Redukcja wibracji i hałasu: jak TINES® wspiera trwałość nawierzchni torów kolejowych i cele środowiskowe kolei
Kolej stanowi jedyny środek transportu, który od roku 1990 zmniejszył ogólną emisję spalin – dzięki modernizacji lokomotyw, które z roku na rok są coraz bardziej przyjazne środowisku. Przewiduje się jednak, że wzrost transportu kolejowego w kolejnych latach będzie znacznie większy niż ten przewidywany dla ruchu drogowego i lotniczego. Oczekuje się, że kolej stanie się kręgosłupem przyszłej mobilności na świecie jako najbardziej ekologiczny podsystem transportu wysokotonażowego.
Kolej generuje najniższe emisje CO2 i zużycie energii podczas eksploatacji, w odniesieniu do innych rodzajów transportu, ale na etapie budowy i konserwacji, jej wpływ na środowisko jest znaczący i musi być starannie oceniany i odpowiednio łagodzony. W temacie ekologii kolei nie można pominąć aspektu zanieczyszczenia otoczenia wibracjami i hałasem. Aby osiągnąć cel zminimalizowanego zanieczyszczenia środowiska wibracjami od ruchu pojazdów szynowych – zwłaszcza o dużych prędkościach – , ważne jest ograniczenie tego oddziaływania u źródła, czyli m.in. w konstrukcji nawierzchni szynowej.
Jednym z kluczowych rozwiązań, stosowanych w celu redukcji wibracji w strefie ich emisji i transmisji poprzez grunt od źródła, którym jest punkt kontaktu koła z szyną do obiektów chronionych, m.in. obiektów, w których przebywają ludzie, są maty wibroizolacyjne TINES® Rubbermat produkowane z recyklatu gumowego. Surowcem do tej produkcji jest granulat gumowy i włókna pozyskiwane wyłącznie z wyeksploatowanych opon. Ich zastosowanie pozwala zredukować wykorzystanie surowców pierwotnych i ograniczyć ilość odpadów zanieczyszczających środowisko. Dzięki temu rozwiązanie to łączy efektywność ekonomiczną z realnym, pozytywnym wpływem środowiskowym, zgodnym z modelem GOZ (Gospodarka o obiegu zamkniętym) i DNSH (Do No Significant Harm).
Dzięki zastosowaniu mat wibroizolacyjnych w konstrukcji drogi szynowej znacząco ogranicza się przenoszenie wibracji poprzez grunt do obiektów i do obszarów zamieszkałych, co przekłada się na niższy poziom hałasu strukturalnego odczuwalnego w otoczeniu torów. Ma to szczególne znaczenie na terenach zurbanizowanych, gdzie komfort życia mieszkańców oraz spełnienie norm środowiskowych stają się priorytetem. Maty pełnią również ważną funkcję ochronną dla samej konstrukcji torowiska. Amortyzując siły dynamiczne, zmniejszają one obciążenia działające na elementy składowe nawierzchni torowej podsypkowej i bezpodsypkowej. W praktyce oznacza to mniejsze zużycie tych elementów (np. podsypki z tłucznia kamiennego i dłuższą trwałość całej infrastruktury torowej. Dodatkowo, ograniczenie mikropęknięć i deformacji w elementach konstrukcji nawierzchni torowej (np. betonowej podbudowy nawierzchni) przyczynia się do utrzymania stabilnego układu geometrycznego toru, co jest niezbędne dla bezpiecznej i coraz bardziej wymaganej dużej prędkości pociągów.
Z punktu widzenia eksploatacyjnego, maty wibroizolacyjne poprawiają komfort jazdy pasażerów i bezpieczeństwo przewożonych ładunków. Mniejsze wibracje oznaczają nie tylko mniejsze, niekorzystne oddziaływanie na środowisko , ale również mniejsze zużycie pojazdów szynowych i obiektów infrastruktury torowej.
