Procedimiento para la compactación de un lecho de balasto y dispositivo para la realización del procedimiento.

Procedimiento para la compactación de un lecho de balasto (1),

en cuya zona superior están dispuestas unas traviesas (3) con carriles (4) fijados encima, en el que el lecho de balasto presenta debajo de las traviesas (3) unas zonas de disipación de la carga (13) que absorben cargas que actúan sobre los carriles y las transmiten sobre un cuerpo de tierra que se encuentra debajo del lecho de balasto, en el que las cavidades en el bastidor de balasto del lecho de balasto (1) son rellenas con una espuma (11) formada a partir de una mezcla reactiva (8), en el que en el bastidor de balasto se introduce tanta mezcla reactiva (8) que resulta al menos en las zonas de disipación de la carga (13) un relleno, que se extiende desde la superficie (2) del cuerpo de tierra del bastidor de balasto hasta el lado inferior de las traviesas (3), del bastidor de balasto (10) con espuma (11), caracterizado porque se limita espacialmente la espuma (11) que se dilata durante el relleno con espuma, disponiendo antes de la terminación del proceso de relleno con espuma una cubierta (12) sobre o por encima de lecho de balasto (1).

Procedimiento para la compactación de un lecho de balasto y dispositivo para la realización del procedimiento La invención se refiere a un procedimiento para la compactación de un lecho de balasto, en cuya zona superior están dispuestas unas traviesas con carriles fijados encima, en el que el lecho de balasto presenta debajo de las traviesas unas zonas de disipación de la carga que absorben cargas que actúan sobre los carriles y las transmiten sobre un cuerpo de tierra que se encuentra debajo del lecho de balasto, en el que las cavidades en el bastidor de balasto del lecho de balasto son rellenas con una espuma formada a partir de una mezcla reactiva. Además, la invención se refiere a un dispositivo para la realización del procedimiento.

La vía ferroviaria tradicional está constituida esencialmente por el lecho de balasto aplicado sobre un llamado plano, en el que están incrustadas las traviesas, que pueden estar constituidas de madera, hormigón o acero y sobre las que están fijados los carriles.

Sin embargo, un problema grande de esta tecnología probada en sí es el desgaste del lecho de balasto a través de la operación de la marcha. En este caso, por desgaste se entiende la trituración paulatina de las piedras de balasto a través de las enormes fuerzas dinámicas horizontales y verticales de la vía. Esta trituración se produce esencialmente porque las piedras del balasto se pueden girar y se pueden desplazar unas contra las otras, de manera que debido a las presiones extremas que se producen en este caso se fragmentan partículas desde las piedras de balasto.

Este desgaste del lecho de balasto conduce en último término a deformaciones de la vía y a irregularidades en la vía ferroviaria, que deben eliminarse por medio de medidas de reparación costosas y caras. Las reparaciones se realizan en este caso a través de bateado posterior de piedras de balasto debajo de la parrilla de la vía y nueva compactación de las piedras de balasto bateadas de nuevo.

Diversos inventores se han ocupado de este complejo general de temas. Así, por ejemplo, el documento DE 20 63 727 A1 describe un procedimiento, en el que las piedras individuales del bastidor de balasto son encoladas total o parcialmente por medio de un aglutinante, rellenando las cavidades individuales entre las piedras de balasto con un aglutinante y encolando las piedras de esta manera en la superficie entre sí (página 3, líneas 11 a 14) , con lo que debe impedirse la rotación y el desplazamiento de las piedras de balasto entre sí.

En el mismo documento se dice también: "… que las cavidades del bastidor de balasto son rellenas en la zona debajo del alojamiento de las traviesas parcial o totalmente hasta el fondo" (página 4, líneas 9 a 12) para conseguir de esta manera la estabilización del bastidor de balasto no sólo contra las fuerzas horizontales de la vía, sino también contra las fuerzas verticales de la vía. En el mismo documento DE 20 63 727 A1 se puede leer entonces, además: "este plástico puede ser de manera ventajosa una resina sintética de dos componentes, que se endurece bajo la formación de espuma, de manera que con una cantidad mínima de plástico se obtiene un relleno completo de las cavidades entre las piedras" (página 6, líneas 17 a 21) .

Otros documentos que se ocupan del relleno con espuma de las cavidades del bastidor de balasto son DE 24 48 978 A1 así como US 3 942 448, de manera que el documento EP 1 619 305 A2 presenta todas las características del preámbulo de la reivindicación 1 así como de la reivindicación 8.

