National Transport Library Research Database

Nedbrytning av makadamballast för höghastighetsspår (Degradation of railway ballast for high speed lines)

  • Jacobsson, Lars
  • RISE Research Institutes of Sweden AB, Svenskt företag eller organisation, 556464-6874
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2022-09-01 -- 2023-11-20 Registration number:
  • Trafikverket 2022/75936
Subject(s): Abstract: I dagsläget är kunskapen om vilka krav som bör ställas på makadamballast för höghastighetsbanor bristfällig. Frågan är vilka krav vi ska ställa. För hårda krav innebär längre transportvägar för ballasten och därmed ökade kostnader. För låga krav medför ökat underhållsbehov och ökade trafikstörningar. På kontinenten SNCF, ADIF och DB) är kraven på makadamballast för konventionella banor hårdare än de svenska kraven och för höghastighetsbanor med makadamballast har kraven skärpts ytterligare. Nedbrytning (krossning och nötning) orsakar deformationer i makadamballast. Omfattningen av deformationen beror bl.a. av tåglast, packningsgrad och undergrund. När ballastlagret är packat efter ett visst antal tågöverfarter har ballasten hög inre hållfasthet vid tågbelastning. En mycket fast undergrund, som t.ex. är fallet vid begränsat underballastdjup på bergterass, medför höga kontaktkrafter mellan ballastkornen. Alltför höga kontaktkrafter eller makadamballast med för låg kvalitet kan medföra nedkrossning av makadamkornen, kornomlagring och nötning av slipers. En ytterligare faktor som påverkar nedbrytning är spårriktning. Höga hastigheter kan innebära mer frekventa spårriktningsinsatser. Med tiden fylls hålrummen mellan ballastkornen med finkornigt material från ballastkornen eller slipers och deformationer med spårlägesfel som följd uppkommer. Osäkerheter finns om hur stor inverkan olika parametrar som påverkar nedbrytningen har: * makadamballastkvalitet * axellast * tåghastighet * underbyggnadens styvhet * spårriktningsarbete. Projektets syfte är att öka förståelsen för risken för nedbrytning av makadamballast i relation till tåghastighet och vald kvalitet på makadamballast. Resultatet är en förutsättning för att adekvata krav ska kunna formuleras i regelverket för höghastighetsbanor.Abstract: The knowledge today about which requirements should be applied on railway ballast for high-speed tracks is scarce. The question is which requirements should be demanded. Too strict requirements imply longer transports for the ballast and thus higher costs. Too low requirements imply increased need for maintenance and more traffic disturbances. The requirements are higher for conventional tracks on the European continent (SNCF, ADIF and DB) than the ones in Sweden, and the requirements have been further sharpened for ballasted high-speed tracks. Deterioration (crush and wear) causes deformations in Railway ballast. The extent of the deformation depends on e.g. train load, degree of compaction, and subgrade. When the ballast is compacted after a certain train passages, the ballast layer has a high inner strength at train loads. A very stiff subgrade, as in the case with a shallow ballast layer at rock cuttings, causes high contact forces between the ballast grains. Too high forces or ballast with too low quality may cause crushing of the grains, relocation of the grains and wear on the sleepers. Another factor that causes a deterioration is tamping. High speeds may imply more frequent tamping operations. With time, the pore space will be filled with fine-grained material from the ballast grains or sleepers, with deformations and track misalignments as a result. There are uncertainties about how large effect different parameters, which cause the deterioration, have: railway ballast quality axle load, train speed, subgrade stiffness, tamping operation. The purpose of the project is to increase understanding of the risk of deterioration of railway ballast in relation to train speed and selected quality of railway ballast. The result is a prerequisite for adequate requirements to be formulated in the regulations for high-speed railways.
Item type: