سنگ بالاست و مشخصات و وظایف آن در راه آهن
بالاست لایه ای است بین ریل و زیربالاست که از مصالح دانه ای سنگ شکسته تشکیل شده، دارای دانه بندی یکنواخت بوده و به طور معمول دارای ابعاد ذرات حدود ٢٠ الی ٦٠ میلیمتر میباشد.
وظایف و نقش لایه بالاست:
1- تحمل نیروهای قائم، افقی و جانبی وارده بر تراورسها به منظور نگهداشتن خط در موقعیت معین خود
2- تامین بخشی از برجهندگی و جذب انرژی خط
3- پخش و انتقال بارها به لایه های تحتانی
4- زهکشی آبهای سطحی
5- تنظیم و تراز نمودن سطح ریل حین ریل گذاری و تعمیرات
6- میرایی و استهلاک ضربات، ارتعاشات و صداهای حاصل از حرکت وسایل نقلیه ریلی
7- عایق یخبندان برای لایه زیر خود
8- جلوگیری از رشد گیاهان در خط
مصالح مناسب برای بالاست:
کیفیت لایه بالاست بستگی به جنس مصالح بکار رفته و تراکم آنها دارد. مصالح بالاست باید برای انجام وظایف خود دارای ویژگیهای زیر باشند:
- مقاوم در برابر سائیدگی، خرده شدن و کوبیدگی باشند. (مقاومت و سختی بالا)
- مقاوم در برابر تاثیرات جوی، دارای استحکام کافی و نیز ساختار یکنواخت باشند. (دوام بالا)
- بمنظور جلوگیری از حرکت افقی تراورس، گیرائی کافی داشته، لبه هایی تیز و حتی المقدور مکعبی داشته باشند. بعبارتی از نوع سنگهای شکسته باشند. (پایداری)
- بالاست خوب باید اجازه نفوذ سریع آبهای سطحی را فراهم آورد. (زهکشی)
- براحتی قابل تهیه و ارزان باشد. (در دسترس بودن)
- ذرات آن ضریب ارتجاعی کافی داشته باشد.
- سنگ سازنده آن خلل و فرج نداشته، آب باران را در خود جمع نکند، و عاری از خاک و مواد زائد باشد.
مشخصات کیفی بالاست
1) مواد زائد
- مواد زائد در بالاست تهیه شده نباید بیش از مقادیر ذکر شده در جدول زیر باشند:
2) وزن مخصوص و پوکی مصالح
بالاست باید از مصالح سنگی دارای چگالی مناسب تهیه شده و در برابر حضور آب کمترین تأثیر را بپذیرد . در این راستا، وزن مخصوص ظاهری مصالح بالاست برطبق 127ASTM- C باید حداقل برابر 2.6 t/mᶟ بوده وحداکثر مقدار جذب آب مصالح آن مطابق ASTM-C127 برابر 1 درصد و در بدترین حالت 2 درصد باشد. همچنین در آزمایش تورق باید مقدار پولکهای ایجاد شده بر طبق BS-812 کمتر یا مساوی 5 درصد، باشد.
3) مقاومت در برابر یخبندان
از آنجا که استفاده از خط در تمام فصول و شرایط بارندگی قطع نمی گردد، لذا مصالح بالاست باید مقاومت کافی برای حفظ کیفیت خود در طی تغییر فصول مختلف را داشته باشد . در این خصوص مقدار حداکثر افت وزنی مصالح سنگی بالاست در ازای 12 سیکل یخبندان باید از 8 درصد کمتر باشد.
4) مقاومت در برابر سایش مطابق آزمایش لوس آنجلس
درصد سایش بالاست تهیه شده بر مبنای آزمای ش لوس آنجلس، نب اید در ازای 1000 دور بیش از 30 درصد باشد. روش انجام آزمایش در ASTM-C535 برای ذرات بزرگتر از 2.54 سانتی متر، و در ASTM-C131 برای ذرات کوچکتر از 2.54 سانتی متر ارائه شده است.
5) مقاومت در برابر سایش برطبق آزمایش میکرودوال
از آنجا که مصالح بالاست در شرایط بارندگی نیز تحت تأثیر بارهای ضربه ای و لرزشی عبور قطارها قرار می گیرد، از طرف دیگر با توجه به اینکه در آزمایش لوس آنجلس مصالح دانه ای در اثر ضربات ناشی از سقوط گلوله های فولادی دچار شکست می شود، لذا برخی از مصالح سنگی خوب از قبیل گرانیت بدلیل ساختار تشکیل دهنده آنها عدد سایش بزرگتری نشان داده و رد می گردند، در حالیکه در واقعیت، عملکرد خوبی دارند. اما سنگهای دیگری که کیفیت ضعیف آنها در عمل به اثبات رسیده، بدلیل ساختار خاص کریستالی، عملکرد بهتری در این آزمایش نشان می دهند. لذا بهترین آزمایش برای کنترل کیفیت مصالح در برابر سایش آزمایشی است که بدون وارد کردن ضربه به ذرات، شرایط حضور آب را نیز درنظرگرفته باشد. آزمایش میکرودوال که در کشورهای اروپایی بیشتر رایج است، عامل فرسایش را در حضور آب به نمونه 5 کیلوگرمی وارده نموده و افت وزنی نمونه پس از آزمایش را ملاک عمل قرار می دهد (آزمایش میکرودوال در کشور ما مرسوم نیست.) افت وزنی حداکثر مصالح در آزمایش میکرودوال در حضور آب باید کمتر از 15 تا 20 درصد باشد.
6) آزمایش سلامت مصالح
از آنجا که اعمال دوره های مختلف سرما و گرما یا خشک و تر شدن و نیز سایر عوامل شیمیایی دیگر بر روی مصالح سنگی، رفته رفته باعث فرسایش آنها می گردد، برای کنترل میزان سلامت مصالح معمولاًً انجام آزمایش خوردگی سولفات توصیه می شود . این آزمایش عبارت است از سنجش افت وزنی مصالح در ازای دوره های مختلف خشک و تر شدن در محلول سولفات سدیم یا سولفات منیزیم . مقدار افت وزنی مصالح در ازای 5 سیکل متوالی خشک و تر شدن در محلول سولفات سدیم باید بر طبق ASTM-C88 از مقدار 5 درصد و حداکثر مطلق 8 درصد کمتر باشد.
7) مقاومت فشاری خشک و اشباع شده مصالح سنگی
از آنجا که مصالح باید دارای مقاومت کافی برای تحمل تمام تنشهای متمرکز وارده باشند، مقدار مقاومت تک محوری مغزه استوانه ای مصالح سنگی مورد کنترل قرار می گیرد. حداقل مقاومت تک محوری نمونه استوانه ای سنگ به قطر حداقل 5 سانتیمتر و ارتفاع 10 سانتیمتر (H=2D) در شرایط خشک و اشباع شده باید بترتیب بیشتر از مقادیر 1200 و 800 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع باشد. بارگذاری مغزه سنگ باید با سرعتی در حدود 0.2 تا 1 مگاپاسکال در ثانیه انجام شود و به نقطه شکست رسانیدن سنگ حداقل 30 ثانیه طول بیانجامد.
مشخصات سنگ مورد مصرف
سنگ مورد مصرف برای تهیه بالاست منحصر اًً باید از سنگ استخراج شده از معادن کوهی باشد . ابعاد لاشه ها باید طوری باشد که بالاست تهیه شده از آنها صددرصد شکسته و تیز گوشه باشد . سنگ هایی که هنگام شکستن سطوح صافی در سنگ شکسته های آن ها ایجاد شود، برای بالاست مناسب نیست. سنگ مورد استفاده بایستی دارای سختی زیاد و از نوع سن گهای آذرین مانند بازالت دیوریت کوارتز و گرانیت باشد . از سنگ آهک به هیچ وجه نباید استفاده شود. (گرانیت، گرانودیوریت، کوارتزلاتیت، دیوریت و ...) کوارتزیت و تراپها ی سخت مناسبترین سنگها برای بالاست است . توجه شود که مصالح سنگ آهکی مناسب ، صرفا در شرایط استثنایی که دسترسی به معادن سنگ آذرین در فواصل معقول میسر نباشد، پس از بررسی و تائید کمیسیون کارشناسی ویژه ای که از طرف کارفرما مامور خواهد شد، مشروط به تصویب و اجازه کت بی از طرف کارفرما قابل قبول خواهد بود (الزاماً در کمیسیون مربوطه نماینده دستگاه نظارت عالیه روسازی حضور خواهد داشت ). سنگ مورد مصرف بایستی از قشرهای زیرین معدن برداشته شود و سنگهای قشرهای رویی معدن تا عمقی که مورد نظر مهندس ناظر است، مورد استفاده قرار نگیرد و همچنین باید رگه های نامرغوب احتمالی در معدن را از محوطه کار خارج کرد یا به هر صورت به هیچ وجه مورد استفاده قرار نداد.
