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Jul 26, 2023

Le nettoyage du lest d’épaulement montre sa valeur

Les taches de boue, un problème courant sur les voies ballastées, sont souvent associées à une détérioration accrue de la géométrie de la voie et au pompage des traverses, ce qui affecte non seulement la géométrie, mais peut également entraîner une durée de vie plus courte des traverses et une augmentation des défaillances de la structure de la voie. Bien que le remplacement complet du ballast suite à une sous-cotation soit idéal, les méthodes d'amélioration du drainage telles que le nettoyage ponctuel du ballast d'accotement (SBC) peuvent ralentir la détérioration de la structure de la voie et prolonger le temps avant qu'une sous-cotation ne soit nécessaire.

Conscient de la nécessité de traiter les taches de boue pour maintenir une structure de voie saine et réduire les futurs problèmes de voie, MxV Rail a effectué un SBC sur un emplacement de ballast très finement rempli pour évaluer l'impact d'un meilleur drainage des accotements sur les performances de la voie (Figure 1). L'enquête montre que, même si le SBC s'est avéré efficace dans les zones de couches supérieures de ballast très dégradées, les résultats ont montré que l'utilité globale de la méthode varie selon l'emplacement.

SBC a mené plus d'un an de tests sur la « section pluvieuse » de l'installation de tests de service accélérés (rapides) à Pueblo, Colorado. Cela s'est concentré spécifiquement sur le pompage de la boue en surface, le tassement, le drainage et la migration des fines, afin de déterminer si le SBC « nettoie » la section centrale du ballast.

Ce travail a été financé conjointement par le programme d'initiatives de recherche stratégique (SRI) de l'Association of American Railroads (AAR) et par le programme d'essais en voie de recherche sur les charges lourdes sur essieux de la Federal Railroad Administration (FRA).

La section Fast Rainy sert de banc d'essai pour le pompage de boue et la recherche sur les ballasts remplis de fines depuis 2017. La section mesure 6,09 m de long et a un indice d'encrassement (FI) de Selig de 40 (où la majorité des vides de ballast sont remplis de fines). , et peut créer des précipitations artificielles contrôlées à l’aide d’un système d’irrigation manuel.

Les tests de phase 1 entre 2017 et 2019 consistaient à quantifier l’influence de l’humidité sur les performances de la piste. Les événements de pluie ont été simulés en mouillant manuellement la piste et en comparant les performances sur sol mouillé et sec. Une conclusion clé des essais de phase 1 a indiqué que mouiller la voie jusqu'à ce que le pompage de la boue en surface se produise (environ une heure de pluie à 10 mm/heure) peut augmenter les taux de tassement d'un facteur allant jusqu'à 15, peut réduire la rigidité de la voie et prolonger les temps de drainage. d'environ un jour à plus d'une semaine. Une deuxième découverte a montré que lorsque l'eau est appliquée depuis le dessus de la voie (comme pour les précipitations), le coulis de boue ne se déplace que quelques centimètres sous le bas de la traverse. Ainsi, le processus de drainage doit se concentrer sur l’ouverture de voies de drainage près du bas de la traverse.

Les tests de phase 2 entre 2020 et 2022 impliquaient la réalisation de SBC ponctuels et la comparaison des résultats de performance avec les résultats de phase 1 mal drainés. Pour le spot SBC, les épaulements ont été dénudés manuellement de l'extrémité de la traverse vers l'extérieur jusqu'à une profondeur de 150 mm sous le bas de la traverse. Un scarificateur, une barre utilisée pour enlever les matériaux sous l'extrémité de la traverse, a été reproduit à l'aide d'un équipement lourd pour ouvrir davantage les voies de drainage sous la traverse, et le nouveau ballast de qualité 4 de l'American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association (Arema) a remplacé les accotements. . La figure 2 illustre la configuration de nettoyage des épaules.

Trois tests de mouillage ont été réalisés pour simuler des événements de fortes pluies. Au cours de la période de test, Fast a connu des précipitations naturelles légèrement supérieures à la moyenne, et les précipitations ont varié considérablement d'un mois à l'autre. Pour les tests 1 et 3, les précipitations naturelles et artificielles combinées en avril 2021 et 2022 (environ 33 mm) ont été légèrement plus sèches que la moyenne de 38 mm. Le test 2, cependant, s’est déroulé pendant une période très humide, avec un mois de mai 2021 qui a enregistré un total de 146 mm de précipitations naturelles et artificielles, contre une moyenne de 38 mm. Ces précipitations naturelles différentes ont permis à l’équipe de recherche d’utiliser les différents tests comme indicateurs de diverses conditions climatiques.

Les performances du SBC ont été évaluées de trois manières : pompage de boue en surface, drainage et tassement de la voie.

Pompage de boue en surface

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