Pero ninguno de estos documentos se ocupa de la siguiente problemática que se planeta en la aplicación real:

Las piedras de balasto no sólo tienen geometrías diferentes, sino que presentan también tamaños de grano diferentes de una carga a otra. Esto conduce en los balastos a oscilaciones claras del volumen de la cavidad en el bastidor de balasto.

Por otro lado, la distancia entre la parilla de la vía y el plano no es, en general, de la misma magnitud, puesto que el plano nunca es totalmente liso. También esto conduce a oscilaciones considerables con respecto al volumen de la cavidad que debe rellenarse con espuma en el bastidor de balasto.

La consecuencia de estas oscilaciones de la cavidad en el bastidor de balasto se ilustra en la figura 1.

En la zona izquierda de la representación esquemática mostrada a modo de ejemplo, el volumen real de la cavidad es demasiado pequeño con relación a la mezcla reactiva introducida, puesto que la altura real del lecho de balasto es menor que la altura calculada del lecho de balasto H. Esto ha conducido a un relleno excesivo de espuma de la traviesa izquierda y de la zona del carril izquierdo, un daño que debe subsanarse a través de erosión laboriosa.

En la zona derecha del esquema se muestra a modo de ejemplo que el volumen real de la cavidad es demasiado grande con relación a la mezcla reactiva introducida, puesto que la altura real del lecho de balasto es mayor que la altura calculada del lecho de balasto G. Esto ha conducido a una chimenea de espuma demasiado reducida, que no ha alcanzado, en absoluto, a la traviesa, lo que es un daño, dado el caso, de

consecuencias graves. Puesto que mientras que un relleno excesivo de espuma es visible y, por lo tanto, se puede subsanar, aunque sea laborioso, una chimenea de espuma demasiado baja no es visible y, por lo tanto, es precisamente fatal, porque no se alcanza la estabilización necesaria del cono de disipación de la carga entre la parrilla de la vía y el plano.

En el centro entre las dos chimeneas de espuma deficientes se representa, para comparación, una chimenea de espuma correcta, que conduce desde el plano hasta la zona inferior de la traviesa y de esta manera proporciona una estabilización libre de la zona de balasto.

Son posibles las siguientes medidas para eliminar las deficiencias descritas:

La chimenea de espuma demasiado baja debe corregirse necesariamente a través de la introducción de más mezcla reactiva. A tal fin, es necesaria en primer lugar la localización exacta de las alturas de espuma alcanzadas en el proceso primario de relleno de espuma a través de un procedimiento de medición adecuado, para poder verter de nuevo de una manera definida más mezcla reactiva, por lo tanto considerado en general, es una maniobra de reparación extraordinariamente costosa.

Para eliminar los daños a través de un relleno excesivo de espuma de traviesas y carriles, son concebibles diversos principios. Cuando la espuma ya está endurecida, existe, por una parte, la posibilidad de erosionarla mecánicamente, como se dice en el lenguaje técnico "a la manera de los mineros" con herramientas adecuadas.

Además, también es concebible no sólo erosionar la espuma endurecida manualmente, sino mecánicamente con una máquina fresadora de contorno y reciclar los restos de espuma por medio de máquinas desguazadoras.

Otra posibilidad es el flameado selectivo, lo que presupone, sin embargo, un llamado sistema de espuma de soldadura automática.

Cuando la espuma no está todavía endurecida, por lo tanto se encuentra todavía en statu nascendi, es decir, también todavía en el proceso de subida, son concebibles las siguientes contra medidas:

destrucción de la espuma que sobresale desde el lecho de balasto por medio de impulsos de aire selectivos o pulverización de la espuma que sobresale desde el lecho de balastro con un líquido que destruye la espuma, como por ejemplo una emulsión que contiene grasa, o distribución y alisamiento de la espuma que sobresale desde el lecho de balasto a través de un rascador adecuado o a través de un cepillo giratorio o por medio de un elemento de trapo variable.

Pero todas estas medidas descritas anteriormente no sólo son costosas y, por lo tanto, poco económicas, sino que, además, son extraordinariamente poco prácticas. Sobre todo tienen el inconveniente de que en el fondo solamente son medidas auxiliares, que solamente eliminar un daño o bien un defecto ya resultante.

Por lo tanto, existe el cometido de concebir un procedimiento y un dispositivo del tipo mencionado al principio, en los que no pueden aparecer ya los inconvenientes descritos, es decir, un relleno excesivo de espuma de traviesas y carriles o bien chimeneas de espuma demasiado bajas.

