La pulizia della zavorra sulle spalle dimostra il suo valore

Le macchie di FANGO, un problema comune nei binari con massicciata, sono spesso associate a un maggiore deterioramento della geometria del binario e al pompaggio delle traversine, che non solo influenzano la geometria ma possono anche comportare una minore durata delle traverse e un aumento dei guasti nella struttura del binario. Sebbene la sostituzione completa della zavorra in caso di sottosquadro sia l'ideale, i metodi di miglioramento del drenaggio come la pulizia puntuale della zavorra sulle banchine (SBC) possono rallentare il deterioramento della struttura del binario e prolungare il tempo prima che sia necessaria la sottosquadro.

Riconoscendo la necessità di affrontare le macchie di fango per mantenere una struttura sana del binario e ridurre i problemi futuri del binario, MxV Rail ha eseguito un'SBC su una posizione di zavorra molto riempita per valutare in che modo il miglioramento del drenaggio della banchina influisce sulle prestazioni del binario (Figura 1). L'indagine mostra che, sebbene l'SBC fosse efficace in aree con strati di zavorra superiori altamente degradati, i risultati hanno mostrato che l'utilità complessiva del metodo varierà a seconda della località.

SBC ha condotto più di un anno di test sulla "sezione piovosa" della Facility for Accelerated Service Testing (Fast) a Pueblo, in Colorado. Ciò si è concentrato specificamente sul pompaggio del fango superficiale, sull'assestamento, sul drenaggio e sulla migrazione fine, per determinare se l'SBC "ripulisce" la sezione centrale della zavorra.

Questo lavoro è stato finanziato congiuntamente dal programma Strategic Research Initiatives (SRI) dell'Association of American Railroads (AAR) e dal programma di test in-track per la ricerca sui carichi pesanti sugli assi della Federal Railroad Administration (FRA).

La sezione piovosa veloce è servita come banco di prova per il pompaggio del fango e la ricerca sulla zavorra fine dal 2017. La sezione è lunga 6,09 m, ha un indice di incrostazione di Selig (FI) di 40 (dove la maggior parte dei vuoti di zavorra sono riempiti di parti fini) e può creare precipitazioni artificiali controllate utilizzando un sistema di irrigazione manuale.

I test di fase 1 tra il 2017 e il 2019 hanno comportato la quantificazione dell’influenza dell’umidità sulle prestazioni in pista. Gli eventi piovosi sono stati simulati bagnando manualmente la pista e confrontando le prestazioni sul bagnato e sull'asciutto. Un risultato chiave dei test di Fase 1 ha indicato che bagnare la pista finché non avviene il pompaggio del fango in superficie (circa un'ora di pioggia a 10 mm/ora) può aumentare i tassi di assestamento di un fattore fino a 15, può ridurre la rigidità della pista e può prolungare i tempi di drenaggio. da circa un giorno a più di una settimana. Una seconda scoperta ha mostrato che quando l'acqua viene applicata da sopra il binario (come nel caso della pioggia), il liquame di fango viaggia solo pochi cm sotto il fondo della traversina. Pertanto, il processo di drenaggio dovrebbe concentrarsi sull’apertura di percorsi di drenaggio vicino al fondo della traversina.

I test di Fase 2 tra il 2020 e il 2022 prevedevano l'esecuzione di SBC spot e il confronto dei risultati delle prestazioni con i risultati della Fase 1 scarsamente drenati. Per l'SBC spot, le spalle sono state spogliate manualmente dall'estremità della traversina verso l'esterno fino a una profondità di 150 mm sotto il fondo della traversina. Uno scarificatore, una barra utilizzata per rimuovere il materiale sotto l'estremità della traversina, è stato replicato utilizzando attrezzature pesanti per aprire ulteriormente i percorsi di drenaggio sotto la traversina, e la nuova zavorra di grado 4 dell'American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association (Arema) ha sostituito le spalle . La Figura 2 illustra l'impostazione della pulizia della spalla.

Sono state condotte tre prove di bagnatura per simulare eventi di forti precipitazioni. Nel corso del periodo di prova, Fast ha registrato precipitazioni leggermente superiori alla media naturale e le precipitazioni hanno variato notevolmente di mese in mese. Per i test 1 e 3, le precipitazioni naturali e artificiali combinate nell’aprile 2021 e 2022 (circa 33 mm) sono state leggermente più secche rispetto alla media di 38 mm. Il test 2, tuttavia, si è svolto durante un periodo molto piovoso, con 146 mm di precipitazioni naturali e artificiali combinate nel maggio 2021 rispetto alla media di 38 mm. Questa diversa precipitazione naturale ha permesso al gruppo di ricerca di utilizzare i diversi test come proxy per varie condizioni climatiche.

Le prestazioni dell'SBC sono state valutate in tre modi: pompaggio del fango superficiale, drenaggio e assestamento dei binari.

Pompaggio di fanghi superficiali