DE2063727A1

DE2063727A1 - Verfahren zur Stabilisierung eines Schotterbettes

Info

Publication number: DE2063727A1
Application number: DE19702063727
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Michelfelder, Gerhard, 8000 München
Priority date: 1970-12-24
Filing date: 1970-12-24
Publication date: 1972-08-24

Description

Verfahren zur Stabilisierung eines Schotterbettes Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Stabilisierung eines Schotterbettes, insbesondere für ein Eisenbahngleis.
Beispielweise beim Eisenbahnoberbau erhöhen sich mit steigender Geschwindigkeit der Fahrzeuge die auf das Gleis wirkenden Kräfte erheblich und damit nimmt auch die Gleisbeanspruchung beträchtlich zu. Die von den schnellen und schweren Fahrzeugen verursachten horizontalen und vertikalen Kräfte, die schon bei kleinen Gleislagefehlern schnell anwachsen, wirken sich nachteilig auf die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Fahrweges aus. Zu große horizontale Kräfte können zu Gleisverwerfungen und stärkere vertikale Kräfte zu vermehrten Einsenkungen an Schwellen und damit zu unzulässigen Unebenheiten im Pahrweg mit den entsprechenden Folgen führen.
Besonders unangenehm wirken sich hinsichtlich der Stabilität die erhöhten Seitenkräfte aus. Sie verlangen einen hohen Querverschiebewiderstand, um genügend Sicherheit gegen Gleisverwerfungen zu bieten.
Es sind mehrere Möglichkeiten bekannt, die Lagestabilität und insbesondere den Querverschiebewiderstand eines Schotterbettgleises zu erhöhen, wie beispielweise Verstärkung der Schiene, Verbreiterung und Verlängerung der Schwellen sowie Verkürzung des Schwellenabstandes. Diese Stabilitätserhöhung bezieht sich jedoch nur auf den Gleisrost, nicht aber auf das Schotterbett. Die Lagestabilität des Schottergerüstes, auf dem der Gleisrost liegt, ist dagegen nur beschränkt zu erhöhen, weil das Korngerüst unter den rüttelartigen Beanspruchungen durch den Verkehr ständig in Bewegung ist und sich die Steine dabei mehr oder weniger gegeneinander verschieben. Die Stabilität des Schottergerüstes ist daher sehr von der jeweiligen Verdichtung abhängig, die jedoch bei jeder neuen Arbeit am Gleis zur Berichtigung der Höhen- und Seitenlage verschlechtert wird.
Eine größere und auch für höchste Geschwindigkeiten ausreichende Gleisstabilität läßt sich zwar durch das zur Zeit überall in Erprobung befindliche Betonplattengleis erreichen, weil dabei auf ein Schotterbett ganz verzichtet werden kann.
Diese Bauart hat jedoch gegenüber dem 100 Jahre alten und auch hinsichtlich der Bau- und Erhaltungsmethoden zu großer Vollkommenheit entwickelten Schotteroberbau eine Reihe von Nachteilen. Sähe man zunächst von den hohen Baukosten ab, so ließe sich dieser Oberbau in das vorhandene Hauptstreckennetz,. das ohnehin äußerst stark belastet ist, wegen der für den Einbau notwendigen betrieblichen Behinderungen in absehbarer Zeit nicht einbauen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Stabilität der bisher bewährten und mit vielen Vorteilen ausgestatteten Schotterbettung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einzelnen Steine des Schottergerüstes ganz oder teilweise durch ein Bindemittel verklebt werden.
Diesem Verfahren liegt der Grundgedanke zugrunde, die Elastizität der Schotterbettung, die durch die gegenseitige Abstützung der einzelnen Schottersteine als Steingerüst zustandekommt, zu erhalten und lediglich die bleibenden Verschiebungen der Steine gegeneinander und eine mechanische Zertrümmerung des Schottergerüstes zu verhindern.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das verwendete Bindemittel, beispielweise ein Kunststoff, eine hohe Viskosität aufweist und auf das Schotterbett verregnet oder verrieselt wird, und dadurch die Steine an ihren Berührungsstellen verklebt werden.
Eine weiterhin verbesserte Lagestabilität des Schottergerüstes insbesondere gegenüber vertikalen Kräften kann dadurch erreicht werden, daß die einzelnen Hohlräume zwischen den Schottersteinen mit einem Bindemittel gefüllt werden, und daß die Steine hierdurch flächig miteinander verklebt werden.
Hierbei wird es zweckmäßig sein, das Bindemittel durch Inj iz ieren einzubringen.
