숄더 밸러스트 청소는 그 가치를 보여줍니다.

도상 선로에서 흔히 발생하는 진흙 얼룩은 선로 형상 악화 증가 및 침목 펌핑과 관련이 있는 경우가 많습니다. 이는 형상에 영향을 미칠 뿐만 아니라 침목 수명이 단축되고 선로 구조의 고장이 증가할 수도 있습니다. 언더컷으로 전체 밸러스트를 교체하는 것이 이상적이지만 부분 갓길 밸러스트 청소(SBC)와 같은 배수 개선 방법은 선로 구조 악화를 늦추고 언더컷이 필요하기까지의 시간을 연장할 수 있습니다.

건강한 선로 구조를 유지하고 향후 선로 문제를 줄이기 위해 진흙 얼룩을 해결해야 할 필요성을 인식한 MxV Rail은 미세하게 채워진 밸러스트 위치에서 SBC를 수행하여 개선된 갓길 배수가 선로 성능에 어떤 영향을 미치는지 평가했습니다(그림 1). 조사에 따르면 SBC는 심하게 저하된 상부 도상층 영역에서 효과적이었지만 결과에 따르면 이 방법의 전반적인 유용성은 위치에 따라 달라질 수 있는 것으로 나타났습니다.

SBC는 콜로라도 주 푸에블로에 있는 가속 서비스 테스트 시설(Fast)의 "우천 구역"에서 1년 이상 테스트를 수행했습니다. 이는 특히 SBC가 중앙 밸러스트 부분을 "청소"하는지 여부를 결정하기 위해 표면 진흙 펌핑, 침전, 배수 및 미세 이동에 중점을 두었습니다.

이 작업은 미국 철도 협회(AAR) 전략 연구 이니셔티브 프로그램(SRI)과 연방 철도청(FRA) 중축 하중 연구 트랙 내 테스트 프로그램의 공동 자금 지원을 받았습니다.

빠른 비 구간은 2017년부터 진흙 펌핑 및 미세 충진 밸러스트 연구를 위한 테스트베드 역할을 해왔습니다. 해당 구간의 길이는 6.09m이고 셀리그 파울링 지수(FI)는 40입니다(밸러스트 공극의 대부분이 미세 입자로 채워져 있음). , 수동 관개 시스템을 사용하여 제어된 인공 강우를 생성할 수 있습니다.

2017년부터 2019년까지의 1단계 테스트에는 트랙 성능에 대한 수분의 영향을 정량화하는 작업이 포함되었습니다. 트랙을 수동으로 적시고 습한 성능과 건조한 성능을 비교하여 강우 상황을 시뮬레이션했습니다. 1단계 테스트의 주요 결과에 따르면 표면 진흙 펌핑이 발생할 때까지(시간당 10mm의 강수량으로 약 1시간 동안) 트랙을 젖게 하면 침하율을 최대 15배 증가시키고 트랙 강성을 감소시키며 배수 시간을 연장할 수 있다는 것이 나타났습니다. 약 하루에서 일주일 이상. 두 번째 발견은 (강우와 마찬가지로) 선로 위에서 물을 뿌릴 때 진흙 슬러리가 침목 바닥 아래로 몇 cm만 이동한다는 것을 보여주었습니다. 따라서 배수 과정은 침목 바닥 근처의 배수로를 여는 데 중점을 두어야 합니다.

2020년에서 2022년 사이의 2단계 테스트에는 스팟 SBC를 수행하고 성능 결과를 제대로 배수되지 않은 1단계 결과와 비교하는 작업이 포함되었습니다. 스폿 SBC의 경우 침목 끝에서 바깥쪽으로 침목 바닥 아래 150mm 깊이까지 어깨를 수동으로 벗겨냈습니다. 침목 끝 아래의 재료를 제거하는 데 사용되는 바인 노면 파쇄기는 중장비를 사용하여 복제되어 침목 아래의 배수 경로를 더욱 개방했으며 새로운 American Railway Engineering and Way Maintenance Association(Arema) Grade 4 밸러스트가 어깨를 교체했습니다. . 그림 2는 어깨 청소 설정을 보여줍니다.

폭우 상황을 시뮬레이션하기 위해 세 가지 습윤 테스트가 수행되었습니다. 테스트 기간 동안 Fast는 평균 자연 강수량보다 약간 더 높았으며 강우량은 매달 상당히 다양했습니다. 테스트 1과 테스트 3의 경우 2021년 4월과 2022년 4월의 자연강우와 인공강우량을 합한 것(약 33mm)이 평균 38mm보다 약간 더 건조했습니다. 그러나 테스트 2는 매우 습한 기간에 발생했으며, 2021년 5월에는 평균 38mm에 비해 자연 및 인공 강우량을 합쳐 146mm가 발생했습니다. 이렇게 서로 다른 자연 강수량 덕분에 연구팀은 다양한 기후 조건에 대한 프록시로 다양한 테스트를 사용할 수 있었습니다.

SBC 성능은 표면 진흙 펌핑, 배수 및 선로 침하의 세 가지 방법으로 평가되었습니다.

표면 진흙 펌핑