Взаимодействие земляного полотна и щебеночного основания обеспечивает отвод нагрузки от колес. При этом работа баровой цепи оказывает существенное влияние.
Щебеночное основание должно выполнять два основных требования:
Земляное полотно несет щебеночное основание и, тем самым, оказывает существенное влияние на геометрическое положение пути и его долговечность. Как в поперечном, так и в продольном направлении следует создать земляное полотно без дефектов геометрии. Дефекты земляного полотна очень быстро распространяются по щебню.
Земляное полотно прямого разреза, в котором соблюдается заданный уклон в диапазоне ок. от 4 до 5% (1:25–1:20), обеспечивает сток воды. Это предотвращает образование застоя воды в основании (мешки с водой) (см. графический рисунок на стр. 4).
Стратегия для получения долговечного положения пути: очистка основания с точным соблюдением геометрии и, при необходимости, меры по оздоровлению нижнего строения.
Земляное полотно должно быть ровным также и в продольном направлении, так как различная толщина щебеночного слоя под шпалами приводит к разным осадкам вследствие рабочей нагрузки. «Встроенные» неравномерности приводят к постоянно возвращающимся дефектам пути в профиле и могут рассматриваться как «врожденные» дефекты.
«Эффектом памяти пути» называют то свойство пути, которое приводит к тому, что он в течение его срока службы подстраивается к продольному уровню земляного полотна. Если в нижнем строении имеются дефекты по продольному уровню, они передаются на путь. Частые мероприятия для исправления этих дефектов путем подбивки, уменьшение срока службы пути и, тем самым, повышение расходов на жизненный цикл являются последствиями.
Целью работы является достижение хорошего и, прежде всего, равномерного распределения нагрузки по щебеночному основанию.
ХОРОШО: упругое основание
Наличие в щебеночном основании твердых участков приводит к повышенным усилиям в щебне и ускоряет смещение кусков щебня из идеального положения. Таким образом возникает необходимость более частого проведения подбивочных работ.
ПЛОХО: твердое основание
"Актуальные исследования показывают, что угол распределения нагрузки очень невысок, вертикальные усилия отводятся вниз почти вертикально (65% нагрузки отводятся непосредственно в балласт под шпалами). При толщине слоя щебня 22 см средний угол распределения нагрузки составляет 20°. Средний угол распределения нагрузки, получаемый при испытаниях нагрузкой щебеночного основания 32 см, составляет 17°."
Распределение давления от железнодорожных шпал под нагрузкой по путевому щебню; ETR Австрия, декабрь 2012; Штайнер, Куттельвашер, Прагер