Con respecto al procedimiento, este cometido se soluciona por medio de las características de la reivindicación... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la compactación de un lecho de balasto (1) , en cuya zona superior están dispuestas unas traviesas (3) con carriles (4) fijados encima, en el que el lecho de balasto presenta debajo de las traviesas (3) unas zonas de disipación de la carga (13) que absorben cargas que actúan sobre los carriles y las transmiten sobre un cuerpo de tierra que se encuentra debajo del lecho de balasto, en el que las cavidades en el bastidor de balasto del lecho de balasto (1) son rellenas con una espuma (11) formada a partir de una mezcla reactiva (8) , en el que en el bastidor de balasto se introduce tanta mezcla reactiva (8) que resulta al menos en las zonas de disipación de la carga (13) un relleno, que se extiende desde la superficie (2) del cuerpo de tierra del bastidor de balasto hasta el lado inferior de las traviesas (3) , del bastidor de balasto (10) con espuma (11) , caracterizado porque se limita espacialmente la espuma (11) que se dilata durante el relleno con espuma, disponiendo antes de la terminación del proceso de relleno con espuma una cubierta (12) sobre o por encima de lecho de balasto (1) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque con la cubierta (12) se cubre una superficie del lecho de balasto (1) , que se extienden sobre un círculo de al menos 200 mm, con preferencia al menos 300 mm partiendo desde un punto de introducción o de una línea de introducción para la mezcla de reacción (8) .

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las traviesas (3) se utilizan como complemento de la cubierta (12) , para limita espacialmente la espuma (11) que se dilata durante el relleno con espuma, 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en primer lugar se introduce la mezcla reactiva (8) en el bastidor de balasto (10) y a continuación se emplaza la cubierta (12) sobre o por encima del lecho de balasto (1) .

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque entre el lecho de balasto (1) y la cubierta (12) se dispone una lámina de separación.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la cubierta (12) se retira de 5 a 100 segundos después del comienzo del proceso de relleno con espuma fuera del lecho de balasto (1) .

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la altura local del lecho de balasto (1) en el punto de introducción previsto de la mezcla reactiva (8) se calcula por medio de al menos un aparato de medición geofísico y se regula la cantidad de la mezcla reactiva (8) a introducir en función de la altura calculada del lecho de balasto.

8. Dispositivo para la realización del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende al menos un vehículo ferroviario (17.1, 17.2) , que está provisto con una instalación de formación de espuma para rellenar con espuma cavidades en el bastidor de balasto (10) de un lecho de balasto (1) , en el que la espuma (11) se forma a partir de una mezcla reactiva líquida (8) y en el que la instalación de formación de espuma presenta al menos un dispositivo de mezcla (5) para mezclar los componentes de la mezcla reactiva (8) y al menos un canal de descarga para la introducción de la mezcla reactiva líquida (8) en el bastidor de balasto (10) , caracterizado porque el al menos un vehículo ferroviario (17.1, 17.2) está provisto con al menos un cubierta móvil o transportable (12) para la limitación espacial de espuma (11) en expansión y presenta al menos una instalación de elevación (26, 27) , que emplaza al menos una cubierta (12) antes de la terminación del proceso de relleno con espuma sobre o por encima del lecho de balasto (1) y se retira después de la terminación del proceso de relleno con espuma.

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la al menos una cubierta (12) está conectada por fricción con el vehículo ferroviario, en el la fuerza de peso del vehículo ferroviario es mayor que la fuerza de la espuma que actúa sobre la cubierta (12) .

10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque la al menos una cubierta (12) presenta en el lado inferior un recubrimiento anti-deslizante.

11. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la al menos una cubierta

(12) está formada por una estera flexible.

12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la al menos una cubierta

(12) está formada por un cuerpo en forma de placa, resistente a la flexión.

13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el cuerpo en forma de placa está dimensionado de tal forma que se puede emplazar con juego inferior a 40 mm, con preferencia inferior a 30 mm, de manera especialmente preferida inferior a 20 mm, entre dos traviesas adyacentes, de manera que el cuerpo en forma de placa está provisto con elementos de retención (12.4) , por medio de los cuales se puede colocar sobre dos traviesas (3) adyacentes, de manera que su lado inferior está distanciado con respecto al lado superior (9) del lecho de balasto (1) .

14. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque la instalación de formación de espuma presenta al menos un sensor para la detección de puntos de introducción, previstos sobre el lecho de balasto (1) , para la mezcla reactiva líquida (8) .

15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque el vehículo ferroviario (17.1, 17.2) está equipado con al menos un aparato de medición geofísico para el cálculo de la altura local del lecho de balasto (1) en el punto de introducción previsto de la mezcla reactiva (8) , en el que un ordenador (18) regula la cantidad de la mezcla reactiva (8) a introducir en función de la altura calculada del lecho de balasto.