MAGYAR MÉRNÖKI KAMARA D. 11. UTASÍTÁS  VASÚTI ALÉPÍTMÉNY TERVEZÉSE, ÉPÍTÉSE, KARBANTARTÁSA ÉS FELÚJÍTÁSA   Szakmai továbbképzési törzsanyag 3. A vasúti alépítményi földmű kialakítása Dr. Horvát Ferenc KÉ-VA/08-0239 SZÉM1/08-0239

Vasúti pálya mintakeresztszelvénye 1. ALAPFOGALMAK c Vasúti pálya mintakeresztszelvénye Felépítmény Alépítmény Alépítmény: Általános értelemben az alépítmény fogalomkörébe mindazon létesítmények beletartoznak, amelyek feladata - a vasúti pálya térbeli elhelyezkedésének megvalósítása, - a forgalomból származó erőhatások felvétele, - az időjárási hatásokkal, a csapadékvizekkel, a felszíni és felszín alatti vizekkel szembeni véde- lem biztosítása, - a természetes és mesterséges akadályok feletti illetve alatti átvezetések megoldása, - a keresztező közutak csatlakozási feltételeinek megteremtése. Az alépítmény a vasúti üzem és a fenntartási tevékenység feladatainak ellátását is segíti.   Alépítményi földmű: Az alépítménynek a vasúti pálya felépítményszerkezete alatti, általában talajanyagokból épült része. Az önsúly, valamint a forgalmi terhek felvételére, altalajra továbbítására szolgál úgy, hogy közben a megengedhetőnél nagyobb maradó alakváltozásokat normális esetben nem szenved.

1. ALAPFOGALMAK Altalaj: Az alépítmény alatt lévő talaj, amely nem az építéstechnikai intézkedések következtében változott meg. Feltalaj: a felszín alatti 0,5…1,0 m vastagzóna, ami a terület építési célú járhatósága miatt kiemelt szerepet játszik.   Földmű: Földanyagból készült geotechnikai szerkezet, közlekedési pálya töltése, árvédelmi gát, alap alatti talajcsere, bármely szerkezet ágyazata, bármely szerkezet melletti és feletti visszatöltés, munkatér visszatöltése, tereprendezést szolgáló feltöltés. Földmű koronasík: A földmű felső, előírt magasságra és lejtésre elegyengetett és tömörített síkja. Földmű zárórétege: A földmű felső 0,5 m vastag rétege, amelyre a kiegészítő réteg(szerkezet) vagy közvetlenül a zúzottkő ágyazat kerül. Kiegészítő réteg(szerkezet): Az alépítménykoronára helyezett, védő / erő-sítő faladatot ellátó, meghatározott követelmények szerint felépített réteg (rendszer). Megtámasztó építmény: Terepszint-ugrások megtámasztására és földművek stabilitásának biztosítására szolgáló szerkezet. Nagytengely: Kétvágányú vasúti pályatest esetében a két vágány tengelyének felező távolságában haladó vonal.

2. KIALAKÍTÁSI IRÁNYELVEK Az alépítményi földművet úgy kell megtervezni és megépíteni, hogy - feladatát üzemi élettartama alatt biztonsággal lássa el, - állékony legyen, feleljen meg az igénybevételeknek (építés közben és végső állapotában is), - az alkalmazási cél(ok)ra gazdaságosan használható legyen, - az üzem során ne alakuljanak ki megengedhetetlenül nagy deformációk a felszínén, - legyen ellenálló az időjárás és a felszíni/felszín alatti vizek kedvezőtlen hatásaival szemben, - műszakilag összhangban legyen a vasúti pálya egyéb szomszédos létesítményeivel (például ká- belcsatorna, felsővezeték-tartó oszlopok), - az üzembehelyezés után a lehető legkevesebb földmű fenntartási és javítási tevékenységre le- gyen szükség, - feleljen meg a környezetvédelmi és az esztétikai szempontoknak. A zúzottköves vágányt alátámasztó rétegben lévő olyan merevségváltozásokat, amelyek a vágányok (aljak) rugalmas ágyazásának eltéréséhez vezethetnek, el kell kerülni vagy megfelelő intézkedésekkel kompenzálni kell. Ez különösen fontos olyan esetekben, amikor a merevségi változások nem merőlegesen futnak a vágány tengelyére (pl. ferdeszögű áthidalásoknál, meglévő pályatest bővítésénél).   A meglévő és újonnan építendő földművek között - alátámasztási merevség szempontjából - egyenletes átmenetet kell kialakítani, ha az alátámasztási merevségek különbsége miatti fekszinthibák kialakulása nem zárható ki. A feltöltések anyagának és tömörségének követelményeit a korábban létesített földmű ilyen jellemzőivel össze kell hangolni. A vasúti pálya földművének építéséhez olyan tervet kell készíteni, amelyben egyértelműen rögzíteni kell a szükséges teherbírási és használhatósági követelményeket és azokat szerkezetileg biztosítani kell.

