DE202006017256U1

DE202006017256U1 - Railway track system comprises bed of mineral ballast with granule size of at least 2 mm, smallest particles consisting of rubber granules and sleepers resting on bed with flexible liner between them and rails

Info

Publication number: DE202006017256U1
Application number: DE200620017256
Authority: DE
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Priority date: 2006-11-11
Filing date: 2006-11-11
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2016-11-12

Abstract

The railway track system comprises a bed (4) of mineral ballast with a granule size of at least 2 mm, the smallest particles consisting of rubber granules. Sleepers (3) rest on this and a flexible liner (7) is fitted between them and the rails (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrweg für Schienenfahrzeuge mit herkömmlichen Schwellen und Schienen. Fahrwege für Schienenfahrzeuge weisen herkömmlicherweise einen Unterbau in Form des vorhandenen, planierten Erdkörpers oder von Kunstbauten, wie Brücken, Stützmauern, Dämmen, Geländeeinschnitten etc. auf. Weiterhin umfassen sie einen Oberbau aus einer Schottertragschicht mit einer relativ homogenen, groben Korngröße, in und auf der die Schwellen liegen. Die Schotterkörner berühren sich nur an den Kanten und unterliegen durch die hohen Belastungen und Geschwindigkeiten des modernen Schienenverkehrs starker Reibung. Hierdurch und durch die trotz Verdichtung großen Zwischenräume zwischen den Schotterkörnern, ergeben sich Setzbewegungen des Oberbaus und damit unerwünschte Lageveränderungen und eine zeitliche Drift in der Elastizität und den Dämpfungseigenschaften, die einen hohen Erhaltungsaufwand erfordern. Die Gleislage muss dabei in regelmäßigen Abständen mittels Stopf/Richtmaschinen korrigiert werden. Bei höheren Frequenzen verliert der gebräuchliche Schotter seine Elastizität weitgehend. Ungünstige Schwingungsüberlagerungen können dazu führen, dass der Schotter statt dämpfend schwingungsverstärkend wirkt.The The invention relates to a track for rail vehicles with conventional Sleepers and rails. Routes for rail vehicles point conventionally a substructure in the form of the existing, planed earth body or of engineering structures, such as bridges, retaining walls, Dams, terrain cuts etc. on. Furthermore, they comprise a superstructure made of a gravel base layer with a relatively homogeneous, coarse grain size, in and on the thresholds lie. The gravel grains touch only on the edges and subject to high loads and speeds of modern heavy traffic rail traffic. In this way and by the large interspaces despite the compression the gravel grains, There are setting movements of the superstructure and thus undesirable changes in position and a temporal drift in the elasticity and the damping properties, the one require high conservation effort. The track position must be at regular intervals by means of Tamping / straightening machines are corrected. At higher frequencies loses the common gravel its elasticity largely. Unfavorable vibration overlays can lead to, that the gravel instead of damping vibration-reinforcing acts.

Bei Lösungen mit gebundenem Mineralkorngemenge, wie sie aus der DE 296 02 281 U1 oder der DE 39 41 142 A1 bekannt sind, sind solche Erhaltungsmaßnamen zwar seltener erforderlich, dann aber mit hohem Aufwand, da der gebundene Schotter nur schwer aufnehmbar ist. Außerdem ist die Elastizität eingeschränkt. Ein alternativer Ansatz ist der Bau von Fahrwegen mit so genannter „Fester Fahrbahn". Hierbei wird der Gleisrost auf einer Tragplatte, z.B. aus Beton, aufgelegt. Bei den bekannten Bauarten der "Festen Fahrbahn" bestehen gegenüber dem herkömmlichen Oberbau vor allem Nachteile in der relativ komplizierten Schienen befestigung, die einen hohen manuellen und mechanischen Aufwand für das Einrichten und Korrigieren der Höhen- und Seitenlage der Schiene erfordert. Der Erstellungs-, Abbruch und Erneuerungsaufwand ist sehr hoch. Erste Erfahrungen mit der "Festen Fahrbahn" auf Strecken mit hoher Geschwindigkeit zeigen, dass insbesondere bei den gebräuchlichen starren Konstruktionen die erwartete längere Nutzungsdauer wegen der auftretenden verschleissfördernden Risse und Wassereintritt zweifelhaft ist, womit auch die Rechtfertigung für die wesentlich höheren Erstellungskosten fragwürdig wird. Ein systematischer Schwingungsabbau wird von den starren Massen der „Festen Fahrbahn" eher behindert.For solutions with bound mineral grain mixture, as they are known from the DE 296 02 281 U1 or the DE 39 41 142 A1 Although such conservation measures are less frequently required, but then with great effort, since the bound ballast is difficult to absorb. In addition, the elasticity is limited. An alternative approach is the construction of driveways with so-called "slab track." In this case, the track grid on a support plate, eg made of concrete, laid on the known types of "slab track" compared to the conventional track mainly disadvantages in the relatively The installation, demolition and renewal effort is very high and the first experience with the "slab track" on high-speed lines is that it requires a lot of manual and mechanical effort to set up and correct the vertical and lateral position of the rail that the expected longer service life is doubtful, especially in the case of the conventional rigid constructions, because of the wear-promoting cracks and water ingress, which justifies the justification for the considerably higher costs of production.Systematic vibration reduction is more likely to occur from the rigid masses of the "slab track" b ehindert.

