Väljakutse – raudtee hooldusvajaduse vähendamine

Washington DC-st Bostonini kulgev 457-miiline põhiraudtee kirdekoridor on üks suurima koormusega raudteekoridore maailmas, kus liigub iga päev 2200 reisi- ja kaubarongi. Probleemne teelõik Marylandi osariigis on rajatud pehmele savisele aluspõhjale, millelt vee äravool on halb, põhjustades raudteelõigus mitmesuguseid kahjustusi. Kiirraudteed on rööpmete geomeetria halvenemise suhtes väga tundlikud. See nõuab sagedast ja kulukat tampimist , sest kiiruspiiranguid tuleb rakendada iga 3–4 kuu järel, mis halvendab pakutavaid teenuseid.

Uuenduslik tehnoloogia kiirraudtee jaoks

Osana Föderaalse Raudteeameti (FRA) programmist, mille eesmärk on edendada uuenduslikke tehnoloogiaid, mis tagavad kiirraudteede arengu, viisid Amtrak (USA riiklik raudteekorporatsioon), Harsco Rail Consulting Group ja Columbia ülikool läbi erinevate geosünteetiliste lahenduste hindamise. Prof Alan Zarembski iseloomustas tulemusi järgmiselt: (Link)

Neoloy Geocells`i geokärjed on raudtee tugevdamise parim lahendus

Mitmete pinnase stabiliseerimise lahenduste, sealhulgas niiskustõkete, geovõrkude ja HDPE geokärgede hindamise tulemusel selgus, et Neoloy Geocells`i geokärgede kasutamisel saavutati parimad tulemused:

• Rööbastee hooldus vajadus väheneb 7 korda.
• Rööbastee kvaliteediindeksi (TQI) skoor paranes 2 korda.
• Investeeringu tasuvusaeg (Return of Investment, ROI) on üks aasta.

Neoloy Geocells – parim lahendus raudteede tugevdamiseks

Neoloy Geocells`i geokärjed on valmistatud unikaalsest uudsest polümeersulamist (NPA), millel on järgmised omadused:

• Suur tõmbetugevus – suur pinnase tugevdustegur
• Madal jäävdeformatsioon (roome) koormuse tõttu – tagab pikaajalise toimivuse.
• Suur elastsusjäikus – talub suuri pingeid ilma deformeerumata.

Need omadused tagavad raudtee tugevdamise parima tulemuse – rööbastee geomeetria säilib kaua ning hoolduskulud on madalamad.

Neoloy Geocell`i lahendus seisnes geokärje hübriidstruktuuri paigaldamisel geovõrguga kaetud teetammile. Neoloy Geocell`i D-kategooria geokärg (raskemasinatele) paigaldati ballasti/ alusballasti vahetamisel. Geovõrk paigaldati aluskihile tugevduskihi tööaluseks.

Kiire paigaldus, investeeringu lühike tasuvusaeg

Amtraki paigaldusmeeskonna väljaõpetamine toimus n.ö töö käigus.. Kogu töö toimus pikal nädalavahetusel, mil raudtee oli liikluseks suletud. Kasutati Amtraki standardset kvaliteetset ballasti ja alusballasti. Neoloy mõju oli märgatav kohe – täitematerjali veokitest jäid paigaldustööde piirkonda lähenedes märga pinnasesse sügavad roopad, kuid need lõigud, kuhu Neoloy Geocells`i geokärjed olid juba paigaldatud, olid veokitele kergesti läbitavad ning sinna ei jäänud ka mingeid roopaid.

Loe rohkem projekti kohta siit

Prof. Allan Zarembski, Director of Railroad Engineering and Safety Program, University of Delaware testimonial

Churchill on äärmiselt kauge linn Põhja-Manitobas. Selles linnas elab ~1000 inimest. Paik on ligipääsetav ainult vee-, õhu- ja raudtee kaudu ning on populaarseks sihtkohaks turistide seas, kes soovivad oma silmaga näha jääkarusid, vaalu ja virmalisi.

Kuid pärast 2017. aasta alguses toimunud üleujutust, kus hävis 30 raudteelõiku (kokku 2 km), oli linna maismaaühendus katkenud peaaegu 18 kuuks. Raudtee puudumine ja vajalike kaupade tarneraskused mõjutasid nii elanike kui ka piirkonna umbes 40 põlisrahva kogukonnaliikme heaolu. Raudteeliini taastamiseks oli hädavajalik leida usaldusväärsem lahendus.

Churchill paikneb kolme piirkonna vahelisel ökotoonil: boreaalne mets, arktiline tundra ja Hudsoni laht. Raudtee oli loodusstiihiate ees kaitsetu ning ekstreemsetest ilmastikuoludest mõjutatud. Maapind on seal pehme , CBR (California kandevõime) = 1%. Paradox valmistas oma meeskonna korralikult ette ja otsustas raudtee taastamiseks kasutada Neoloy Tough Cell`i tehnoloogiat, et tagada vastupidavus rasketele tingimustele.