2. KIALAKÍTÁSI IRÁNYELVEK Keresztmetszeti kialakítás: szabványos alak és méretek biztosítása Anyagok és minőségük Építési technológia Ellenőrzések

3. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KERESZTMETSZETI KIALAKÍTÁSA A földmű keresztmetszeti kialakításával mindazon alak- és méretkövetelményeket biztosítani kell, amelyek annak állékonyságához, a vasúti üzem biztonságos lebonyolításához, a felépítményszerke-zet megfelelő minőségű megépítéséhez és üzem alatti viselkedéséhez szükségesek.   A földmű keresztmetszeti méreteit meghatározó tényezők: - a vágány tervezési sebessége (pl. sebességtől függő padkaszélességi érték), - az űrszelvény méretei, - a vágányok száma és a vágánytengely-távolság(ok), - a pálya vízszintes geometriája (ívsugár), - a túlemelés nagysága, - a vágány jellege (hagyományos vagy hézagnélküli), - a vágányszerkezet meghatározó jellemzői (pl. sínrendszer, keresztalj hossza, stb.), - a megkövetelt hatékony ágyazatvastagság értéke, - az ágyazatváll szélessége, rézsűjének hajlása, - a védő-/erősítő réteg kialakítási követelményei, - az alépítménykorona keresztirányú esése, - a vasúti pálya víztelenítési követelményei, - a pályaszemélyzet számára biztosítandó üzemi közlekedési tér (pl. tolatási padka), - csatlakozó létesítmények kialakítása (pl. peronok), - fenntartási munkák, anyagdepóniák helyigénye (pl. vasút feletti átvezetések alatt), - pálya melletti építmények és tartozékok (pl. vezetéktartó oszlopok) elhelyezési követelményei.

3. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KERESZTMETSZETI KIALAKÍTÁSA A vasúti pálya földművének méreteit a vágánytengelyre merőleges keresztszelvényekkel kell meghatározni. A keresztszelvények méreteit meghatározó adatokat az érvényes tervezési szabályzatok alapján kell felvenni. Mintakeresztszelvény vegyes szelvényben - egyvágányú, zúzottkő ágyazatú pálya, túlemelés nélkül sk = sínkoronaszint v1 és v2 = ágyazatváll szélessége, ív külső és belső oldalán az ívsugár függvényében eltérő lehet, p = padkaszélesség, e% = kiegészítő réteg keresztesése, m = túlemelés, há = hatékony ágyazatvastagság, kv = kiegészítő réteg vastagsága, k1 és k2 = egyik oldali szélesség az alépítménykoronán k = alépítmény koronaszélessége 1:n = rézsűhajlás, ám = árok mélysége, ász = árok fenékszélessége, T = vágánytengely-távolság.

3. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KERESZTMETSZETI KIALAKÍTÁSA Zúzottköves pályában a földműkoronának és a kiegészítő (védő-/erősítő) réteg felső síkjának egységesen 5% esésűnek kell lennie keresztirányban (új építésnél és átépítésnél).   Túlemeléssel kialakított egyvágányú pályán az alépítménykorona egyoldali esésének iránya (lehetőleg) egyezzék meg a túlemelés irányával. Ha az alépítményi korona oldalesésének irányát meg kell változtatni, akkor az lehetőleg műtárgynál vagy útátjárónál legyen. A földműkorona (és a védő-/erősítő réteg) keresztesésének váltását kb. 5 méter hosszú átmeneti szakaszon kell megoldani. A töltés építése során az alapsíknak és a közbenső rétegeknek azonos eséssel kell készülniük. Az alépítményi korona illetve a kiegészítő réteg felső síkjának egyenetlensége - 4 méter hosszú bázison ellenőrizve - nem lehet nagyobb, mint 20 mm. Ha más rendelkezés nincsen, akkor az egyéb rétegek felső síkjának egyenetlensége 30 mm-ig megengedett. A rézsűfelületek egyenetlensége 50 mm-ig terjedhet. A földműkorona magassága nem térhet el a tervezett magasságtól jobban, mint ±30 mm, illetve a kiegészítő réteg magassága pedig jobban, mint ±20 mm.

3. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KERESZTMETSZETI KIALAKÍTÁSA Mintakeresztszelvény vegyes szelvényben - egyvágányú, zúzottkő ágyazatú pálya, ívben, túlemeléssel A keresztaljak hosszát - függetlenül azok egyes esetekben tényleges, rövidebb hosszától - mindig 2,60 m hosszúsággal kell figyelembe venni.

3. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KERESZTMETSZETI KIALAKÍTÁSA Mintakeresztszelvény vegyes szelvényben - kétvágányú, zúzottkő ágyazatú pálya, túlemelés nélkül Mintakeresztszelvény vegyes szelvényben - kétvágányú, zúzottkő ágyazatú pálya, ívben, túlemeléssel

3. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KERESZTMETSZETI KIALAKÍTÁSA Állapot több évtizedes üzem után

3. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KERESZTMETSZETI KIALAKÍTÁSA A vasúti pálya rétegszerkezeti felépítése A kiegészítő (védő-/erősítő) réteg "v" vastagságát a talajvizsgálati jelentés alapján méretezéssel kell meghatározni, azonban vastagsága 0,15 méternél kisebb érték nem lehet.

4. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ TÖMÖRSÉGE ÉS TEHERBÍRÁSA 4.1. A tömörség ellenőrzése A tömörségmérés minden esetben “mintavételi terv” alapján történik. A mintavételi tervet a kivitelező készítteti el, és a beruházó jóváhagyja. A földmű fő tömegében min. 500 m3-enként kell mintavételi helyet biztosítani. A földmű zárórétegében és a kiegészítő rétegben 50 m-enkénti hosszon jelölendő ki vizsgálati hely. Az üzemeltető képviseletében szúrópróbaszerű ellenőrzéseket kell végezni az alábbiak szerint: - a földmű főtömegében legalább 1 m magassági szintenként, - a földmű zárórétegében és a kiegészítő rétegen 100 m-enként legalább két helyen. Azonosító vizsgálattal kell igazolni, hogy a helyszíni tömörségmérés eredménye és a Proctor-vizsgálat eredménye azonos talajból származik. Előírt tömörségi érték: - a kiegészítő rétegben Tr = 96%, - a földmű felső 50 cm vastag rétegében Tr = 95%, - a földmű felső 50 cm vastag rétege alatti 50 cm-ében Tr = 94%, - a műtárgyak háttöltésében, teljes mélységben Tr = 96%, - minden egyéb helyen Tr = 92%.

4. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ TÖMÖRSÉGE ÉS TEHERBÍRÁSA A tömörség minősítése: a.) 10 db vagy több minta esetén a tömörség a tömörségi fok átlagából és szórásából statisztikai értékeléssel adható meg a minősítés: és Az előírt T tömörségi fok  tűréssel teljesül, ha az elért tömörség n mintaszámmal megállapított átlagos értékével és sT szórásával teljesül a következő egyenlőtlenség: A  negatív tűrés értéke 3% lehet, de a tervező ennél szigorúbb előírást is adhat. b.) Ha a mérési szám 10 alatt van, úgy valamennyi pontban külön értékelendő a tömörség. A megengedett negatív eltérés minden egyes helyen egyformán Trp %-ban értve -2%.

4. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ TÖMÖRSÉGE ÉS TEHERBÍRÁSA A 2009 előtt megkövetelt E2 értékek V  160 km/h sebességű pályákon  zárórétegen 40 MPa,  védőrétegen 70 MPa. A megengedett eltérések:  a pozitív eltérés nincs korlátozva,  negatív eltérés 10 MPa. A 2009. 01. 01-től érvényes megkövetelt E2 értékek

4. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ TÖMÖRSÉGE ÉS TEHERBÍRÁSA Az E2 stat és Ed modulus megkövetelt értékei (új D.11. Utasítás) Teherbírás Modulus Sebesség (km/h) V  40 40 - 80 81 - 120 121 - 160 161 - 200 Kiegészítő rétegen E2 stat (MPa) 50 60 80 100 120 Edin 35 40 45 A teherbírás minősítése: Ki kell mutatni, hogy a tervben előírt E2 méretezési teherbírási modulus  = 5 MPa negatív tűréssel úgy teljesül, hogy a mért teherbírási modulusok átlagos értékére és sE szórására igaz, hogy Negatív eltérés nem megengedett.   Amennyiben a zúzottkő ágyazat és az alépítmény között nincsen kiegészítő réteg, akkor az alépítmény koronasíkján a kiegészítő rétegre előírt E2 értéket kell teljesíteni. A táblázatban összeállított E2 stat és Edin értékpárokat nem szabad korrelációs értékpárokként értelmezni, mert a két mérési módszer túlságosan különbözik egymástól ahhoz, hogy általánosan érvényes összefüggést adhassanak. Amíg a statikus tárcsás teherbírásmérésnél a pórusvíznyomások részben megszűnnek, addig a dinamikus tárcsás teherbírásmérésnél a pórusvíz és a felszínközeli teherbírási csúcsok (pl. egy nagyobb kő) méréstechnikailag erős teherbírásnövekedést okozhatnak.

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE 5.1. Fogalmak Alépítményi kiegészítő réteg: az alépítmény korona megerősítését és/vagy védelmét ellátó réteg, természetes állapotú vagy kötőanyaggal kezelt durvaszemcsés anyagokból, vagy durvaszemcsés anyagok geoműanyagokkal történő kombinációjából kialakítva.   Erősítő réteg: az alépítménykorona és az ágyazat alsó síkja közé beépülő kiegészítő réteg, amelynek feladata az alépítménykorona teherbírásának megfelelő (előírt) értékre növelése. Védőréteg: az alépítménykorona és az ágyazat alsó síkja közé beépülő kiegészítő réteg, amelynek feladata az ágyazatról érkező terhelés egyenletes elosztása, az alépítménykorona védelme csapadékvizektől, fagytól, rétegkeveredéstől, ágyazatrostálás esetén mechanikai sérülésektől. Védő- / erősítő réteg: az alépítménykorona és az ágyazat alsó síkja közé beépülő, a védő- és az erősítő szerepet egyaránt ellátó réteg. Keveredési zóna: a fel- és alépítmény közötti határtartomány, amelyben a dinamikus és/vagy hidraulikus folyamatok eredményeképpen a felépítményi zúzottkő és az alépítményi anyag egymással keveredve jelenik meg. Szemcsés keverék (SZK): szigorú követelményeknek megfelelő keverék, amely ásványi anyagokból (homokos kavics), újrahasznosításból származó anyagokból (pl. aprított zúzottkő) vagy egyéb granulátumból áll és belőle kiegészítő réteget építenek.

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE 5.2. A kiegészítő réteg feladatai A kiegészítő rétegtől az alábbiakban felsorolt feladatok ellátását várhatjuk el, azonban mindezek egyidejű ellátására nincsen szükség. Teherelosztás: a vonatterhek elosztása oly módon, hogy az alépítményt közel egyenletes, a teherbírásánál kisebb igénybevételek érjék, s ne alakuljanak ki a szemcsék érintkezésénél a sarkok és az élek letöredezését okozó feszültségcsúcsok. Rétegelválasztás: az ágyazat és az alépítmény keveredésének, azaz annak a megakadályozása, hogy a zúzottkőágyazat a felpuhuló alépítménybe nyomódjon, illetve a finom talajrészecskék az ágyazatba felpumpálódjanak. Vízszigetelés: a csapadékvizek távoltartása az alépítménytől, ami különösen vízérzékeny anyagú alépítmény esetén fontos. Vízelvezetés: a csapadékvizeknek az ágyazat alóli gyors kivezetése a kiegészítő réteg felszínén vagy a belsejében végbemenő vízáramlással, illetve a vízpára kiszellőztetésével. Erősítés: az ágyazatról érkező igénybevételek csekély alakváltozással való felvétele kedvező mechanikai tulajdonságai révén. Fagyvédelem: fagy alépítménybe való behatolásának csökkentése, a téli fagypúpok kialakulásának és a tavaszi olvadási károknak a megakadályozása. Rezgéscsökkentés: a vonatforgalomból az alépítményre adódó rezgések mérséklése.