دانه بندی بالاست
ابعاد دانه های مناسب بالاست برای مصرف در خطوط راه آهن بسته به نوع تراورس مصرفی متفاوت است، برای تراورس بتنی ابعاد دانه ها بین 20 تا 60 میلی متر قرار دارد . دانه ها باید صددرصد شکسته، تیز گوشه با سطوح زبر بوده و حالت پولکی و سوزنی نداشته باشد . دانه بندی ذرات تشکیل دهنده زیربالاست باید مطابق جدول زیر یا مطابق با یکی از آیین نامه های معتبر نظیر AREA باشد.
استقرار ناظر مقیم، آزمایشات و نکاتی که باید توجه شوند
استقرار مهندس ناظر مقیم واجد شرایط در کارگاه و حضور اکیپ آزمایشگاه و انجام مستمر کلیه آزمایشات مورد لزوم به شرح اشاره شده در بند های قبلی با نظر مهندس ناظر و دستگاه نظارت و نهایتا کارفرما ضروری است.
تبصره 1- نوع و تعداد آزمایش های روزانه، هفتگی و غیره به تناسب مقدار تولیدات و حجم انبارها و غیره در چهارچوب ضوابط و استانداردهای فنی و برای حصول اطمینان کامل از کیفیت تولیدات و روند مطلوب تولید مصالح بالاست توسط ناظر مقیم و دستگاه نظارت با نظر کارفرما تعیین خواهد شد. موارد زیر توصیه می شود:
1- آزمایش دانه بندی، لوس آنجلس و درصد جذب آب و تطویل و تورق برای هر 1000 مترمکعب بالاست تهیه شده انجام گیرد.
2- آزمایش با سولفات سدیم به ازاء هر انفجار و یا در صورتی که بنا به نظر ناظر، سنگ تغییر کرده باشد، انجام گیرد.
آزمایش مربوط به وزن مخصوص بالاست باید به ازاء هر انفجار یکبار، انجام گیرد (براساس ASTM-C29).
تبصره 2- لازم است که از نمونه هایی که هربار برای آزمایش فرستاده می شود، یک سنگ شاهد گرفته شده و تاریخ گرفتن نمونه و شماره نمونه بر روی آن نوشته شده و در یک کیسه نایلونی قرارداده ش ود و نمونه ها در محل مناسبی نگهداری شود یا به دفتر دستگاه نظارت فرستاده شود. بهتر است که از سنگ شاهد، یک عکس هم گرفته شود.
مخلوط بالاست تولید شده بایستی عاری از خاک خاک رس آهک ریشه بقایای گیاهی یا مواد دیگر قابل پوسیدن باشد و ناظر مقیم و دستگاه نظارت موظفند که برای این منظور به طور مستمر در محلهای کارگاه حضور داشته باشند. بالاست های تولیدی از معادن مختلف نبایستی با هم مخلوط گردند . بالاست انبار شده بایستی کاملا همگن دارای دانه بندی پیوسته و مطابق جدول دانه بندی باشد . برای رسیدن به دانه بندی مورد نظر هنگام تولید بایستی از سرندهای لرزان استفاده گردیده و این سرندها مرتبا کنترل و بازدید شده و هرگونه اشکال در آن ها بلافاصله رفع گردد که در غیر اینصورت دانه بندی قابل قبول نخواهد بود.