Häufig soll der Gebrauchswert bestehender Fahrwege bei einer Sanierung erhöht werden, indem sie mittels geeigneter Maßnahmen für höhere Geschwindigkeiten oder Belastungen ausgelegt werden. Eine solche Maßnahme ist beispielsweise der Einbau einer Kiesschutzschicht, auch Planumsschutzschicht genannt, die zu einer Vergrößerung der Höhe des Fahrwegs führt, was wegen des Böschungswinkels eine Bahnkörperverbreiterung und gegebenenfalls Änderungen an Fahrleitungen und Kunstbauten erforderlich macht.Often should the utility value of existing infrastructure is increased during refurbishment, by taking appropriate measures for higher speeds or loads are designed. One such measure is For example, the incorporation of a gravel protection layer, also the protective layer called, to an enlargement of the Height of Driving way leads, because of the slope angle a railway body widening and if necessary changes on catenaries and engineering structures required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Fahrwegskonstruktion für Schienenfahrzeuge anzugeben, die sowohl eine hohe Elastizität als auch gute Dämpfungseigenschaften und hohe Gleislagestabilität bei geringem Erstellungs- und Erhaltungsaufwand ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a track construction for rail vehicles, which both have a high elasticity as well as good damping properties and high track stability with low production and Maintenance effort allows.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Fahrweg mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The The object is achieved by a track with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei einem erfindungsgemäßen Fahrweg mit Schwellen und Schienen für Schienenfahrzeuge liegen die Schwellen auf einer einschichtigen Oberbautragschicht auf. Diese besteht zumindest aus einem zumindest gebrochene Mineralstoffe enthaltenden ungebundenen Korngemenge mit einer abgestuften Korngröße von mindestens 2 mm und einer Schichtdicke von 10 cm bis 30 cm. Zumindest eine kleinste Korngröße des Korngemenges enthält Gummigranulat. Zwischen den Schwellen und den darauf aufliegenden Schienen sind elastische Zwischenlagen vorgesehen, deren Elastizität und Dämpfungsverhalten an den Anteil des Gummigranulats im Korngemenge und/oder die Verteilung des Gummigranulates im Kornband angepasst ist. Handelsübliche Korngemenge wie Sande, Kiese oder Schotter sind in Korngrößenbereiche eingeteilt, beispielsweise 2 mm bis 5 mm, 5mm bis 11.8 mm etc. Unter Kornband ist ein Spektrum der Korngrößen im Korngemenge zu verstehen. Durch den Einsatz von Gummigranulat verbessern sich Elastizität und Dämpfungseigenschaften des Oberbaus so, dass eine Beschränkung der Schichtdicke des Korngemenges auf den genannten Bereich möglich ist. Durch die so erreichte geringere Bauhöhe des Fahrwegs verringert sich nicht nur der Materialaufwand für den Fahrweg selbst sondern auch der Platzbedarf in der Höhe, so dass beispielsweise der Bau von Tunneln einen geringeren Arbeitsaufwand erfordert. Da der Oberbau an seinen Seiten einen bestimmten Böschungswinkel aufweist, wird durch die Schichtdicke auch der seitliche Platzbedarf vorgegeben. Dieser verringert sich durch die geringere Schichtdicke demzufolge ebenfalls, wodurch sich nicht nur der Aufwand beim Bau von Tunneln sondern auch von anderen Kunstbauten wie Brücken, Dämmen, Stützmauern und Geländeeinschnitten etc. verringert. Vorteilhaft ist weiterhin, dass ein solcher Oberbau im Verlauf seiner Nutzung im Gegensatz zu herkömmlichen Oberbaukonstruktionen keine weitere Setzung bzw. Verdichtung unter im Zugverkehr auftretenden Lastwechseln erfährt, so dass sich der Erhaltungsaufwand für den Fahrweg erheblich verringert.In an inventive track with sleepers and rails for rail vehicles, the thresholds are on a single-layer Oberbautragschicht. This consists at least of an unbound aggregate containing at least broken minerals with a graded grain size of at least 2 mm and a layer thickness of 10 cm to 30 cm. At least a smallest grain size of the grain mixture contains rubber granules. Between the sleepers and the rails resting thereon, elastic intermediate layers are provided whose elasticity and damping behavior are adapted to the proportion of rubber granulate in the grain mixture and / or the distribution of the rubber granulate in the grain belt. Commercially available corn mixtures such as sands, gravels or gravel are divided into particle size ranges, for example 2 mm to 5 mm, 5 mm to 11.8 mm, etc. The grain size range is to be understood as meaning a spectrum of grain sizes in the grain mixture. The use of rubber granules improves the elasticity and damping properties of the superstructure so that it is possible to restrict the layer thickness of the grain mixture to the area mentioned. The thus achieved lower height of the guideway not only reduces the cost of materials for the track itself but also the footprint in height, so that, for example, the construction of tunnels requires less work. Since the superstructure has a certain slope angle on its sides, the lateral thickness is also specified by the layer thickness. This is reduced by the lower layer thickness therefore also, which not only reduces the cost of building tunnels but also of other structures such as bridges, dams, retaining walls and terrain cuts, etc. A further advantage is that such Track in the course of its use in contrast to conventional superstructures no further settlement or compression under load changes occurring in the train experiences, so that the maintenance costs for the infrastructure significantly reduced.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält sowohl die kleinste als auch eine zweitkleinste Korngröße zumindest teilweise Gummigranulat. Diese Ausführungsform hat sich bezüglich Dämpfung und Elastizität als besonders vorteilhaft erwiesen.In a preferred embodiment contains both the smallest and a second smallest grain size at least partially rubber granules. This embodiment has regard to damping and elasticity proved to be particularly advantageous.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zwischenlagen aus geschlossenporigem Gummi mit hoher Elastizität gebildet. Ein solcher Gummi weist bei spielsweise eine statische Steifigkeit von 35 kN/mm und eine Dämpfung von 18% auf. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für Streckenabschnitte mit hohen Zuggeschwindigkeiten.In a preferred embodiment The liners are made of closed-pore rubber with high elasticity. Such a rubber has, for example, a static stiffness of 35 kN / mm and a damping from 18% up. This embodiment is particularly suitable for Track sections with high train speeds.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Zwischenlagen aus einem Polymer/Gummi-Gemisch gebildet, das beispielsweise eine statische Steifigkeit von 70 kN/mm und eine Dämpfung von 30% aufweist. Ein solcher Fahrweg eignet sich besonders für Geschwindigkeiten bis 160 km/h und/oder starke Belastung, beispielsweise für Güterzugverkehr.In a further preferred embodiment the intermediate layers are formed from a polymer / rubber mixture, for example, a static stiffness of 70 kN / mm and an attenuation of 30%. Such a track is particularly suitable for speeds up to 160 km / h and / or heavy load, for example for freight train traffic.