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE 5.3. Szemcsés anyagú kiegészítő rétegek 5.3.1. Szemcsés anyagú kiegészítő rétegek V  120 km/h sebességű vágányokban Annak érdekében, hogy a felszíni vizek beszivárgását, és ezzel együtt a dinamikusan igénybevett alépítmény átázását megakadályozzuk, a lehető legkisebb vízáteresztő-képességű (kvázi-vízzáró) kiegészítő réteg kialakítása a cél. Ekkor - az alépítménytől geotextíliával elválasztva - SZK1 jelű szemcsés keverékanyagot kell - előírt értékre tömörítve - beépíteni. Az SZK1 keverék relatíve magasabb finomrész tartalommal bír, s ezáltal közel vízzárónak mondható az anyag. Nagyon érzékeny az optimális építési víztartalom túllépésére. Az SZK1 keverékkel szemben támasztott követelmények: az anyagot természetes anyagú törtszemcsés és természetes kerek-szemcsés frakciókból keveréssel kell előállítani úgy, hogy az alábbi feltételek teljesüljenek: a törtszemcsés rész tömegszázaléka min. 30% legyen, a keverék legalább 30% kerekszemcsés anyagot tartalmazzon, az SZK1 keverék elkészíthető akár 100%-ban törtszemcsés frakcióból is akkor, ha az alábbiakban felsorolt, valamint beépítés után a tömörségi és teherbírási követelmények bizonyítottan teljesíthetők, szemeloszlási görbéjének a 20. ábrán látható határgörbék közé kell esnie, egyenlőtlenségi mutatója Cu15 legyen, mert ez biztosítja, hogy a dinamikus igénybevételek hatására nem rázódik szét, a legnagyobb szemcseátmérője legalább 32 mm legyen, de a 63 mm-t nem haladhatja meg, vízáteresztőképességi együtthatója Tr = 100 % tömörségi foknál k1x10-6 m/s legyen.

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Az SZK1 keverékkel szemben támasztott további követelmények: a vízáteresztőképességi együttható meghatározása során a mérést CBR edényben, 50-100 cm vízoszlopnyomás mellett, változó víznyomással kell végrehajtani, a d0,063 mm-es finomrész-tartalom legfeljebb 7 tömegszázalék legyen (a Cu15 követelmény teljesítése mellett), mert ez fagyállóságot biztosít, a Los Angeles és a micro-Deval vizsgálatok aprózódási értéke V160 km/h pályasebesség esetén az ÚT 2‑3.601‑3 (e‑UT 05.01.11) Útügyi Műszaki Előírás 4.1.1. pontja szerinti Kf‑0, vagy Kf‑A, vagy Kf‑B, vagy Kf‑C1 kőzetfizikai csoportba tartozzon, de a LA+MDE együttes értéke nem haladhatja meg az 50 tömegszázalékot, V160 km/h pályasebesség esetén az ÚT 2‑3.601‑3 (e‑UT 05.01.11) Útügyi Műszaki Előírás 4.1.1. pontja szerinti Kf‑0, vagy Kf‑A, vagy Kf‑B, vagy Kf‑C1 kőzetfizikai csoportba tartozzon, de a LA+MDE együttes értéke nem haladhatja meg az 40 tömegszázalékot. A szemcsés keverék tulajdonságait a bányákban kell beállítani, ellenőrizni és megkövetelni. A tulajdonságok az építési helyszínen már nem módosíthatók!

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Az SZK1 jelű szemcsés keverék határgörbéi

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Elkészült pályaszakasz SZK1 jelű szemcsés keverék kiegészítő réteggel

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Bizonyítottan jó áteresztőképességű alépítmény esetén vízáteresztő tulajdonságú kiegészítő réteg beépítése ajánlott amiatt, hogy a víztelenítési költségeket csökkenteni lehessen. Ilyenkor kisebb finomrész tartalmú SZK2 jelű keverék épüljön be. A vízáteresztő SZK2 keveréktől az SZK1 keverékkel megegyező teherbírási tulajdonságok várhatók. Az SZK2 keverékkel szemben támasztott követelmények az SZK1 jelű keverékhez hasonló alapossággal szabályozottak. Az SZK2 jelű szemcsés keverék határgörbéi

