Amélioration des voies ferrées

Construction du lit de rails  

Stabilisation mécanique - Augmente la rigidité et la résistance des chenilles 

La rigidité de la voie a un impact majeur sur les performances des voies ferrées. Une certaine déflexion sous la charge des roues est une chose positive, car la courbe de déflexion représente une répartition de la charge, réduisant les contraintes dans chaque couche. Cependant, une déflexion excessive entraîne une augmentation des contraintes dans le système ferroviaire et des effets dynamiques sur la couche de ballast, ce qui entraîne une perte de qualité de la voie. 

La rigidité de la plate-forme a une influence majeure sur la rigidité globale de la voie. La géométrie de la voie, les déflexions et la longévité sont toutes influencées par la rigidité de la plate-forme. La rigidité de la plate-forme est un effet composite de toutes les couches de support et dépend donc des propriétés et de l'épaisseur de la couche de ballast, des couches de sous-ballast, de la couche de recouvrement et de la plate-forme.   

La stabilisation mécanique du sous-ballast, de la couche de couverture ou de la couche de recouvrement peut augmenter la capacité portante et la rigidité de la plate-forme de la voie, en particulier dans des conditions de plate-forme molles ou variables. 

Les possibilités d'amélioration des six chenilles avec stabilisation mécanique

Augmenter la rigidité de la plate-forme :  La rigidité de la voie a une influence directe sur la déformation de la voie sous charge. Une rigidité élevée est essentielle pour maintenir la vitesse des lignes et est augmentée par la stabilisation mécanique du sous-ballast de la couche de couverture. 

Réduire la variabilité de la plate-forme de la voie : Les conditions variables de la couche de fondation donnent une rigidité non uniforme à la voie, ce qui entraîne un tassement et des déviations inégaux de la voie. La stabilisation mécanique du sous-ballast ou de la couche de couverture réduit la variabilité de la rigidité de la plate-forme, offrant un support de voie plus uniforme. 

Augmenter la capacité portante et réduire le tassement de la voie : des conditions de sous-couche molles entraînent un tassement plus important de la formation, une réduction de la rigidité de la voie et une perte d'alignement de la voie. La stabilisation mécanique du sous-ballast ou de la couche de couverture augmente la capacité portante, réduisant les tassements et maintenant l'alignement de la voie. 

Réduire le déplacement du ballast et le tassement de la voie : Le déplacement latéral du ballast sous l'action du trafic ferroviaire, notamment sur les points faibles, entraîne un tassement excessif et une perte d'alignement de la voie. La stabilisation mécanique de la couche de ballast permet de contrôler le déplacement de ce dernier, de maintenir l'alignement de la voie et de prolonger la période entre les entretiens. 

Minimiser la dégradation du ballast : L'abrasion sous l'action du trafic ferroviaire crée des fines particules qui obstruent le drainage et réduisent la rigidité de la couche de ballast. La stabilisation mécanique de la couche de ballast limite le mouvement de particule à particule, réduisant ainsi la dégradation et maintenant la résistance de la couche de ballast et ses caractéristiques de drainage. 

Transitions douces de la plate-forme : Des variations brusques de la rigidité de la plate-forme peuvent se produire sur des structures situées sous la voie, comme des ponceaux ou des tabliers de pont. Cela entraîne une perte d'alignement et une mauvaise qualité de roulement qui limitent la vitesse de la voie. Les zones d'approche des fondations stabilisées mécaniquement et renforcées permettent des transitions en douceur. 

Méthode de conception basée sur les performances de Tensar pour une plate-forme de voie ferrée mécaniquement stabilisée   

Tensar a développé une méthode de conception basée sur les performances pour déterminer l'épaisseur du ballast et du sous-ballast afin d'éviter l'effondrement des formations et des sous-fondations pendant la durée de vie des lignes ferroviaires reconstruites. Cette méthode tient compte du tonnage de trafic prévu pour prédire l'accumulation de la déformation de la sous-fondation afin de s'assurer qu'une déformation excessive (formation de poches de ballast) et une défaillance progressive soient peu probables. 

Une conception basée sur des performances entièrement validée   

L'approche utilise une analyse par éléments finis (FEA) 3D de pointe avec des modèles constitutifs de plasticité de durcissement avancés pour prédire les déformations permanentes dans les sous-couches cohésives et non cohésives sous la charge des roues des trains. L'avantage de la stabilisation mécanique des couches de ballast ou de sous-ballast à l'aide de la géogrille TriAx est incorporé en utilisant le modèle constitutif Tensar Stabilised Soil avec des paramètres d'entrée déterminés à partir d'essais de compression triaxiale à grande échelle sur des ballasts ferroviaires typiques et des matériaux de sous-ballast avec la géogrille TriAx. Les résultats des études paramétriques en FEA ont été utilisés pour développer une approche simple de la capacité de charge mobilisée pour la conception basée sur la performance pour un choix rapide. La méthode de conception a été validée par des essais en laboratoire et des données provenant d'essais sur le terrain à grandeur réelle.