在悉尼火車貨運線進行的為期兩年的實地試驗顯示,使用回收橡膠的軌道底墊能夠減緩道碴的劣化,並在持續重載下保持軌道平整,為鐵路運營商提供了一種低成本的基礎設施延長工具。
這項技術由悉尼科技大學 (UTS) 的研究人員獲得專利,於 2021 年至 2023 年期間在 Chullora 貨運走廊進行測試,參與團隊包括悉尼火車、紐南威爾士交通部及行業合作夥伴 EcoFlex 和 Bridgestone。
根據發表於《加拿大岩土工程期刊》的同行評審結果,新系統與傳統軌道部分的並排比較顯示,在安裝橡膠層的地方,“劣化顯著減少且穩定性更高”。
在運行中的貨運線上進行驗證
為了將設計暴露於現實世界的壓力下,研究團隊在幾段短軌道上鋪設了碎石道碴,並讓其坐落於由輪胎衍生的“細胞”上,而不是直接放在基土上。
這些細胞由碎裂的卡車輪胎鑄造而成,內部填充了如舊道碴和煤洗等廢物材料,然後覆蓋上由磨損的礦業傳送帶製成的回收橡膠網。相同線路的相鄰部分則保留了傳統建設,以便工程師能在相同交通條件下監測兩種系統。
在兩年的時間裡,傳感器追蹤了振動水平、垂直軌道沉降及道碴顆粒的破壞。這些數據形成了期刊論文《橡膠混合道碴對西悉尼火車載荷反應的影響》的基礎,該論文記錄了橡膠增強部分道碴粉碎的明顯減少和沉降速度的放慢。
UTS 交通研究中心主任、該技術原始發明者的著名教授 Buddhima Indraratna 表示,該底墊“有效保護道碴,防止其粉碎,延長整個軌道結構的壽命”。
回收橡膠如何改變載荷路徑
傳統道碴床通過允許單個石塊互鎖來分配軸載,但數十年的循環加載會將尖銳邊緣壓碎成細屑,堵塞排水並削弱支撐。輪胎細胞層則充當減震器和載荷分散器。每當車輪經過時,彈性橡膠會稍微壓縮,減少上方石塊的峰值應力,並將力量分散到下方更廣泛的土壤區域。
UTS 團隊的高級成員 Cholachat Rujikiatkamjorn 教授解釋道,這種底墊控制了火車載荷向軌道下方更深、更柔軟且經常潮濕的土壤的分佈,防止不當的土壤沉降和上方軌道的削弱。
對運營商的直接好處包括減少夯實周期、延長道碴壽命以及減少因維修而關閉線路的時間,這對於像悉尼火車這樣的高交通網絡至關重要。
在更嚴苛環境中的擴展測試
受到現場結果的鼓舞,該聯盟獲得了 740,000 澳元(約 $94,872 / HK$ 739,000)的澳大利亞研究委員會聯結項目資助,以在更嚴苛的軌道環境中測試該系統。即將進行的試驗將集中於橋接段、轉轍器和交匯處,這些區域的剛度急劇變化會產生高衝擊力並加速道碴磨損。
研究人員的目標是確認橡膠混合道碴能夠承受這些衝擊載荷,而不影響行駛質量或安全。如果擴展試驗達到預期,回收橡膠底墊將為鐵路機構提供雙重環境效益,不僅能將廢棄輪胎和傳送帶轉移出填埋場,還能延長現有軌道資產的使用壽命。
在鐵路網絡難以跟上貨運需求和維護預算的時代,降低維護成本、減少對公眾的軌道關閉次數以及改善網絡可靠性的前景,無疑會引起超越澳大利亞邊界的關注。
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