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE 5.3.2. Szemcsés anyagú kiegészítő rétegek V ≤ 120 km/h sebességű vágányokban V  120 km/h sebességű vágányokban is lehetséges az SZK1 illetve az SZK2 keverék használata. A szemcsés réteg anyagát az elvárt feladatok (pl. szűrési szerep, kvázi vízzáróság) megbízható ellátása szempontjából ellenőrizni kell.   V  120 km/ sebességű, zúzottköves vágány esetén a kiegészítő szemcsés rétegnek minimálisan 20 cm vastagnak kell lennie, de 20 cm-nél kisebb semmilyen esetben nem lehet. A fagyállósági vagy a teherbíró-képességi megfelelőségi okból adódhat 30 cm-nél nagyobb vastagság is, s ilyenkor az alépítmény koronát a felszíni vizek behatolása ellen is védeni kell. Csak olyan talajok használhatók fel, amelyek alkalmasságát a beépítési körülményekre és feladatokra igazolták.

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE 5.3.3. A szemcsés anyagú kiegészítő réteg elhagyhatósága Üzemi- és rendező pályaudvarok új építésű vágányainál, illetve meglévő vágányok olyan átépítési munkáinál, amelyeknél vonalsebességet nem emelnek, el lehet tekinteni a kiegészítő réteg beépítésétől az alábbi esetekben: - az alépítmény teherbírása a koronán megfelelően nagy és egyenletes, - az alépítményi korona alatt a fagyhatáron belül nincs fagyérzékeny talaj, - zúzottkő ágyazatos vágánynál az ágyazat és az alépítmény között szűrési és rétegelválasztási követelmények teljesülnek, - zúzottkő ágyazatos vágány esetében az alépítmény felső részében nincsen vízérzékeny talaj, - az alépítményt a beszivárgó vizektől nem kell védeni.  

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE 5.3.4. A szemcsés anyagú kiegészítő réteg méretezése teherbírásra Az E2,földmű teherbírási modulussal jellemzett földműkoronára beépítendő, „h” vastagságú, szemcsés anyagú kiegészítő réteg tetején olyan E2,kiegészítő réteg teherbírási modulust kell előállítani, amely megfelel a követelményi értékeknek (4. fejezet). A kiinduló teherbírási érték (E2 földmű) meghatározására két lehetőség van: 1.) a teherbírást kellő számú statikus tárcsás terhelési méréssel kell meghatározni az MSZ 2509/3 szabvány előírásai alapján, majd a talajmechanikai és a hidrológiai adatok segítségével, az évszakonkénti változások figyelembe vételével kell belőlük tervezési értéke(ke)t megállapítani, 2.) ha kellő számú vagy minőségű adat nem áll rendelkezésre, akkor a tervezési érték(ek) meghatározása a következő. táblázat adatainak felhasználásával történik.

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Az E2 földmű teherbírási modulus tervezési értékei Alépítmény anyaga Szemcseátmérő d  0,1 mm Javasolt E2 (N/mm2) méretezési érték az alépítmény tetején, ha a hidrológiai eset 1 1/2 2 2/3 3 Iszapos vagy agyagos kavics 10…20% 60 45 30 25 20 Iszapos vagy agyagos homok 50 35 22,5 Erősen iszapos vagy agyagos kavics illetve homok 20…30% 40 17,5 15 30% 10 Iszapos és agyag könnyen sodorható puha 12,5 nagyon puha 1-es hidrológiai eset: - az ép alépítménykoronáról a víz lefolyik, nincsenek időszakos átnedvesedések, - az sk-1,50 m mélység feletti tartományban még időszakosan (pl. tavasszal) sincsen átnedvese- dés (a konzisztencia index Ic állandóan 1,00 érték felett van). 2-es hidrológiai eset: - időszakos átnedvesedés fennállhat, - rossz a vízelvezetés, illetve nem kielégítő az elfolyás, - az sk-1,50 m mélység feletti tartományban időszakosan (pl. tavasszal) jellemző az átnedvesedés (a konzisztencia index Ic 0,75…1,00 értékek között van). 3-as hidrológiai eset: - állandó az átnedvesedés, - nincs megoldva a vízelvezetés, állandó a hozzáfolyás, - az sk-1,50 m mélység feletti tartományban állandóan jellemző az átnedvesedés (a konzisztencia index Ic kisebb, mint 0,75).

