Alternative structures of railroad subgrade protective layers

• Autorzy: Pawłowski Michał

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.023.016

Warianty tytułu

PL

Konstrukcje zamienne warstw ochronnych podtorza

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Structural improvement of the upper zone of railroad subgrade, designed based on local geotechnical testing, may not always prove adequate to the actual geotechnical conditions observed in field during construction. When such discrepancies occur, it is necessary to adopt and install alternative solutions. The article presents two basic protective layer structures (single- and double-layer) that increase the bearing capacity of the upper zone of railroad subgrade, as well as three most popular alternative solutions (layer of increased thickness, geogrid-reinforced layer and double-layer structure with the bottom layer consisting of hydraulically-stabilized soil). The analysis included the influence of introduction of such alternative structures on the decrease in the required minimum real values of secondary deformation modulus of subgrade observed in static plate load tests before structural improvement that would still enable one to obtain the target modulus values after installation of the chosen alternative solution. Conditions of use and applicability of the analyzed alternative structures in various geotechnical conditions are also discussed. Two analyzed structures – i.e. single layer of increased thickness and single geogrid-reinforced layer – are usable when small differences occur between the design and actual field values of secondary deformation moduli. The structure incorporating a layer of hydraulically-stabilized soil is usable in the case of considerable deficiency in secondary deformation moduli of the subgrade.

PL

Konstrukcje wzmocnień górnej strefy podtorza, projektowane na podstawie wyników punktowych geotechnicznych badań podłoża, nie zawsze są adekwatne do stwierdzonych na budowie rzeczywistych warunków gruntowych. Konieczne jest wówczas przyjęcie i zastosowanie odpowiednich konstrukcji zamiennych. W artykule przedstawiono dwie podstawowe konstrukcje wzmocnień górnej strefy podtorza (dwu- i jednowarstwową) oraz trzy najczęściej stosowane rozwiązania zamienne (konstrukcję o zwiększonej grubości, konstrukcję zbrojoną geosiatką oraz konstrukcję z warstwą gruntu stabilizowanego spoiwem hydraulicznym). Przeanalizowano wpływ zastosowania wymienionych konstrukcji zamiennych na możliwość zmniejszenia wymaganych wartości wtórnych modułów odkształcenia gruntów podtorza przed wzmocnieniem, pozwalających na osiągnięcie docelowych wartości po zastosowaniu danego wzmocnienia. Omówiono warunki stosowania rozpatrywanych konstrukcji zamiennych oraz ich przydatność w zależności od występujących na budowie warunków gruntowych. Dwie z analizowanych konstrukcji – o zwiększonej grubości oraz zbrojona geosiatką – są przydatne w przypadku wystąpienia małych różnic pomiędzy rzeczywistymi a projektowymi wartościami wtórnych modułów odkształcenia gruntów podtorza. Konstrukcja z warstwą gruntu stabilizowanego spoiwem hydraulicznym jest użyteczna w razie stwierdzenia na budowie znacznego niedoboru wartości wtórnych modułów odkształcenia gruntów podtorza.

Słowa kluczowe

EN

alternative structures; protective layer; railroad; railroad subgrade

PL

droga kolejowa; konstrukcje zamienne; podtorze kolejowe; warstwa ochronna

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 22, no. 4
• Strony: 313--329
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pawłowski Michał

• Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu, Instytut Inżynierii Lądowej, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0002-0747-1177