Jätkusuutliku taristu projekteerimine olukorras, kus vastavat ehituskogemust ei ole veel piisavalt, on alati väljakutse, eriti kui tegemist on piirkonnaga, kus keskkonnakahjustus peab jääma minimaalseks. Ka sajandivanuse Gillami-Churchilli raudtee taastamisel oli sarnaseid väljakutseid lõigus, kus raudtee läbis Põhja-Manitoba tohutu suurt igikeltsa-ala.

 “Üleujutus kahjustas raudteed ja võimalik, et see kahjustas ka raudtee alust igikeltsa. Seoses karmi talveilma, lühema ehitushooaja ja lineaarse ehituskorraldusega vajasime lahendust, mis lahendaks kõik need probleemid ja võimaldaks tööd lõpetada mõistliku aja ja eelarvega.” Dr. S. Pokharel, Stratum Logics, Geotechnical and EPCM Services

NEOLOY TOUGH CELL`i LAHENDUS

Oleme harjunud, et raudtee peab vastu pidama ka kõige keerulisematele nõudmistele – ilmastikule ja rööbastel veetavate koormate massile, rongide kiirusele ja liiklustihedusele. Lisagem igikelts ja õõtsuv rabapinnas, ning väljakutse suureneb eksponentsiaalselt. Siin tuleb appi Neoloy® Tough Cells® tehnoloogia. Tough Cell`i geokärjed on PRS-i uudsest polümeersulamist (NPA) valmistatud kärgtugevdus- ja pinnast stabiliseeriv materjal, mis sobib uskumatult hästi raudteede ehitamiseks igikeltsa ja soode-rabade piirkondades, kus substraat on ebastabiilne, mis võib põhjustada ballasti külgsuunalist valgumist ja rööpapõhja diferentsiaalset vajumist. Tough Cell`i kärgstruktuur piirab ballasti külgsuunalist liikumist ja tagab rööbastee aluskihtide püsivuse. See pikendab rööbastee kasutuskestust ja vähendab hoolduskulusid. Tough Cell`i saab igikeltsale paigaldada selliselt, et geokärje kiht takistab keltsa sulamist, suurendades rööpapõhja stabiilsust veelgi. Võrreldes maapinna stabiliseerimise tavapäraste meetoditega on Tough Cell`i tehnoloogia kasutamise korral ehitusaeg lühem, ehitus on kulutõhusam ja süsiniku jalajälg oluliselt väiksem. Kauge asukoha tõttu oli vajalike materjalide ja Paradoxi töötajate kohalesõit raskendatud. 50-miilisel teekonnal sai rong suure koormaga sõita vaid 7 miili tunnis. Raudteeliini kiirus oli 15-20 km/h, mis muutis teekonna aeglaseks. See omakorda nõudis Paradoxi meeskonnalt kõigi tööde eelnevat kavandamist, et tagada vajalike materjalide ja tööjõu olemasolu. Lisaks oli Paradoxil võimalik taaskasutada kohapealseid materjale, mistõttu tarnevoos ei esinenud mingeid tõrkeid.

Eelised

Vähendab ballastmaterjalide laialivalgumist ja aluspinnaga kokkupuutest põhjustatud saastumist.

Kasulikkus

Stabiilne rööbastee, parem kasutatavus, vähem hooldust.

Tulemused

Paradox teostas projekti vähem kui 60 päevaga, lõpetades ennetähtaegselt, töö on kvaliteetne ja kulutõhus ning tulemus vastab kõrgeimatele kvaliteedistandarditele.

Kuna raudtee on töökorras ning selle kasutamine on ohutu ja tõhus ilmastikutingimustest sõltumata, on Churchilli elanikele ja ümberkaudsetele kogukondadele nüüd tagatud katkematu ja kindel varustatus vajalike kaupadega.

Video Neoloy® Tough Cell`i lahenduse kasutamisest Hudson Bay raudtee remondiprojektis.

Rohkem infot antud projekti kohta siin

Venemaa Raudtee (RZhD) on Venemaa valitsusele kuuluv raudtee-ettevõte, mis on töötajate arvu (1,2 miljonit), liikluse, veeremi ja rööbastee pikkuse poolest maailma üks suuremaid.

RZD (Russian Railways) Arhangelski provintsis deformeeruvad igikeltsaseid rabasid läbivate raudteede muldkehad ja struktuursed tugikihid pidevalt. Neoloy Tough Cell`i geokärge kasutati raudtee aluskihtide tugevdamiseks “halbadel” lõikudel, moodustades pooljäiga plaadi, mis tagab ühtlase jäiga toe ülemistele konstruktsioonikihtidele ning vähendab nõrgast aluspinnast tingitud valgumist ja akumuleeruvat lagunemist.