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Méretezési diagram szemcsés anyagból készülő, teherbírást növelő kiegészítő rétegre Közbenső E2,kieg értékekre (pl. 110 MPa) a tervezés interpolálással hajtható végre.

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE 5.4. Geoműanyagok a kiegészítő rétegben 5.4.1. Általánosságok Az alkalmazandó geoműanyago(ka)t az építéshelyszíni körülményekhez, feltételekhez és az ellátandó feladathoz kell megválasztani. A kiegészítő szemcsés réteggel bíró rendszerben a geoműanyagok az alábbi feladatok ellátására alkalmazhatók: - geotextíliák rétegelválasztás, szűrés, vízelvezetés a réteg síkjában, - geomembránok vízszigetelés, - georácsok rétegszerkezet erősítése, - geokompozitok összetett feladatok ellátása. A geoműanyagok alkalmazásának általános feltételei az alábbiak: - a környező talaj pH-értéke 5 és 9 között legyen, ezért a nem alkáliálló anyagú geoműanyag (pl. poliészter) mész- vagy cementtartalmú talajokkal, illetve friss betonnal nem érintkezhet, - megfelelően alkáliálló geoműanyag esetében a környező talaj pH-értéke 9-nél nagyobb is lehet.

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE A geoműanyagok beépítésének általános feltételei: - a geoműanyagokat egyenletes, 5 %-os keresztesésű földműkoronára vagy közbenső rétegre kell fektetni, - csak kétirányú vagy hexagonális teherviselő geoműanyagok alkalmazhatók, illetve a kisebbik szakítószilárdsággal jellemzett irányban is a geoműanyag szakítószilárdságának megfelelőnek kell lennie, de ez utóbbi esetben a fektetésénél a geoműanyag teherviselési főirányára ügyelni kell, - a geotextíliákat minimálisan 30 cm-es, a georácsokat és a geokompozitokat legalább 50 cm-es átlapolással kell fektetni, - az átlapolásoknál teherbíró kapcsolatot általában nem szükséges kialakítani, de talajerősítő hatá- sú geoműanyagoknál az átlapolási méretet ellenőrizni kell, - a gyártók által kiadott fektetési és szállítási tanácsokat, előírásokat be kell tartani, - a lefektetett geoműanyagra minimálisan 20 cm vastagságú, előírásoknak megfelelő szemcsés keveréket kell teríteni, - georácsokra csak törtszemcsés keverék teríthető, - a minimálisan 20 cm vastag szemcsés anyagú terítés hiányában a geoműanyagra gumikerekes vagy lánctalpas járművel tilos ráhajtani, - a geoműanyagnak a szemcsés keverék terítésénél és a tömörítésénél az építő- és tömörítő gé- pekkel való érintkezését lehetőség szerint kerülni kell. - építéskor a nehéz, tolólapos dózerek alkalmazását kerülni kell.

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Geoműanyagok erősítőképességének összehasonlítása (Crow diagram)

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE 5.4.2. Geotextíliák A geotextíliák feladatokra való alkalmassága az alábbi tulajdonságokból adódik: - általános fizikai jellemzők (szövetvastagság, négyzetméter tömeg, porozitás, pórusméret eloszlás és ennek változása a szövet élettartama során), - mechanikai jellemzők (feszültség-megnyúlás görbe, ismételt terhelés hatása a görbére, fo- lyási határ, nyúlási modulus, feszültségelengedés, kopás, szakítószilárdság, továbbszakadá- si szilárdság, vízáteresztő-képesség, szűrőképesség, összenyomhatóság), - környezeti hatásokkal szembeni ellenállás (vegyi, mikrobiológiai, UV és fagyállóság). A vasúti pályaszerkezetben ellátandó feladatok szempontjából fontos paraméterek: - szakítószilárdság: adott szélességű anyagminta egyszerű húzása, a keresztirányú beszűkü- lés akadályozásával vagy anélkül, mérendő hossz- és keresztirányban is, - továbbszakadási szilárdság: a helyi feszültségcsúcsok helyén kiszakadt textília ellenállását jellemzi a továbbszakadással szemben, - vízáteresztő képesség: nem szőtt textíliáknál ez a képesség igen jó, textíliára merőlegesen és a textília síkjában értelmezhető, - szűrőképesség: kísérletileg a textílián áthatoló részecskék szemmegoszlása határozható meg, - eltömődés veszéllyel szembeni ellenállóképesség, - vegyi és fizikai ellenállóság: a vasúti üzemben előforduló vegyi hatások általában nem ve- szélyeztetik a geotextíliák polimer anyagát, ultraibolya sugárzásnak beépítésük során csak rövid ideig vannak kitéve, - fagyállóság: nem válnak rideggé, törékennyé a hazai téli hőmérsékleti viszonyok között, - környezeti hatásokkal szembeni ellenállás (vegyi, mikrobiológiai, UV és fagyállóság).

