ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПЕРЕХОДА НА ШПАЛЫ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В настоящее время на железных дорогах России эксплуатируются следующие виды шпал. Деревянные — в основном они изготавливаются из сосны, лиственницы, кедра, берёзы и железобетонные которые состоят из натянутых струн арматуры, залитых бетоном [1].

Рисунок 1. Деревянная и железобетонная шпала

Шпалы из композитных материалов ещё не используются, сейчас они проходят испытания на полигоне ВНИИЖТ. Это действительно инновационная разработка, изготавливаемая из пластика [2].

Тема данного исследования очень актуальна, так как у деревянных и бетонных шпал существует целый ряд эксплуатационных недостатков, которые можно устранить, начав использование пластиковых шпал. Чтобы обосновать необходимость перехода на пластиковые шпалы в работе была обобщена информация из разных источников, учтено мнение работников хозяйства пути. В ходе исследования были проведены сравнения трёх типов шпал по следующим критериям: срок эксплуатации, вес шпалы, вторичное использование, воздействие на движение, содержание пути, экология. Далее в статье представлены результаты исследования.

Рисунок 2. Пластиковая шпала

Сроки эксплуатации рассматриваемых шпал существенно отличаются друг от друга. Так деревянные шпалы прослужат от 5 до 15 лет, бетонные 30 лет, пластиковые 50 лет. Из этого следует, что самый низкий срок эксплуатации у деревянных шпал, в результате чего их приходится часто менять.

Далее сравнивая шпалы, мы обратили внимание на их вес. Из технической литературы стало известно, что вес деревянной и пластиковой шпалы одинаковый и составляет около 70 килограмм. Вес бетонной шпалы 265 килограмм, это значительно усложняет процесс замены шпал работниками пути. Чтобы заменить бетонную шпалу потребуется мощная грузоподъемная техника. С пластиковыми и деревянными шпалами путейцы справятся вручную [1].

Главное преимущество пластиковых шпал — это возможность их вторичного использования. Поврежденные шпалы можно ремонтировать на месте для чего используются специальные герметики. При серьёзных повреждениях их можно переплавить в новые шпалы на заводе – изготовителе.

Чего невозможно с деревянными и бетонными шпалами. Прогнившие или лопнувшие, они сначала подлежат замене и отправляются на свалку [2].

Рисунок 3. Прогнившая деревянная и лопнувшая железобетонная шпала

Не менее важным является воздействие пути на подвижной состав. Железобетонный путь имеет повышенную жесткость, что негативно отражается на плавности хода поезда особенно в кривых участках пути. В этой связи наиболее привлекательны деревянные и пластиковые шпалы. При их использовании обеспечивается упругость пути, а это и безопасность движения, и комфорт пассажиров. Однако при использовании шпал из разных пород деревьев эта упругость становится неравномерной. В пластиковом пути обеспечивается однородная упругость на протяжении всего пути, это позволяет снизить шумы и уменьшить вибрацию [2].

В ходе исследования стало известно, что содержание деревянного и бетонного пути является трудоемким так как требуется регулярная замена сгнивших и треснувших шпал и частая замена резиновых амортизирующих вкладышей, более того болтовые скрепления бетонных шпал требуют периодической подтяжки. Все эти операции исключаются при использовании пластиковых шпал, что делает эксплуатацию такого пути менее затратной.

Рисунок 4. Подготовительные работы к замене деревянных шпал

В настоящее время серьёзную угрозу экологии создают именно деревянные шпалы, пропитанные ядовитым креозотом. Они загрязняют почву, водоемы, попадая туда с дождевой водой, а также оказывают пагубное влияние на здоровье человека. Бетонные шпалы такой опасности не представляют, но из-за отсутствия необходимых производств по их утилизации возникают огромные свалки.

Рисунок 5. Свалка сгнивших деревянных шпал

Нужно добавить, что до сих пор нет безопасной технологии по утилизации деревянных шпал, пропитанных креозотом. Пластиковые шпалы легко переплавляются в новые изделия, более того сами пластиковые шпалы можно изготавливать из пластиковых отходов. Например: на изготовление 1-ой такой шпалы требуется 1200 использованных пластиковых бутылок, а это позволяет решить другую экологическую проблему [2].

Подводя итог работы, можно утверждать, что у пластиковой шпалы больше эксплуатационных достоинств, чем у деревянной и железобетонной шпалы, а значит, цель исследования достигнута — необходимость перехода на композиционные шпалы мной обоснована.

Список литературы:
1.    Никонов А.М., Гасанов А.И. Железнодорожный путь: учебник. — Москва: ФГБОУ «УМЦ ЖДТ», 2013. — 544 с.
2.    Шпалы из композитных материалов ТВЕМА. — [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http:// http://tvema.ru/408 (Дата обращения 14.01.2015 г.).