазухи между сеткой и откосом земляного полотна заполнены дренирующим грунтом, верхняя поверхность которого располагается на уровне основной площадки земляного полотна и образует нормативную обочину земляного полотна (RU 2557276, E02D 17/18, 20.07.2015).

Данная конструкция земляного полотна железнодорожного пути позволяет осуществлять его изготовления без применения сложных машин и механизмов. Однако такая конструкция земляного полотна железнодорожного пути не обеспечивает требуемую прочность и устойчивость железнодорожного пути на скоростях до 400 км в час.

В качестве прототипа выбрано земляное полотно высокоскоростной магистрали, включающая тело насыпи, размещенное на основании, два защитных слоя, последовательно нанесенных на тело насыпи, а также откосы насыпи, откосы выемки, основание выемки, устройства для отвода поверхностных и грунтовых вод, защитные и укрепительные сооружения («Организация высокоскоростного движения», Санкт-Петербург ПГУПС, 2015, с. 15-16.).

Известное земляное полотно используется для высокоскоростной магистрали, позволяющей обеспечивать движение на скоростях от 200 км в час и выше. Однако на скоростях до 400 км в час оно не обеспечивает в этих условиях, с учетом вибродинамического воздействия поездов, повышенные требования по прочности, устойчивости и деформативности. В связи с этим оно не может обеспечить требуемую надежность и долговечность работы безбалластного верхнего строения пути.

Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности работы безбалластного верхнего строения пути.

Технический результат достигается тем, что в земляном полотне высокоскоростной магистрали, содержащем размещенное на основании тело насыпи, в верхней части которого расположены два защитных слоя, согласно изобретению первый защитный слой расположенный непосредственно на теле насыпи состоит из щебеночно-песчаной смеси с модулем деформации не менее 80 МПа, а второй защитный слой состоит из щебеночно-гравийно-песчаной смеси с модулем деформации не менее 120 МПа, при этом толщина первого защитного слоя в 5,25÷5,75 раз больше толщины второго защитного слоя, на который уложен слой асфальтобетона.

На чертеже представлено схематичное изображение предлагаемого земляного полотна высокоскоростной магистрали.

Земляное полотно высокоскоростной магистрали содержит размещенное на основании 1 тело 2 насыпи, в верхней части которого расположены два защитных слоя, первый защитный слой 3 расположенный непосредственно на теле 2 насыпи состоит из щебеночно-песчаной смеси с модулем деформации не менее 80 МПа, а второй защитный слой 4 состоит из щебеночно-гравийно-песчаной смеси с модулем деформации не менее 120 МПа, при этом толщина первого защитного слоя 3 в 5,25÷5,75 раз больше толщины второго защитного слоя 4, на который уложен слой 5 асфальтобетона.

К земляному полотну высокоскоростной магистрали предъявляются повышенные требования по прочности, устойчивости и деформативности, учитывается также вибродинамическое воздействие поездов. Для надежной и долговечной работы безбалластного верхнего строения пути, максимально допустимая осадка земляного полотна не должна превышать 15 мм. Для соблюдения этих требований на земляном полотне использованы два защитных слоя: первый защитный слой состоит из щебеночно-песчаной смеси с модулем деформации не менее 80 МПа, а второй защитный слой 4 состоит из щебеночно-гравийно-песчаной смеси с модулем деформации не менее 120 МПа.

Поскольку земляное полотно высокоскоростной магистрали предполагается использовать на участках железной дороги, расположенных в благоприятных геологических условиях, то толщина второго защитного слоя 4 может быть выбрана минимальной, в частности, 0,4 м, при этом толщина второго защитного слоя 4 должна быть не менее, чем в 5,25 раза больше первого защитного слоя 3, т.е. выбрана не менее 2,1 м.

Для равномерного распределения напряжений от верхнего строения пути на защитные слои и недопущения просачивания воды в тело насыпи, предусмотрен слой 5 асфальтобетона на основной площадке земляного полотна. Толщина этого слоя может достигать 100 мм.

Для тела 2 насыпи используются щебенистые грунты, пески различной крупности или глинистые грунты с добавлением цемента до 5%.

Кабельный канал 6 для линии СЦБ, кабельный канал 7 для линий продольного электроснабжения и системы комплексной безопасности расположены соответственно на основной площадке полотна и у подошвы откоса тела 2 насыпи. Опоры 8 контактной сети и водоотводная канава 9 расположены соответственно на основной площадке полотна и на основании 1.

Экспериментально установлено, что при выбранных соотношениях размеров защитных слоев, их составов и величин их модулей деформации и использования слоя асфальтобетона на основной площадке предлагаемое земляное полотно высокоскоростной магистрали обеспечивает необходимые требования по прочности, устойчивости и деформативности. Таким образом, обеспечивается надежная и долговечная работа безбалластного верхнего строения пути, и возможность эксплуатации железнодорожного пути на скоростях до 400 км в час.

Изобретение относится к строительству и реконструкции железных дорог для высокоскоростного железнодорожного транспорта. Земляное полотно высокоскоростной магистрали содержит тело насыпи, на которое уложен слой асфальтобетона. Тело насыпи содержит два защитных слоя. Один защитный слой состоит из щебеночно-песчаной смеси с модулем деформации не менее 80 МПа, а второй защитный слой состоит из щебеночно-гравийно-песчаной смеси с модулем деформации 120 МПа. Толщина первого защитного слоя в 5,25-5,75 раз больше толщины второго защитного слоя. Достигается повышение надежности и долговечности работы безбалластного верхнего строения пути. 1 ил.

Земляное полотно высокоскоростной магистрали, содержащее размещенное на основании тело насыпи, в верхней части которого расположены два защитных слоя, отличающееся тем, что первый защитный слой, расположенный непосредственно на теле насыпи, состоит из щебеночно-песчаной смеси с модулем деформации не менее 80 МПа, а второй защитный слой состоит из щебеночно-гравийно-песчаной смеси с модулем деформации не менее 120 МПа, при этом толщина первого защитного слоя в 5,25÷5,75 раз больше толщины второго защитного слоя, на который уложен слой асфальтобетона.