A limpeza do lastro do ombro mostra que vale a pena

Manchas de MUD, um problema comum em vias lastradas, são frequentemente associadas ao aumento da deterioração da geometria da via e ao bombeamento do dormente, o que não apenas afeta a geometria, mas também pode resultar em menor vida útil do dormente e aumento de falhas na estrutura da via. Embora a substituição completa do lastro do corte inferior seja ideal, os métodos de melhoria da drenagem, como a limpeza localizada do lastro do ombro (SBC), podem retardar a deterioração da estrutura da via e prolongar o tempo antes que o corte inferior seja necessário.

Reconhecendo a necessidade de abordar manchas de lama para manter uma estrutura de via saudável e reduzir futuros problemas de via, a MxV Rail realizou SBC em um local com lastro severamente preenchido para avaliar como a melhoria da drenagem do acostamento afeta o desempenho da via (Figura 1). A investigação mostra que, embora o SBC tenha sido eficaz em áreas de camadas superiores de lastro altamente degradadas, os resultados mostraram que a utilidade geral do método variará de acordo com o local.

A SBC conduziu mais de um ano de testes na “seção chuvosa” da Instalação para Testes de Serviço Acelerado (Rápido) em Pueblo, Colorado. Isto se concentrou especificamente no bombeamento de lama superficial, assentamento, drenagem e migração fina, para determinar se o SBC “limpa” a seção central de lastro.

Este trabalho foi financiado conjuntamente pelo programa de Iniciativas de Pesquisa Estratégica (SRI) da Associação de Ferrovias Americanas (AAR) e pelo Programa de Testes na Pista de Pesquisa de Carga por Eixo Pesado da Administração Ferroviária Federal (FRA).

A seção chuvosa rápida tem servido como banco de testes para bombeamento de lama e pesquisa de lastro preenchido com finos desde 2017. A seção tem 6,09 m de comprimento e um Índice de Incrustação de Selig (FI) de 40 (onde a maioria dos vazios de lastro são preenchidos com finos) , e pode criar chuvas artificiais controladas usando um sistema de irrigação manual.

Os testes da Fase 1 entre 2017 e 2019 envolveram a quantificação da influência da umidade no desempenho da pista. Eventos de chuva foram simulados molhando manualmente a pista e comparando o desempenho em piso molhado e seco. Uma descoberta importante dos testes da Fase 1 indicou que molhar a pista até que ocorra o bombeamento da lama superficial (cerca de uma hora de chuva a 10 mm/hora) pode aumentar as taxas de assentamento por um fator de até 15, pode reduzir a rigidez da pista e pode estender os tempos de drenagem. de cerca de um dia a mais de uma semana. Uma segunda descoberta mostrou que quando a água é aplicada por cima da pista (como acontece com a chuva), a lama se desloca apenas alguns centímetros abaixo do fundo do dormente. Assim, o processo de drenagem deve se concentrar na abertura de caminhos de drenagem próximos ao fundo do dormente.

Os testes da Fase 2 entre 2020 e 2022 envolveram a realização de SBC pontual e a comparação dos resultados de desempenho com os resultados da Fase 1 mal drenados. Para o spot SBC, os ombros foram removidos manualmente da extremidade do dormente para fora até uma profundidade de 150 mm abaixo da parte inferior do dormente. Um escarificador, uma barra usada para remover material sob a extremidade do dormente, foi replicado usando equipamento pesado para abrir ainda mais caminhos de drenagem sob o dormente, e um novo lastro de grau 4 da American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association (Arema) substituiu os ombros . A Figura 2 ilustra a configuração de limpeza dos ombros.

Três testes de umedecimento foram realizados para simular eventos de chuvas intensas. Ao longo do período de teste, Fast experimentou precipitação natural ligeiramente superior à média, e a precipitação variou consideravelmente de mês para mês. Para os Testes 1 e 3, a precipitação natural e artificial combinada em Abril de 2021 e 2022 (cerca de 33 mm) foi ligeiramente mais seca do que a média de 38 mm. O Teste 2, no entanto, ocorreu durante um período muito húmido, com Maio de 2021 a registar uma precipitação combinada de 146 mm natural e artificial, em comparação com a média de 38 mm. Esta precipitação natural diferente permitiu à equipa de investigação utilizar os diferentes testes como substitutos para várias condições climáticas.

O desempenho do SBC foi avaliado de três maneiras: bombeamento de lama superficial, drenagem e assentamento da via.

Bombeamento de lama de superfície