19293

۱۹۲۹۳

بررسي آزمايشگاهي رفتار بالاست تقويت شده با ملات قير-سيمان

كارشناسي ارشد

خط و سازه هاي ريلي

۹۶-۹۷

۱۳۹۷/۴/۲۳

دكتر مرتضي اسماعيلي - دكتر حسن زياري

راه آهن

تنش‌هاي توليدشده در نقاط تماس چرخ و ريل به‌وسيله ترافيك و عمليات تعميرونگهداري به‌تدريج منجر به تخريب ذرات و فرآيند مرسوم به آلوده شدن بالاست مي‌شود. بالاست آلوده منجر به از دست رفتن عملكرد مكانيكي خط و همچنين تسريع زوال هندسي خط مي‌شود؛ بنابراين به‌منظور نگه‌داشتن دوام و هندسه خط در سطح ايمن و راحتي قابل‌قبول مكررا به عمليات تعمير و نگهداري نياز است. محققان در سراسر دنيا روش‌هاي مختلفي را جهت تثبيت لايه بالاست ازجمله استفاده المان‌هاي الاستيك، پليمر، چسب و امولسيون قير ارائه كرده‌اند كه محدوديت اصلي اين روش‌ها هزينه بالا و بهره‌وري پايين آن‌هاست. در اين پايان‌نامه جهت مقابله با اين محدوديت‌ها، بالاست تثبيت‌شده با ملات قير-سيمان (MSB ) پيشنهاد شده است. هدف اين روش كاهش نشست‌هاي لايه بالاست در كنار افزايش سختي و همچنين ميرايي آن در طول يك عمليات تعميرونگهداري معمولي مي‌باشد. براي اين كار ابتدا آزمايش‌هاي فيزيكي و مكانيكي روي ملات قير-سيمان با هدف ساخت ملاتي كه علاوه بر دارا بودن بيشترين مقاومت، پتانسيل نفوذ به صورت ثقلي در لايه بالاست را داشته باشد انجام شد و پس از آن با استفاده از طرح‌هاي بهينه نمونه‌هاي MSB با سه نسبت قير به سيمان و به سه روش مختلف ساخته شد و تحت بارگذاري سيكليك قرار گرفت. از نتايج آزمون‌هاي ملات ملاحظه مي‌شود كه افزايش نسبت‌هاي قير به سيمان و آب به سيمان منجر به كاهش مقاومت فشاري و خمشي ملات و همچنين افزايش نرخ جداشدگي و زمان گيرش آن مي‌شود. نتايج آزمون‌هاي بارگذاري سيكليك نمونه‌هاي MSB نيز نشان از پتانسيل بالاي اين روش در ثبيت لايه بالاست دارد. طبق اين آزمايش‌ها مشخص شد بهترين روش براي استفاده از ملات قير-سيمان جهت تثبيت بالاست روش MSB-U با نسبت قير به سيمان 0.42 مي‌باشد كه نشست لايه بالاست را نسبت به حالت مرجع به ميزان 236 درصد كاهش مي‌دهد.

1397/06/13

Laboratory investigation behavior cement-bitumen mortar stabilized ballast

7/14/2018 12:00:00 AM

Stresses in the contact points of rail and wheel applying by traffic and maintenance activities steadily cause the ballast become fauled. The fauled ballast make this layer miss its mechanical characteristics and accelerates the track decay over the time. Thus, it is utmost essential to maintain the railway tracks frequently so that their geometrical track is kept in safe and comfortable state. Researchers in all over the world have presented several methods for ballast stabilizing such as elastic elements, polymer, paste and bitumen emulsion. High cost and low efficiency are the main restrictions of these methods. In the presented thesis, the cement-bitumen mortar stabilized ballast (MSB) is suggested to overcome the abovementioned limits. The aim of this method is to decrease the ballast layer settlement beside the increasing of its stiffness and damping ratio through a normal maintenance activity. For this purpose, physical and mechanical test on bitumen-cement mortar was firstly performed in order to obtain a high-strength mortar which can permeate through the ballast components by gravity. Secondly, using the optimal mix designs, MSB specimens with three bitumen-cement ratios and by three different procedures have constructed and tested under cyclic load. Test results are outlined that the increase in bitumen-cement ratio and water-cement ratio causes the reduction in mortar compressive strength and increase in bleeding rate and setting time. Results of MSB cyclic load tests prove the high potential of this method in stabilizing the ballast layer. According to the test data analysis, it is concluded that MSB-U method with the bitumen-cement ratio of 0.42 is the most efficient method to stabilize the ballast layer in comparison with another ones.it is also outcome that this method decreases the total settlement of ballast layer by 236% comparing with reference specimens.