Vorzugsweise ist zwischen den Schwellen und/oder an den Enden der Schwellen ein Bettungskörper vorgesehen, der aus einem Mineralkorngemenge mit einer Korngröße von mindestens 5 mm oder im Gleisbau gebräuchlichen Schotter gebildet ist.Preferably is between the thresholds and / or at the ends of the thresholds Bettungskörper provided, consisting of a mineral grain mixture with a grain size of at least 5 mm or common in track construction Gravel is formed.

In einer weiteren Ausführungsform ist als Teil eines unter der Oberbautragschicht angeordneten Unterbaus eine Planumsschutzschicht vorgesehen. Planumsschutzschichten verbessern die Ableitung von Oberflächenwasser und dienen der besseren Lastverteilung. Sie werden insbesondere aus Kies erstellt. Der Einsatz einer Planumsschutzschicht ist besonders dann vorteilhaft, wenn ein bestehender Fahrweg saniert und für größere Lasten ausgelegt werden soll. Die Dicke der Planumsschutzschicht und der Oberbautragschicht kann dabei so gewählt werden, dass eine bisherige Höhenlage der Schiene beibehalten wird, so dass keine Änderungen an der Höhe einer gegebenenfalls vorhandenen Fahrleitung erforderlich sind. Soll bei Sanierung eines Fahrwegs in herkömmlicher Bauweise mit Schotterbettung eine Planumsschutzschicht vorgesehen werden, ist dies mit umfangreichen Erdarbeiten verbunden, wenn die Höhenlage der Schiene erhalten bleiben soll. Dieser Nachteil entfällt bei Verwendung der beschriebenen Oberbautragschicht.In a further embodiment is as part of a substructure arranged under the topping layer provided a cover protection layer. Improve formation protection layers the discharge of surface water and serve better load distribution. They will in particular created from gravel. The use of a layer protection layer is special then advantageous if an existing driveway rehabilitated and for larger loads should be interpreted. The thickness of the layer protection layer and the Oberbautragschicht can be chosen so that a previous altitude the rail is maintained, so no changes in the height of one possibly existing overhead line are required. Should be at Renovation of a driveway in conventional Construction with gravel bedding provided a layer protection layer this is associated with extensive earthworks when the altitude is high the rail should be preserved. This disadvantage is eliminated at Use of the described Oberbautragschicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be explained in more detail below with reference to drawings.

Darin zeigen:In this demonstrate:

1 eine schematische Querschnittsansicht eines Fahrwegs für Schienenfahrzeuge und 1 a schematic cross-sectional view of a travel for rail vehicles and

2 eine schematische Querschnittsansicht eines Fahrwegs für Schienenfahrzeuge mit einer zusätzlichen Planumsschutzschicht. 2 a schematic cross-sectional view of a railway track for rail vehicles with an additional layer protection layer.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teiles eines Fahrwegs 1 bei dem Schienen 2 auf Schwellen 3 aufliegen. Diese liegen auf einer Oberbautragschicht 4 auf, die aus einem zumindest gebrochene Mineralstoffe enthaltenden, ungebundenen Korngemenge mit einer abgestuften Korngröße von mindestens 2 mm besteht. Die Schichtdicke der Oberbautragschicht 4 beträgt im gewählten Beispiel 15 cm, kann jedoch im Bereich von 10 cm bis 30 cm liegen. Die Oberbautragschicht 4 liegt auf einem Unterbau 5, hier einem Damm, auf. Zwischen den Schwellen (nicht sichtbar) und an deren Enden ist ein Bettungskörper 6 vorgesehen, der aus einem Mineralkorngemenge mit einer Korngröße von mindestens 5 mm gebildet ist. Alternativ kann auch im Gleisbau gebräuchlicher Schotter verwendet werden. 1 shows a cross-sectional view of a part of a guideway 1 at the rails 2 on sleepers 3 rest. These lie on a Oberbautragschicht 4 on, which consists of an at least broken minerals containing, unbound grain mixture with a graded grain size of at least 2 mm. The layer thickness of the Oberbautragschicht 4 is in the example chosen 15 cm, but may be in the range of 10 cm to 30 cm. The Oberbautragschicht 4 lies on a substructure 5 , here a dam. Between the sleepers (not visible) and at their ends is a ballast 6 provided, which is formed from a mineral grain mixture with a grain size of at least 5 mm. Alternatively, common gravel can also be used in track construction.

Zwischen Schienen 2 und Schwellen 3 sind elastische Zwischenlagen 7 vorgesehen. Die kleinste und die zweitkleinste Korngröße des Korngemenges der Oberbautragschicht 4 enthalten Gummigranulat bzw. werden vollständig aus Gummigranulat gebildet. Je nach Nutzung des Fahrweges 1 werden die Zwischenlagen 7 in ihren Dämpfungs- und Elastizitätseigenschaften auf den Anteil und die Kornverteilung des Gummigranulats des Korngemenges abgestimmt. Soll der Fahrweg 1 für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt werden, sind die Zwischenlagen 7 aus geschlossenporigem Gummi mit hoher Elastizität gebildet. Ein solcher Gummi weist beispielsweise eine statische Steifigkeit von 35 kN/mm und eine Dämpfung von 18% auf. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für Streckenabschnit te mit hohen Zuggeschwindigkeiten. Wird der Fahrweg 1 hingegen für Geschwindigkeiten von maximal 160 km/h und hohe Belastungen, beispielsweise für den Güterverkehr ausgelegt, sind die Zwischenlagen 7 aus einem Polymer/Gummi-Gemisch gebildet, das beispielsweise eine statische Steifigkeit von 70 kN/mm und eine Dämpfung von 30% aufweist.Between rails 2 and sleepers 3 are elastic liners 7 intended. The smallest and the second smallest grain size of the grain mixture of the top layer 4 contain rubber granulate or are formed entirely from rubber granules. Depending on the use of the track 1 become the liners 7 matched in their damping and elasticity properties on the proportion and the grain distribution of the rubber granules of the grain mixture. Should the driveway 1 designed for high speeds, are the intermediate layers 7 made of closed-pore rubber with high elasticity. For example, such a rubber has a static stiffness of 35 kN / mm and an attenuation of 18%. This embodiment is particularly suitable for Streckenabschnit te with high pulling speeds. Becomes the driveway 1 however, for speeds of up to 160 km / h and high loads, designed for example for freight, are the intermediate layers 7 formed from a polymer / rubber mixture, for example, has a static stiffness of 70 kN / mm and a damping of 30%.