Weiterhin ist es zum Ausfüllen der Hohlräume zweckmäßig-, wenn das verwendete Bindemittel ein Kunststoff ist, der beim Aushärten unter Schaumbildung die Hohlräume ausfüllt, weil hierdurch eine Ausfüllung der Hohlräume bei geringsten Mengen an Bindemitteln oder Kunststoff möglich ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Festigkeitseigenschaften der verwendeten Bindemittel, beispielsweise Kunststoffe so gewählt werden, daß nach dem Erhärten oder Abbinden die bisherige Elastizität des Schotterbettes im wesentlichen erhalten bleibt. Diese Elastizität sollte über den zu erwartenden Temperaturbereich erhalten bleiben. Der zu erwartende Temperaturbereich umfaßt in Mitteleuropa etwa X9peraturen zwischen + 400 bis -300 C.
Ein Verfahren, durch das die Stabilität des Schotterbettes insbesondere zur Aufnahme von horizontalen Gleiskräften wesentlich verbessert wird, ergibt sich dadurch, daß das seitlich außerhalb der beiden Schienen liegende Schottergerüst nur bis in geringe Tiefe, allenfalls bis etwa Schwellenunterkante, an den Berührungsstellen verklebt wird.
Eine weitere Verbesserung der Stabilität insbesondere für die zusätzliche Aufnahme von vertikalen Gleiskräften ergibt sich dadurch, daß die Hohlräume des Schottergerüstes im Bereich unter der Schwellenauflagerung teilweise oder ganz bis auf den Untergrund gefüllt und damit die Steine flächig verklebt werden.
Selbstverständlich ist es möglich, die Verklebung der einzelnen Steine des Schottergerüstes stellenweise nur an den Berührungsstellen und stellenweise auch flächig durchzuführen, je nach den. an das Schotterbett gestellten Anforderungen.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Beispielen noch näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen-Querschnitt durch ein Schotterbett mit Gleis; Fig. 2 die Verklebung der Schottersteine an den Berührungsstellen; Fig. 3 die flächige Verklebung der Schottersteine.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein Schotterbett 3 mit Schienen 1 und Schwellen 2 gezeigt, die auf dem Bahnkörper 4 (Unterbau) ruhen. Durch die auf das Gleis-wirkenden horizontalen Kräfte H und vertikalen Kräfte V wird das Gleis in der Seiten- und Höhenlage verschlechtert und das Schotterbett im laufe der Zeit weitgehend zerstört. Das Gleis muß daher öfters durch Stopfen und Richten in der Seiten- und Höhenlage berichtigt; und das Schotterbett in gewissen Zeitabständen erneuert werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren soll eine wesentliche Verlängerung der Zeitperioden zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stopf- und Richtgängen oder zwischen zwei Erneuerungen des Schotterbettes erreicht werden.
Dies soll erfindungsgemäß durch eine völlige oder teilweise Verklebung der einzelnen Steine des Schottergerüstes durch ein Bindemittel erreicht werden, Eine derartige Verklebung der einzelnen 8teine des Schottergerüstes ist in Fig. 2 dargestellt. In dieser Figur ist gezeigt, wie die einzelnen Steine 5 des Schottergerüstes an ihren Berührungsstellen 6 durch ein Bindemittel 7, beispielsweise einen Kunststoff, verklebt werden. Der Kunststoff 9011 dabei eine derart hohe Viskosität aufweisen, daß er über das Schottergerüst verregnet oder verrieselt werden kann und sich an den Berührungsstellen der Steine des Schottergerüstes ablagert.
Dabei kann es zur Erhöhung der Seitenstabilität des Schotterbettes gegen Querkräfte ausreichend sein, das in Fig. 1 seitlich außerhalb der beiden Schienen 1 liegende Schottergerüst lediglich auf eine Tiefe bis etwa Schwellenunterkante nach Fig. 2 mit dem Bindemittel, beispielsweise dem Kunststoff, zu verkleben. Dadurch erhöht sich der Verschiebewiderstand der einzelnen Schottersteine gegeneinander und gegenüber den Schwellen bereits erheblich und es können wesentlich größere Seitenkräfte in den Untergrund eingeleitet und im Gleisgestänge verarbeitet werden, als bisher.
