Prediction of lifespan of railway ballast aggregate according to mechanical properties of it

Abstract

As the railway lifespan is the main criterion for selection of the aggregate for ballast and for planning the maintenance of the railroad, it is important to define the relationship between the particle load resistant characteristics and a lifetime of ballast in structure. Assessment of the quality of the ballast aggregate particles under dynamic and static loading reflect both, the toughness and hardness, and these are identified with the Los Angeles Abrasion and Micro-Deval Abrasion values. The model formerly developed by Canadian Pacific Railroads was adapted to predict possible loads expressed in cumulated tonnes. Different ballast aggregate mixtures were tested in the laboratory including dolomite and granite. Calculated potential gross tonnage (expressed in Million Gross Tonnes) of the railway per lifetime for each different aggregate type presented. The outcome of this research is established classification system of railway ballast aggregate and defined Los Angeles Abrasion and Micro-Deval Abrasion values of aggregate dependently on required lifetime.

Ilgalaikiškumas – pagrindinis balasto užpildo parinkimo ir geležinkelio kelio priežiūros planavimo kriterijus, todėl svarbu nustatyti ryšį tarp dalelių atsparumo apkrovoms parametrų ir balasto užpildo darbo konstrukcijoje ilgalaikiškumo. Balasto užpildo dalelių kokybės vertinimas, esant dinaminėms ir statinėms apkrovoms, parodo medžiagos patvarumą ir kietumą, o jie identifikuojami Los Andželo ir Devalio vertėmis. Kanados Ramiojo vandenyno pakrantės geležinkelių sudarytas modelis buvo pritaikytas galimoms suminėms kelio konstrukcijos apkrovoms tonomis prognozuoti. Buvo atlikti bandymai su dolomito ir granito skirtingos granuliometrinės sudėties balasto užpildais. Nustatytas galimas bruto tonažas (apkrovos išreikštos milijonais bruto tonų) geležinkelio kelio naudojimo laikotarpiui, esant skirtingos rūšies užpildams. Tyrimo rezultatas – sudaryta geležinkelio kelio balasto klasifikacijos sistema ir nustatytos balasto medžiagos Los Andželo ir Devalio vertės reikalaujamam ilgalaikiškumui užtikrinti.

Tā kā dzelzceļa kalpošanas laiks ir galvenais kritērijs, izvēloties balasta šķembas un plānojot uzturēšanu, tad ir svarīgi definēt sakarību starp šķembu slodzes pretestību un balasta kalpošanas laiku konstrukcijā. Balasta šķembu kvalitātes novērtējums dinamiskā un statiskā slogojumā parādīs gan to stingumu gan stiprību un šos lielumus var identificēt ar Losandželosas testu un mikro Deval drupināmību. Lai varētu prognozēt kravu apjomu, ko raksturo ar kumulatīvo tonnāžu, tika adaptēta iepriekš izstrādātā Canadian Pacific Railroads metode. Laboratorijā pārbaudīja dažādu balasta šķembu maisījumus, ieskaitot granīta un dolomīta šķembas. Rezultātā katram šķembu tipam aprēķināta dzelzeļa kalpošanas laikā pārlaižamā kravu tonnāža. Pētījuma rezultātā iegūta dzelzceļa balasta šķembu klasifikācijas sistēma un definētas šķembu Losandželosas un mikro Deval drupināmības skaitliskās vērtības atkarībā no vajadzīgā kalpošanas laika.