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE A műszaki textíliáktól az alábbi feladatok ellátását követeljük meg elhanyagolható

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Polyfelt geotextíliák Secutex geotextíliák Secutex 151-GRK 2 Secutex 141

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE TENSAR georács gyártása 5.4.3. Georácsok TENSAR georács gyártása

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE A TENSAR georács szerkezete és működési modellje

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE TENSAR SS30 georács

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE A Tensar TriAx™ típusú georács A Tensar International 2008 elején mutatta be legújabb típusú georácsát. A biaxiális georácsok húzómerevsége az átlók irányában jelentősen kisebb, mint a rácsrudak irányában. Ugyanakkor a terhekből származó feszültségek radiálisan terjednek. A Tensar TriAx™ az erősítés síkjának minden irányában magas, közel azonos merevséggel akadályozza meg a szemcsék elmozdulását.

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Tensar georácsok merevsége

6. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Secugrid georácsok

6. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Secugrid geokompozitok (georács + geotextília)

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE A georács és a geotextília működési elve

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE A georács teherbírást növelő hatása

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Tensar georács beépítése teherbírás növelésére

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Georáccsal erősített teherviselő rétegszerkezet tervezésénél, építésénél az alábbiakat kell betartani: - a rács fölé kerülő töltőanyag fokozottabb mértékű erősítési követelmény esetén törtszemcsés anyag (zúzottkő) legyen, de egyéb esetekben homokos kavics is beépíthető, - a töltőanyag szemcseméretét az alkalmazandó háló lyukméretének megfelelően kell meghatároz- ni, mert az alakkal zárás és így a jelentékeny erősítő hatás csak ezek összhangja esetén alakul- hat ki, - az alkalmazni kívánt georács + töltőanyag szerkezetre jellemző ún. hatékony vastagságnál na- gyobb töltőanyag-vastagságot nem gazdaságos betervezni, - szükség esetén több georács + töltőanyag rétegből építendő szerkezet is alkalmazható, - kötött anyagú földművekre kerülő georácsok alá geotextília beépítése is szükséges, a megfelelő mértékű rétegelválasztó hatás érdekében. A tervezőnek méretezéssel kell igazolnia, hogy a betervezett erősítő hatású geoműanyagból és a reákerülő durvaszemcsés anyagból álló rétegszerkezet tetején elérhető lesz a megkövetelt teherbírás (E2,kieg érték). A geoműanyaggal erősített durvaszemcséjű anyagból álló réteg vastagsága meghatározható a gyártók által megadott, saját termékeikre vonatkozó, hiteles méretezési diagramok segítségével is, melyek az altalaj E2 modulusának függvényében adják meg a kívánt teherbíráshoz szükséges rétegvastagságot.

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE A töltőanyag tetején elérendő teherbírás értékekhez szükséges zúzottkő szükséges rétegvastagsága TENSAR SS30 georács erősítés alkalmazása esetén

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Naue Fasertechnik tervezési diagramok

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE 5.4.4. Német típusszerkezetek (teherbírásra és fagyra együttesen méretezve) Forrás: Göbel – Lieberenz: Handbuch Erdbauwerke der Bahnen

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Bevágási rétegszerkezet kialakítása Tensar SS georács alkalmazásával a Zalalövő – Bajánsenye vonalon

5. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Tensar SS georáccsal kialakított rétegszerkezet gyakorlati teherbírása Az építési szakaszokon a kivitelezés előtt 10 MPa alatti teherbírásértékek voltak jellemzőek a kiindulási síkon.

6. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Mért E2 értékek a rétegszerkezet tetején A mért E2 értékek gyakorisági diagramja

6. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE A rétegszerkezet erősítő hatása a teherbírási ellenőrző mérési adatok feldolgozása alapján

Köszönöm a megtisztelő figyelmet! horvat@sze.hu horvat.sze@gmail.com