Bibliografia

• 1. Skrzyński E.: Podtorze kolejowe. Kolejowa Oficyna Wydawnicza, Warszawa, 2010
• 2. Bzówka J.: Wybrane techniki wzmacniania słabego podłoża gruntowego w budownictwie komunikacyjnym. Inżynieria Morska i Geotechnika, 3, 2015, 416-423
• 3. Roshan M.J., Rashid A.S., Abdul Wahab N., Tamassoki S., Jusoh S.N., Hezmi M.A., Norsyahariati Daud N., Mohd Apandi N., Azmi M.: Improved methods to prevent railway embankment failure and subgrade degradation: A review. Transportation Geotechnics, 37, 2022, ID article: 100834, DOI: 10.1016/j.trgeo.2022.100834
• 4. Göbel C., Weisemann U., Kirschner R.: Effectiveness of a reinforcing geogrid in a railway subbase under dynamic loads. Geotextiles and Geomembranes, 13, 2, 1994, 91-99, DOI: 10.1016/0266-1144(94)90041-8
• 5. Sychova A., Solomahin A., Hitrov A.: The increase of the durability and geoprotective properties of the railway subgrade. Procedia Engineering, 189, 2017, 688-694, DOI: 10.1016/j.proeng.2017.05.109
• 6. Mishra P., Shukla S., Mittal A.: Stabilization of subgrade with expansive soil using agricultural and industrial by-products: A review. Materials Today: Proceedings, 65, 2, 2022, 1418-1424, DOI: 10.1016/j.matpr.2022.04.397
• 7. Ding Y., Zhang J., Chen X., Wang X., Jia Y.: Experimental investigation on static and dynamic characteristics of granulated rubber-sand mixtures as a new railway subgrade filler. Construction and Building Materials, 273, 2021, ID article: 121955, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.121955
• 8. Krawczyk B., Mackiewicz P., Dobrucki D.: Use of plastic waste in materials for road pavement construction and improved subgrade. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 21, 3, 2022, 203-216, DOI: 10.7409/rabdim.022.012
• 9. Warunki techniczne utrzymania podtorza kolejowego Id-3, PKP Polskie Linie Kolejowe S.A., Warszawa, 2009
• 10. Węgliński S.: Determination of load action ranges in static and dynamic tests of subgrades by applying rigid plates. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 17, 1, 2018, 73-88, DOI: 10.7409/rabdim.018.005
• 11. Wytyczne badań podłoża gruntowego na potrzeby budowy i modernizacji infrastruktury kolejowej Igo-1, PKP Polskie Linie Kolejowe S.A.,Warszawa, 2016
• 12. Kędra Z.: Technologia robót torowych. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2015
• 13. Siewczyński Ł., Pawłowski M.: Algorytm postępowania w przypadku braku pełnych efektów wzmocnienia podtorza warstwą ochronną. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie, Seria: Materiały Konferencyjne, 2(119), 2019, 217-227
• 14. Kraszewski C., Rafalski L., Ćwiąkała M., Dreger M.: Effect of applied stress increments of the secondary deformation modulus and the ratio between the secondary and primary moduli of sandy gravel and crushed aggregate in static plate load tests. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 19, 4, 2020, 283-296, DOI: 10.7409/rabdim.020.018
• 15. Maślakowski M., Józefiak K., Brzeziński K., Superczyńska M.: ERT i GPR – geofizyczne metody badań podłoża wykorzystywane w budownictwie liniowym. Przegląd Geologiczny, 65, 10/2, 2017, 765-771
• 16. Abdelmawla A., Kim S.S.: Application of ground penetrating radar to estimate subgrade soil density. Infrastructures, 5, 2, 2020, 12, DOI: 10.3390/infrastructures5020012
• 17. Sysak J. (red.): Drogi kolejowe. PWN, Warszawa, 1982
• 18. Zelek Z.: Projektowanie warstw ochronnych i podłoży kolejowych budowli ziemnych wzmocnionych geotekstyliami. Problemy Kolejnictwa, 53, 149, 2009, 37-52
• 19. Wiłun Z.: Zarys geotechniki. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2005
• 20. Siewczyński Ł., Pawłowski M.: Stosowanie równoważnych konstrukcji wzmocnień górnej strefy podtorza. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne, 2(109), 2016, 137-146
• 21. Pawłowski M., Tarnowski M.: Efektywność konstrukcji zamiennych warstw ochronnych podtorza. Przegląd Geologiczny, 69, 12, 2021, 851-860, DOI: 10.7306/2021.46
• 22. Behnood A.: Soil and clay stabilization with calcium- and non-calcium-based additives: a state-of-the-art review of challenges, approaches and techniques. Transportation Geotechnics, 17, 2018, 14-32, DOI: 10.1016/j.trgeo.2018.08.002
• 23. Ghrair A.M., Louzi N.: Recycling of cement kiln dust from cement plants to improve mechanical properties of road pavement base course. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 19, 3, 2020, 199-210, DOI: 10.7409/rabdim.020.013

Uwagi

An extended version of the article from the Conference ‟Modern Road Pavements – MRP’2023” – Recycling in road pavement structures co-edited by Martins Zaumanis and Marcin Gajewski, published in frame of the Ministry of Education and Science project No. RCN/SP/0569/2021/1.