1. 枕木の下の層構造
バラスト軌道では、荷重経路はレールから締結システムを通って枕木に至り、さらに枕木からバラスト床と路床に至ります。したがって、鉄道請負業者や調達管理者にとって、枕木直下の材料は詳細ではなく構造設計の一部です。その役割は、輪荷重を十分な領域に分散し、横方向および縦方向の力に対して線路を所定の位置に維持し、路盤から水を排出することです。バラストは、適用される線路の仕様に応じて指定されたグレーディング (通常、本線のグレーディング バンドは 22.4 ～ 63 mm) を備えた角張った高硬度の石、通常は花崗岩、玄武岩、または高グレードの石灰岩の連結を通じてこれらのタスクを実行します。-
バラストには 3 つの測定可能な機能があります。荷重分散: 支持圧力が地盤の制限内に収まるように、まくらぎの荷重を路床全体に分散します。排水: 石の間の空隙が水を運び、路盤の軟化を防ぎます。安定性: 連動する石の骨格は、横方向と縦方向の両方の寝台者の動きに抵抗します。バラストが磨耗粉塵、流出物、または微粒子によって汚れると、これら 3 つの機能すべてが低下し、トラックの剛性が不均一になります。これがタンピングとバラストの洗浄サイクルの通常の理由です。
2. アンダースリーパーパッド: 動作原理
アンダー スリーパー パッド (USP) は、工場でコンクリートまくらぎの底面に接着される、通常はポリウレタン、ゴム、または再生ゴム化合物である弾性層です。その最初の効果は幾何学的なものです。エラストマーが局所的に変形して石の上部に適合するため、枕木とバラストの間の接触面積が枕木の設置面積のわずかな割合 (一般にパッドなしで約 8% と言われています) から約 30 ～ 40% に増加します。接触面積が大きいため、バラスト石と枕木自体にかかるピーク圧力が低くなります。
2番目の効果は保護です。パッドがないと、硬いコンクリートの枕木底部がバラスト石を削り、粉塵が発生してベッドを汚し、沈下を促進します。パッドはこの磨耗を遅らせ、タンピング操作の間隔を長くする緩衝材として機能します。 3 番目の効果は振動です。パッドは枕木のバラスト界面に明確な弾性を追加します。これにより、バラストに伝わる動的衝撃が軽減され、住宅地近くの線路や橋の上で特に役立ちます。 USP 剛性は通常、静的剛性または動的剛性として kN/mm で表されます。混合交通路で使用される一般的なミッドレンジ パッドは、-およそ 90～130 kN/mm を提供します。-
3. パッド材質の比較
| 財産 | ゴム (エラストマー) USP | EVAレールパッド | HDPEレールパッド |
|---|---|---|---|
| 密度(g/cm3) | 代表的なエラストマー範囲 | 0.95-0.98 | 0.95-0.98 |
| 引張強さ(MPa) | 12.5以上（老化前） | 15 以上 | 19 以上 |
| 破断伸び(%) | 250以上 | >500 | >80 |
| 融点 (C) | 該当なし (熱硬化性樹脂) | 170-190 | 170-190 |
| 絶縁抵抗（オーム） | 10^6 以上 | 1x10^10 以上 | 1x10^10 以上 |
| 硬度 | ショアA 72-80 | 90 ショア A 以上 | 98 ショア A 以上 |
| 一般的な使用方法 | 枕木底部に USP。レールシートパッド | レールシートパッド、絶縁位置 | 高い剛性と断熱性が必要なレールシートパッド |
表の値は標準製品の一般的な許容範囲です。実際の仕様はプロジェクトごとにサプライヤーと合意する必要があります。硬度だけでは剛性が定義されないことに注意してください。同じショア A 値の 2 つのパッドでも、形状、充填材、厚さにより静的剛性が異なる場合があります。単一の硬度の数値に依存するのではなく、バッチごとの剛性、引張、伸び、老化、絶縁の証明書を常に必要とします。
4. 選定と設置のポイント
線路のタイプに合わせて USP の剛性を選択します。高速路線や振動に敏感なセクションでは低い剛性（柔らかいパッド）-、重量物-}や寝台車のサポートが優先される混合交通では高い剛性を持ちます。