Neoloy Geocell`i lahendus suurendab kiirust ja koormust

Pärast vana rööbastee ja ballasti eemaldamist paigaldati alusballasti kihti 15 cm Neoloy geokärg. Täidis koosnes liiva-kruusa segust, mille peale paigaldati 6-10 cm tihendatud ületäide. Täitematerjal paigaldati kärgedesse paigaldusrenni abil mitme meetri kõrguselt , geokärje jäiku kambriseinu vähimatki kahjustamata. Pealmistele kihtidele pandi uus 60 cm ballastikiht, uued liiprid ja rööpad.

RZD geotehnilise hindamiskeskuse juhataja Vitali Leonjuk rääkis, et: “Neoloy geokärjega tugevdatud aluskiht hoiab ära muldkeha ja konstruktsioonikihtide deformeerumise dünaamilise koormuse tagajärjel” ja “võimaldab rongidel need probleemsed lõigud läbida suurema kiiruse ja teljekoormusega.” RZD-l on kavas selles põhjapiirkonnas paigaldada probleemse 13,6 km raudteelõigu taastamiseks 68 tuhat ruutmeetrit Neoloy Tough Cell`i geokärge.

Eelised

• Suutlikkus: 40% raskemad koormad ja 30% suuremad kiirused.
• Tehnilised lahendused: Suurem kandevõime, väiksem konstruktsioonikihi paksus, täitematerjalide hõõrdumine takistatud.
• Materjalide vastupidavus: Pikaajaline vastupidavus roomedeformatsioonile, oksüdatsioonile, äärmuslikele temperatuuridele, UV-kiirgusele.
• Ökonoomne: Väiksemad ehituskulud, ballasti ja rööbastee pikaajaline vastupidavus, suurem ohutus ja töökindlus, väiksemad hoolduskulud, mida võib kasutada mõne uue rööbastee ehitamiseks.

Osana oma raudteede uuendamise ja taastamise ning uute liinide väljaehitamise programmist võttis Israel Railways kasutusele Neoloy Tough Cell`i tehnoloogia kui eelistatud meetodi probleemsel aluspinnasel kulgeva raudtee taastamiseks. See võimaldab nii kandevõime suurendamist pehmel liivapinnasel kui ka paksu savipinnase mahumuutuste vähendamist.

Uus 16 km pikkune Tel Avivist lähtuv lõunaraudtee läbib mitmeid eeslinnu, mis on algselt ehitatud liivaluidetele. Kuigi trass kulgeb nõrgal aluspõhjal vaid mõnel lõigul, otsustasid raudteeamet ja geotehnilised konsultandid kasutada Neoloy Geocells`i geokärge aluskihtide tugevdamiseks kogu liini ulatuses. Lisaks kandevõime parandamisele otsustati Neoloy lahenduse kasuks ka üldise jõudluse, vastupidavuse ning pikaajalise kulusäästu tõttu raudtee käitamisel ja hooldamisel.

Tavapärane lähenemine

Tavapärased aluspõhja parandusmeetodid hõlmavad kalli ballasti ja alusballasti paksude kihtide paigaldamist ja/või geovõrkude kasutamist põhja tugevdamiseks. Geovõrgud nõuavad aga kvaliteetset alusballasti materjali, samas on nende töötsoon piiratud. Alusballasti kihti on võimalik vähendada vaid minimaalselt ja need lahendused nõuavad sagedast hooldamist.

Neoloy Tough Cell`i lahendus

Tel-Avivi–Ashdodi raudteeliinil kasutati alusballasti kihi aluspõhja tugevdamiseks 20 cm seinakõrgusega Neoloy Geocells`i geokärge. Kokku paigaldatakse   12 meetri laiustele lõikudele piki 16 km raudteetrassi 200 000 m² geokärge.

Raudtee aluskonstruktsioonide nõutava suure kandevõime tagamiseks osutus keskmise kvaliteediga peeneteraline täitematerjal täiesti piisavaks. Kuna Neoloy vertikaalkoormuse mõjutsoon suurendab kihi stabiilsust ja tugevust 30-50% rohkem, kui teised lahendused, siis täitematerjali ja ballasttäidise hõõrdumine väheneb oluliselt. Tulemuseks on rööbastee geomeetria säilimine pikema aja jooksul, mis vähendab kulukate hooldustsüklite arvu.

EELISED

• Nõutava kaevesügavuse vähenemine.
• Perioodilise hoolduse ja remondi vähenemine.
• Kiire kulusäästlik paigaldus.
• Tagab suurema kiiruse ja suurema koormustaluvuse, halvendamata rööbastee konstruktsiooni.
• Välikatsed näitasid, et Neoloy Geocell`i lahenduse kasutamine pikendab rööbastee hooldusvälpasid 3 korda.