Die gestrichelt dargestellte Linie 8 deutet das Profil eines Fahrweges 1 mit herkömmlicher Schotterbettung an. Dabei wird nicht nur der durch den erfindungsgemäßen Fahrweg 1 um ca. 15 cm geringere Platzbedarf in der Höhe sondern auch der infolge des konstanten Böschungswinkels α des Oberbaus gewonnene breitere Randstreifen 9 deutlich. Hat der Randstreifen 9 bei herkömmlicher Schotterbettung die Breite x, so beträgt die Breite beim erfindungsgemäßen Fahrweg etwa x + 20 cm. Die gewonnene Breite hängt von der Dicke der Oberbautragschicht 4 gegenüber der Dicke einer herkömmlichen Schotterbettung ab.The dashed line 8th indicates the profile of a driveway 1 with conventional ballast bed. Not only is the by the inventive track 1 by about 15 cm low re space required in height but also the result of the constant slope angle α of the superstructure wider edge strips 9 clear. Has the edge strip 9 in conventional gravel bedding the width x, the width of the inventive track is about x + 20 cm. The width gained depends on the thickness of the topcoat layer 4 compared to the thickness of a conventional ballast bed.

2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Fahrwegs 1 für Schienenfahrzeuge mit einer zusätzlichen Planumsschutzschicht 10, die Teil des Unterbaus 5 ist. Der Fahrweg 1 befindet sich im gezeigten Beispiel in einem Geländeeinschnitt. Durch den Einsatz der Planumsschutzschicht 10 ergibt sich die ursprüngliche Höhe des Fahrwegs 1, wie sie, beispielsweise vor einer Sanierung, in herkömmlicher Bauweise mit Schotterbettung vorlag, so dass keine baulichen Änderungen an einer gegebenenfalls vorhandenen Fahrleitung notwendig sind. Gleichzeitig wird eine bessere Lastverteilung und Ableitung von Oberflächenwasser erreicht. Ein verbreiterter Randstreifen 9, hier 50 cm breiter als ursprünglich, wird dabei durch eine breitere Anlage der Planumsschutzschicht 10 erreicht. 2 shows a schematic cross-sectional view of another embodiment of a travel path 1 for rail vehicles with an additional leveling protective layer 10 , the part of the substructure 5 is. The driveway 1 is in the example shown in a terrain cut. Through the use of the layer protection layer 10 results in the original height of the infrastructure 1 , as it, for example, before a renovation, in conventional construction with ballast present, so that no structural changes to a possibly existing overhead line are necessary. At the same time a better load distribution and discharge of surface water is achieved. A widened edge strip 9 , here 50 cm wider than originally, is thereby by a broader investment of the layer protection layer 10 reached.

11: Fahrwegroadway
22: Schienerail
33: Schwellethreshold
44: Oberbautragschichtsuperstructure supporting layer
55: Unterbausubstructure
66: BettungskörperBettungskörper
77: elastische Zwischenlageelastic liner
88th: Linieline
99: Randstreifenedge strips
1010: PlanumsschutzschichtFormation protection layer
αα: Böschungswinkelangle of repose
xx: Breite des Randstreifenswidth of the marginal strip

Claims

Track ( 1 ) with thresholds ( 3 ) and rails ( 2 ) for rail vehicles, in which the sleepers ( 3 ) on a single-layer topcoat ( 4 ), which consists at least of an unbound aggregate containing at least crushed minerals with a graded grain size of at least 2 mm and a layer thickness of 10 cm to 30 cm, wherein at least one smallest grain size contains rubber granulate and wherein between the sleepers ( 3 ) and the rails ( 2 ) elastic intermediate layers ( 7 ) are provided, whose elasticity and damping behavior is adapted to the proportion of rubber granules in the grain mixture and / or the distribution of rubber granules in the grain belt.

Track ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the smallest and a second smallest particle size at least partially contain rubber granules.

Track ( 1 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the intermediate layers ( 7 ) are formed from closed-pore rubber with high elasticity.

Track ( 1 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the intermediate layers ( 7 ) are formed from a polymer / rubber mixture.

Track ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the thresholds ( 3 ) and / or at the ends of the sleepers ( 3 ) a ballast body ( 6 ) is provided, which is formed from a quantity Mineralkornge with a grain size of at least 5 mm or in track ballast common gravel.

Track according to one of claims 1 to 5, characterized a substructure with a protective covering layer is provided.