Балластные материалы трамвайных путей: щебень, пакеляж, песок, шлаки – назначение, свойства, применение

Назначение балластного слоя

Балласт под шпалами трамвайных путей служит для следующих целей:

1. Передачи давления от шпал земляному полотну так, чтобы осадка трамвайного пути при движении подвижного состава трамвая получалась упругой, т. е. исчезали бы деформации после удаления нагрузки (вагона).

Земляное полотно, состоящее из различных грунтов, этому условию не удовлетворяет. Например, если оно устроено из глинистого грунта, являющегося пластичным в сырую погоду, то дает значительную осадку и остаточные деформации.

2. Пропуска через него воды; содержание рельсовой колеи в сухом виде, увеличивает устойчивость трамвайного пути. Кроме того, балласт препятствует перемещению шпал.

3. Уменьшения вредного ударного действия подвижного состава трамвая, представляя упругую подушку, которая, смягчая удары, сохраняет и путевое устройство, и подвижной состав.

4. Предохранения подвижного состава от пыли.

Всем этим условиям удовлетворяет в известной степени балласт, состоящий из щебня, гравия, песка, шлака, т. е. из твердых сыпучих материалов. Они хорошо пропускают воду, имеют достаточные силы трения и сцепления, даже в смоченном состоянии, чтобы не давать остаточных деформаций. В то же время они дают некоторую упругую осадку, обладают способностью распределять сосредоточенное давление на большую площадь и т. д.

Лучшим для трамвайных путей является балласт из щебня, так как он в большей степени удовлетворяет эти требования. Балласт из гравия считается также хорошим, но он отличается большей подвижностью из-за округлости зерен, которые не обладают большой силой внутреннего трения. Песок также может служить балластом, если он крупнозернистый и не имеет большого количества примесей глинистых и пылеватых частиц.

Щебень

В путевом хозяйстве трамваев щебень применяется в качестве балласта под шпалы, для устройства дренажей, расщебенки мостовой и бетонных работ. Требования, предъявляемые к щебню, в зависимости от его назначения, различны.

Для балластирования трамвайных путей пригоден щебень, изготовленный из камня твердых пород: базальта, порфира, гранита, кварцита, диорита, песчаника, известняка и т. п., без примеси песка, глины и мусора.

При испытании в барабане Деваля износ щебня не должен превышать 7%, а при испытании в барабане с металлическими шарами – 30%. Образцы базальта, гранита и тому подобных твердых пород должны обладать временным сопротивлением не меньше 1000 кг/см².

Водопоглощаемость образцов по истечении 2 час. не должна превышать:

– для базальта и гранита: 1%;

– для известняка в северной части России: 1,5%;

– для известняка в средней части России и песчаника в северной части России: 2%;

– для песчаника в средней части России: 2,5%;

– для песчаника в южной части России: 4,0%.

При водопоглощаемости свыше 1,5% необходимо производить испытания на морозоустойчивость, которая проверяется 25-кратным замораживанием образца, насыщенного водой, до -15 °C, с последующим оттаиванием.

Щебень, применяемый для трамвайных путей, должен быть однородным и по форме приближаться к тетраэдру или кубу с острыми кромками. Нельзя допускать щебень плоский или продолговатый (лещадки). Отклонения в размерности щебня допускаются не свыше 10% по весу.

Для нижнего слоя балласта применяется щебень крупностью от 25 до 60 мм, для подбивки трамвайных шпал и заполнения шпальных ящиков – от 12 до 30 мм и для подстилающего слоя под мощение – от 5 до 150 мм.

Дренажные канавы трамвайного пути заполняются щебнем из морозоустойчивых пород водопоглощаемостью не свыше 1,5% и без всяких примесей (глины, песка, мусора). Крупность щебня должна находиться в пределах от 10 до 70 мм. Форма щебня значения не имеет.

Щебень для расщебенки булыжной мостовой должен быть из твердых пород; к нему предъявляются такие же требования, что и для балластного щебня. Крупность его не должна превышать 12 мм.

Принимается щебень штабелями в форме усеченных пирамид или уложенным в специальные мерные ящики определенной емкости либо непосредственно обмером ящиков транспортных средств (автомашин, электропоездов и т. п.).

На путевых работах на трамвайных линиях может использоваться также и щебень, изготовленный из мелкозернистых, устойчивых (не распадающихся) доменных шлаков.

Гравий также употребляют на путевых работах на трамвайных линиях при соблюдении тех же требований, которые предъявляются к щебню. Форма гравия должна приближаться к сфероидальной.

Пакеляж

Пакеляж представляет собой камень по форме, приближающийся к пирамидальной. Изготовляется он из тех же пород камня, что и щебень, и требования к нему предъявляются такие же.

Пакеляж применяется в качестве основания под щебеночный балласт при слабых грунтах трамвайных путей, а также в том случае, если нужно дать более устойчивое основание. При укладке камней пакеляжа лицом (постелью) вниз при расклинивании получается подобие свода, разгружающего земляное полотно.

Основание (постель) пакеляжа трамвайного пути должно иметь правильную поверхность, по форме близкую к квадрату со стороной не меньше 10 см. Высота пакеляжа – от 15 до 18 см.

Песок

В путевом хозяйстве трамваев песок служит балластом под шпалы, для приготовления бетону, для мостовых работ и для посыпки головок рельсов на больших уклонах.

На путевых работах на трамвайных линиях применяется речной и горный крупный и среднезернистый песок.

Хороший горный песок должен быть кварцевым, карьерного происхождения, но может быть и хрящеватым, без примеси растительной земли.

Крупный песок содержит больше 50% частиц крупнее 1 мм; среднезернистый песок – меньше 50% частиц крупнее 1 мм, а частиц, которые крупнее 0,5 мм, – больше 50%.

Песок должен быть чистым, не содержать мелочи, пыли, земли, глины, ила.

Примеси органических (гумусовых) веществ допускается не более 2%, глинистых частиц – не свыше 5%, а глинистых и пылеватых частиц вместе – не свыше 10%. Примесь в песке мелкой гальки и гравия допускается в любых пределах.

Шлаки

Шлаки, получаемые от сгорания каменного угля, могут применяться в качестве балласта на трамвайных путях при следующих условиях:

а) объемный вес – от 0,5 до 1,1 т/м³;

б) размеры зерен – преимущественно от 7 до 60 мм. Допускается содержание частиц крупнее 60 мм до 10% и менее 0,1 мм до 4%;

в) водопоглощаемость не свыше 7%;

г) морозостойкость проверяется 15-кратным замораживанием при температуре – 15 °C и оттаиванием – до 10–20 °C;

д) при испытании ударом на копре Педжа не должен разрушаться более чем 15%.

Гранулированные металлургические шлаки применяются в качестве балласта на трамвайных путях, если:

– объемный вес – не менее 1,1 т/м³;

– размеры зерен – от 0,1 до 7 мм; допускается содержание частиц менее 0,1 мм до 4%, а больше 7 мм неограниченно;

– шлак не обладает цементирующей способностью (при испытании цилиндров диаметром 25 мм на прессе давление должно превышать 15 кг/см²);

– не содержит примеси колошниковой пыли и других загрязнителей;

– при испытании ударом на копре Педжа не разрушается более чем 15%.