Eine weiterhin verbesserte Lagestabilität gegenüber vertikalen (V) und horizontalen (H) Kräften kann dadurch erreicht werden, daß das Schottergerüst im Bereich der Schwellenauflagerung nach Fig. 3 auf die ganze Tiefe des Schotterbettes oder auch nur bis ca. 20 bis 30 cm unter der Schwellenunterkante ausgefüllt oder ausgeschäumt wird. dadurch kann ebenfålls der innere Widerstand des Schotterbettes vergrößert werden, um höhere Kräfte zu verarbeiten und gleichmäßig in den Untergrund einleiten zu können. Durch die Verklebung der Steine wird ferner die mechanische Zertrümmerung des Schottergerüstes und damit auch die im Betriet immer größer werdende Einsenkung der Schwellen vermieden: In beiden obengenannten Fällen müssen die Festigkeitseignschaften der Kunststoffe so gewählt werden, daß nach ihrer Erhärtung die bisherige Elastizität des Schotterbettes für einen Temperaturbereich von ca. +40° C bis -30° C (für mitteleuropäische Verhältnisse) erhalten bleibt, In Fig. 3 sind die einzelnen Steine 5 des' Schottergerüstes flächig durch einen Kunststoff 7i verklebt, der die Hoh1-räume zwischen den Steinen ausfüllt Dieser Kunststoff kann in vorteilhafter Weise ein Zwei-Komponenten-Kunstharz sein, der unter Schaumbildung aushärtet, so daß, sich bei geringster' Kunststoffmange eine vollständige Füllung der Hohlräume zwischen den Steinen ergibt.
Die auf vorbeschriebene Weisen mögliche Erhöhung der Lagestabilität des Gleises einschließlich des Schottergerüstes kann ohne wesentliche betriebliche Behinderungen in dem vorhandenen Hauptstreckennetz z. B. der Deutschen Bundesbahn, erreicht werden und zwar sofort nachdem das, Gleis auf bisher übliche Weise verlegt und gerichtet wurde. Die beschriebenen Verklebungen des Schottergerüstes nach Figur 2 und 5 kennen in allen Varianten abgestuft angewendet werden und auch auf besonders beanspruchte oder besonders labile und gefährdete Gleisabschnitte beschränkt werden. B.
- auf Gleisbogen oder deren Ein- und Ausläufe - auf Gleisabschnitte mit Weichen - vor und hinter Bahnübergängen - auf Brücken und im Bereich von Brückenein-und -ausläufen - auf stärker geneigten Betonrampenflächen z. B.
beim U- und S-Bahnbau - beim Übergang auf beschränkte Schotterbetthöhen - an Übergangsstellen nach Gleisbauarbeiten und - überall dort, wo die durchgehende gleichmäßige Beschaffenheit des Oberbaues unterbrochen wird und damit sich auch Stabilitäten sowie Kräfte und Beanspruchungen ändern.
Die Verwendung des nach Figur 2 und 3 behandelten Schotterbettes kann auch zu einer erheblichen Wärmedämmung gegenüber dem Unterboden beitragen und damit im Winter Frostbeulen verhindern.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche ½. Verfahren zur Stabilisierung eines Schotterbettes, insbeaondere für ein Eisenbahngleis, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß, die einzelnen Steine des Schottergerüstes ganz oder teilweise durch ein Bindemittel verklebt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das verwendete Bindemittel eine hohe Viskosität aufweist und auf das Schotterbett verregnet oder verrieselt wird, und daß dadurch die Steine an ihren Berührungsstellen. verklebt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die einzelnen Hohlräume zwischen den Schottersteinen mit einem Bindemittel gefüllt werden, und daß die Steine hierdurch flächig miteinander verklebt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Bindemittel durch In.jizieren eingebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das verwendete Bindemittel ein Kunststoff ist, der beim Aushärten unter Schaumbildung die Hohlräume ausfüllt.-
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Festigkeitseigenschaften der verwendeten Bindemittel, beispielsweise Kunststoffe, so gewählt sind, daß nach dem Erhärten oder Abbinden die bisherige Elastizität des Schotterbettes im wesentlichen erhalten bleibt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das seitlich außerhalb der beiden Schienen liegende Schottergerüst nur bis in geringe Tiefe, allenfalls bis etwa Schwellenunterkante, an den Berührungsstellen verklebt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Schottergerüst im Bereich unter der Schwellenauflagerung teilweise oder ganz bis auf den Untergrund gefüllt wird und damit die Steine flächig verklebt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verfahren nach Anspruch 7 und 8 beliebig kombiniert werden. L e e r s e i t e