接着後のパッドの厚さを確認してください。パッドは工場で定義された接着強度で塗布されている必要があり、タンピングや極端な温度下で剥離してはなりません。-
耐老化性の検証: 使用中に硬化するパッドは時間の経過とともにトラックの剛性を変化させるため、熱老化後の引張強度と伸びが合格基準となります。
電線の場合は、絶縁抵抗が軌道回路の要件を満たしていることを確認してください。導電性パッドにより、{0}まくらぎを介してレールとアースが短絡する可能性があります。
ルート上で使用される油、燃料、洗浄剤に対する耐性が文書化されたパッドを注文してください。貨物輸送路は純粋な旅客輸送路よりも多くの汚染物質を流出させます。
バラスト更新プロジェクトの場合は、パッドの仕様とバラストのグレーディングを調整します。柔らかいパッドはわずかに広い石サイズ分布を許容しますが、硬いパッドはよりきれいでより良いグレーディングされたベッドを必要とします。-
5. よくある誤解
「バラストはただの砕石です。」間違い。バラストは段階的に品質管理された材料です。-石の硬度、角度、等級、清浄度は、数十年にわたる荷重分散と排水を決定するため、指定されています。
「硬いパッドは常に強くて優れています。」間違い。パッドが硬すぎるとバラストの保護が低下し、動的力が増大し、枕木とレールのヘッドの摩耗が増加します。剛性は最大化するのではなく、軸荷重と速度に合わせる必要があります。
「USPはバラストの代わりになります。」間違い。 USP は枕木とバラストの間に位置します。バラストの損傷を軽減し、界面を改善しますが、バラスト床の汚れや勾配の誤りを補うことはできません。
パッドの指定は硬度ショアAで十分です。間違い。ショア A は表面硬度です。工学的特性は kN/mm 単位の剛性であり、引張、伸び、老化、絶縁とともに実際のパッド形状でテストする必要があります。
「ゴムパッドはレールの下にのみ使用され、枕木の下には使用されません。」間違い。ゴムおよびポリウレタンの USP は、世界中のコンクリート枕木ラインの標準製品です。- EVA と HDPE は、枕木上部のレール シート パッドとしてより一般的です。
よくある質問
Q1：枕木の下にはどのような資材が敷かれていますか？
バラスト軌道では、勾配のある角バラスト (通常、幹線で 22.4-63 mm の勾配を持つ花崗岩または玄武岩) が支持層になります。現代のコンクリート枕木線では、枕木とバラストの間の枕木底部にポリウレタンまたはゴム製の枕木下パッドが接着されています。
Q2: アンダースリーパーパッドは実際に何をするのですか?
これにより、枕木とバラストの接触面積が増加し (通常約 8% から 30 ～ 40%)、硬質コンクリート枕木による磨耗からバラストを保護し、振動を減衰し、線路の剛性を均一に保つことでタンピング サイクルを延長します。
Q3: USP の一般的な剛性範囲はどれくらいですか?
混合交通用のミッドレンジ USP パッドは、約 90-130 kN/mm を提供します。柔らかいパッドは高速-振動-に敏感なセクションに使用され、硬いパッドは重量物輸送ラインに使用されます。値は設計者によって指定され、バッチ テストによって検証される必要があります。
Q4: EVA、HDPE、ゴムパッドの違いは何ですか?
ゴム (エラストマー) パッドは高い伸びと良好な減衰を提供します。 EVA パッドは、弾力性と高い伸び、優れた断熱性を兼ね備えています。 HDPE パッドは、高い引張強度、高硬度、優れた絶縁性を備え、伸びが低くなります。剛性と断熱要件を再確認せずに交換することはできません。-
Q5: 納入時のパッドの品質はどのように評価されますか?
合格には、静的剛性、引張強さと伸び（熱老化の前後）、硬度、絶縁抵抗、厚さ、表面状態が含まれ、バッチ証明書と、重要なプロジェクトの場合はランダムにサンプリングされたパッドのサードパーティによるテストが含まれます。{0}}
Q6: USP はすでに軌道にある枕木に後付けできますか?
改造は、枕木を持ち上げ、底部を清掃し、必要な接着剤と硬化制御でパッドを接着することによってのみ可能です。これは通常、定期的なメンテナンスではなく枕木更新時に行われます。新しい枕木に工場で保税された USP が標準的なルートです。-