بررسي تاثير خرده لاستيك ها بر كاهش ارتعاشات منتشره از خطوط ريلي در محيط اطراف

Investigating of TDA Effect on Reduction of Train Induced Vibrations

تجربه هاي آزمايش هاي ميداني صورت گرفته در كشورهايي مانند آمريكا و كره جنوبي تاثير بر مثبت به كارگيري يك لايه خرده لاستيك به عنوان زير بالاست را در كاهش ارتعاشات محيطي منتشره ناشي از عبور قطار نشان داده است. ولي در اين مطالعات در خصوص محدوده موثر فركانسي و ميزان كاهش سرعت ارتعاشات محيطي اختلاف نظر وجود دارد. از اين رو در تحقيق حاضر با استفاده از كوپلاژ موجود در آزمايشگاه روسازي دانشكده مهندسي راه آهن و با استفاده از تجهيزات آزمايش ضربه- پاسخ، رفتار ديناميكي خط بالاستي در دو حالت با و بدون لايه خرده لاستيك به عنوان لايه زيرين بالاست، مورد ارزيابي قرار گرفته است. براي اين منظور با تحريك ريل، بالاست و تراورس در نقاط مختلف نمونه آزمايشگاهي ميزان سرعت ارتعاشات در فواصل مشخصي از محور خط ارزيابي و نتايج در قالب نمودارهاي سرعت- زمان، سرعت- فاصله و سرعت- فركانس نسبت به نقطه تحريك ارايه شده است. تحليل هاي صورت گرفته از برداشت هاي آزمايش ها در محدوده فركانسي 0 الي 500 هرتز، كاهش 17 تا 46 دسي بل را براي اعمال ضربه روي بالاست نشان داده كه اين مقدار براي اعمال ضربه روي تراورس و ريل به ترتيب بين 6 تا 32 دسي بل و 6 تا 47 دسي بل مي باشد. نتايج ارزيابي كلي از نتايج آزمايش هاي صورت گرفته مبين آن است كه لايه خرده لاستيك با محدوده دانه بندي 5 تا 50 ميلي متر و به ضخامت 20 سانتي متر، به ميزان 6 الي 47 دسي بل در ارتعاشات محدوده فركانسي 32 تا 250 هرتز كاهش ايجاد كرده است.

Field studies in many countries like USA and South Korea confirms the acceptable performance of TDA material as sub-ballast layer on reducing the train induced vibrations. However, comparing the achieved results in the mentioned studies shows some differences in the exact range of TDA performance frequency in vibration reduction. So in this study, dynamic behaviour of ballasted track with and without TDA as sub-ballast layer was evaluated with using impulse-response (IR) test equipment’s. For this purpose a prototype of ballasted track with and without TDA layer was established and many IR tests were carried out. The impact was imposed on the track by using a 93.5 kg falling hammer and the vertical particle velocity were monitored in the points located in the vicinity of the track by using Geophone. Depending on the position of impact, results were shown in three different kinds of velocity-time, velocity-distance and velocity-frequency curves. Processing the obtained results reveals the TDA efficiency in vibration reduction in the range of 0-500 Hz. The reduction magnitude varies between 17 to 46 dB when the impact imposed on ballast while it varies in the range of 6 to 32 and 6 to 47 when impact location were on sleeper and rail, respectively. As a result of this experimental study, TDA with particle size of 5 to 50 mm with 20 cm thickness creates 6 to 47 dB reduction in vibrations with frequency range of 32 to 250 Hz.