نحوه انبارکردن بالاست
انبارکردن بالاست باید به نحوی صورت گیرد که تولیداتی که نمونه آنها برای آزمایشگاه فرستاده شد ه است ، از یکدیگر قابل تفکیک بوده تا در صورت قابل قبول نبودن نتایج ، بتوان در مورد آنها تصمیم گیری کرد. لازم است که زمین محل انبار به نحو مناسبی زیرسازی گردد، طوری که هنگام بارگیری بالاست با لودر، خاک با آن مخلوط نشود. (بهتر است که یک کف سازی بتنی انجام شود و یا اینکه بالاست از کمی بالاتر از سطح تر از کف برداشته شود). شکل دپو بایستی منظم و برای تعیین حجم بالاست قابل اندازه گیری باشد. ارتفاع دپو بالاست باید بیش از 2 متر درنظر گرفته شود.
شرایط پذیرش بالاست درکارگاهها
- ارتفاع بالاست انبارشده باید بیش از 2 متر و بالاست بصورت حجم هندسی منظم روی هم ریخته شده باشد که دقیقا با دوربین نقشه برداری قابل محاسبه باشد.
- شیت آزمایشگاهی دال بر انجام آزمایشهای مقاومت فشاری خشک و تر ، لوس آنجلس و درصد جذب آب باید پیوست صورتجلسه تحویل بوده و مشخصات فنی موجود در قرارداد را داشته باشد.
- پس از انجام مر احل فوق باید بوسیله لودر، چندین نقطه از سطح فوقانی دپو بالاست که دارای حجم هندسی منظمی است، با نظر ناظر بررسی شود، بطوریکه مقداری از ارتفاع انبار گودبرداری شده، سپس نمونه برداری از کف و اطراف گمانه ها بطریقی که نمونه ها بطور تقریب نشان دهنده وضعیت عمومی انبار باشد، صورت گیرد. سپس باید منحنی دانه بندی رسم و کنترل شود . دانه بندی خارج از اندازه ذکر شده در قرار داد (مقادیر زیراندازه و بالای اندازه مجاز) نباید بیشتر از 5 درصد باشد، در غیراینصورت براساس قرارداد، نوع جریمه پیمانکار تعیین خواهد شد. در حال حاضر که مقدار مجاز 5 درصد در نظر گرفته شده است، بین 5 درصد تا 10 درصد قیمت تمامی ابعاد خارج از اندازه پرداخت نمی شود و برای بیشتر از 10 درصد، کل بالاست تا سرند مجدد قابل تحویل نیست .
لازم به ذکر است که دپو تا 50 هزار متر باید در دو تا چهار نقطه و از 50 تا 100 هزار متر مکعب در چهار تا شش نقطه گمانه زده شده و از آن نمونه گرفته شود.
آزمایشات پذیرش
آزمونهای ارائه شده در بخش مربوط به مشخصات کیفی بالاست از قبیل تعیین مواد زائد، استحکام در برابر سایش و مرغوبیت بالاست و .... در مراکز آزمایشگاهی منتخب خریدار و بازرسی چشمی و آزمون دانه بندی قبل از بارگیری و ارسال محموله در زمانهای مناسب و تعداد لازم، در محل تولید انجام می شود . به منظور دانه بندی و سایر آزمونها از هر 200 تن بالاست تهیه شده باید 45 کیلوگرم باشد . قبل از استفاده از بالاست، تهیه کننده آن باید نتایج / نمونه گیری به عمل آید، به طوری که وزن آن نباید کمتر از 5 تائید آزمایش های مربوط به کیفیت و دانه بندی را ارائه نماید. در صورتی که در طول مرحله بالاست ریزی، تهیه کننده بالاست منبع آن را تغییر د هد، مراحل قبل تکرار میشود. یک نوع بودن بالاست ارسالی با بالاست مورد قبول آزمایشگاه باید توسط مهندس ناظر تائید گردد.
حمل و نقل بالاست
حمل و نقل بالاست آماده شده باید با کامیونهای مخصوص حمل بالاست صورت گیرد . حمل و نقل باید طوری باشد که دانه بندی بالاست به هم نخورده و از هم تفکیک نشود . بالاست آماده شده در طی حمل و نقل آن و عملیات اجرا نباید به مواد خارجی و زیان آور آلوده شود.
