Для технической оценки мы рекомендуем учет всех факторов и комбинацию различных методов анализа. Наличие дефектов на пути является первой основой для принятия решения. Проезд путеизмерительного вагона-дефектоскопа может выявить необходимость очистки. Плохое положение пути с дефектами в диапазоне волн от 5 до 6 м указывает на наличие неприлегающих шпал, что, в свою очередь, – признак плохого состояния щебня.
Другую возможность для выявления критических точек представляет собой фрактальный анализ. Этот анализ считается методом для распознавания закономерности в закономерности и позволяет определять удельную шероховатость сигналов путем учета различных длин волн (в зависимости от диапазонов, длинные, средние или короткие волны). Однако, анализы геометрии пути не могут определять долю мелочи в щебеночном основании или его влажность, а только его реакцию.
Австрийские федеральные железные дороги провели фрактальные анализы приблизительно на 4000 км магистральной сети. Удалось использовать измерительные сигналы, полученные в течение последних 14 лет, в сочетании с подробными данными о пути и сооружениях и их текущем содержании. Для валидации этой новой методики результаты фрактального анализа были сопоставлены с оценкой георадарных данных около 1000 километров эксплуатационной длины и со многими выемками.
На рисунке отображено временное развитие фрактальной средней волны в пределах участка пути длиной приблизительно 400 м в Австрии. Значение составляет здесь до –34, что в четыре раза выше чем 90-процентный квантиль сети. Инспекция на месте подтвердила результаты фрактального анализа. На поверхности было четко видно место обрушения щебня. Щебень под шпалами был полностью загрязнен и записанная история текущего содержания показала, что параметры геометрии пути не были стабильными. Вскоре после этого контрольного обхода была проведена очистка щебеночного основания и большинство шпал было заменено. Сегодня Австрийские федеральные железные дороги и Швейцарские федеральные железные дороги уже использовали фрактальные анализы в рамках своего управления установками и активами (Asset Management).
Источники:
Ландграф, М.: Описание состояния железнодорожного пути – от анализа измеренных данных до управления установками, 2016 (диссертация, Технический университет г. Грац)
Хансманн, Ф.: Инновационный анализ измеряемых значений – вклад в устойчивое развитие управления железнодорожной сетью, 2015 (диссертация, Технический университет г. Грац)
Методы георадара (GPR) также пригодны для диагностики загрязненных щебеночных оснований. Степень загрязненности удается определить на основании характерных сигналов. Распространение электромагнитных волн по грунту в большой мере зависит от имеющихся в грунте структур, вызывающих отражение, рассеивание, преломление и передачу попадающей в грунт волны. Вода оказывает сильное воздействие на георадарный метод анализа. Это облегчает квантифицирование актуального содержания влаги в щебеночном основании, оценку актуального качества отвода воды и учета толщины отдельных слоев на основе уменьшающегося в них содержания воды. На основании георадарных исследований можно рассчитывать различные степени загрязнения без траты времени на выемку.
Непосредственная оценка состояния щебня представляет собой еще один надежный критерий, указывающий на необходимость проведения очистки щебня – однако, это очень дорогостоящий метод. Обходы или оценка видеосъемок, сделанных из путеизмерительных вагонов, выявляют те места, где визуально определяются сильное загрязнение и выплески большой площади.
Проводить надежное измерение степени загрязнения и доли мелочи в настоящее время можно только с отбором пробы и отсеиванием материала. Пробы могут отбираться вручную (ящичная проба) или механизированным образом, с использованием бурильного оборудования.
Для принятия решения о моменте необходимой очистки нет общепризнанного и повсеместного предельного значения. В зависимости от страны и от заданий железнодорожных администраций или эксплуатационника инфраструктуры используются различные характеристики гранулометрического состава с различными пределами. В зависимости от этих характеристик гранулометрического состава отдельные страны применяют различные фракции и доли мелочи. В Европе оправдал себя приведенный в Отчете «ERRI D182 (European Rail Research Institute)» предел содержания мелочи 30 % (< 22,4 мм). Не позднее достижения этого предела необходимо провести очистку щебеночного основания или реконструкцию пути.
Решающим фактором является баланс несущей способности и способности к отводу воды в щебеночном основании.
Осознание технической необходимости представляет собой существенное условие для оценки рентабельности очистки щебеночного основания!