Nie bez znaczenia jest także elastyczność technologiczna tych rozwiązań. Maty TINES® Rubbermat można dostosować do różnorodnych warunków – zarówno w nawierzchniach podsypkowych, jak i bezpodsypkowych, a także w kolei dużych prędkości, metrze czy systemach tramwajowych w miastach. Różne rodzaje materiałów i konstrukcji elementów składowych w postaci sprężystych mat wibroizolacyjnych pozwalają precyzyjnie dostosować poziom tłumienia wibracji do konkretnych potrzeb projektowych.
W przypadku podsypkowych konstrukcji nawierzchni torowej, gdzie ruszt torowy oparty jest na warstwie tłucznia kamiennego, maty TINES® Rubbermat układa się bezpośrednio na warstwie podłoża gruntowego, tj. podtorza, przed rozścieleniem warstwy podsypki. Tego rodzaju zastosowanie zrealizowano m.in. w ramach projektu budowy nowej linii kolejowej Podłęże – Szczyrzyc – Tymbark / Mszana Dolna oraz modernizacji linii nr 104 Chabówka – Nowy Sącz. Zastosowanie mat zaplanowano tam w miejscach szczególnie wrażliwych – w pobliżu istniejącej i planowanej zabudowy mieszkaniowej oraz na odcinkach geotechnicznie niekorzystnych (np. zagrożonych osuwiskami). Zgodnie z dokumentacją wykonawczą, mata została dopasowana poprzez jej sztywność z uwzględnieniem podstawowych parametrów eksploatacyjnych budowanego toru kolejowego. Maty wibroizolacyjne ułożono tam pod nawierzchnia torową całego układu torów w rejonie stacji i bocznicy Klęczany.
W konstrukcjach bezpodsypkowych maty zabudowywane są zazwyczaj pod konstrukcją podbudowy w postaci betonowej płyty torowej. Jednym z przykładów takiej realizacji jest trwająca budowa tunelu średnicowego w Łodzi, gdzie maty TINES® Rubbermat ułożono na spągu i na ścianach obudowy tunelu. Rozwiązanie to pozwoli na ograniczenie przenoszenia wibracji z toru kolejowego na elementy konstrukcji tunelu oraz na budynki w bezpośrednim otoczeniu budowanej trasy kolejowej. Prace prowadzono tu z zastosowaniem nowoczesnej technologii betonowania ślizgowego, co umożliwia uzyskanie wysokiej precyzji wykonania i optymalnego przylegania mat do ich podłoża.
W ramach przebudowy stacji Olkusz maty TINES® Rubbermat zostały zastosowane bezpośrednio na stropie tunelowego przejścia pod torami. Celem było ograniczenie wibracji od ruchu kolejowego, które mogłyby oddziaływać na konstrukcję tego obiektu. Dzięki odpowiedniemu doborowi parametrów materiałowych, udało się znaleźć rozwiązanie, ograniczające przenoszenie oddziaływań dynamicznych od ruchu pociągów, zwiększając trwałość konstrukcji tunelu oraz poprawiając komfort użytkowników budynków położonych nad nim. Projekt ten stanowi przykład punktowego zastosowania rozwiązań wibroizolacyjnych w strefie oddziaływań na obiekty budowlane.
Doświadczenia wyniesione z wielu zastosowań mat wibroizolacyjnych jednoznacznie potwierdzają celowość ich stosowania, jako koniecznego rozwiązania technicznego w ochronie przed wibracjami i hałasem wtórnym. Ich skuteczność w konstrukcjach podsypkowych i bezpodsypkowych, zarówno na otwartym szlaku, jak i w bezpośrednim sąsiedztwie obiektów inżynierskich, znajduje potwierdzenie w badaniach powykonawczych i w doświadczeniach eksploatacyjnych. W dobie rosnących wymagań ekologicznych i urbanistycznych, maty wibroizolacyjne stają się nieodzownym elementem nowoczesnej infrastruktury kolejowej. Ich rola w ochronie środowiska i w poprawie trwałości konstrukcji nawierzchni szynowych oraz zwiększeniu komfortu mieszkańców i pasażerów czyni je technologią, która istotnie, a więc skutecznie wspiera rozwój zrównoważonego transportu szynowego szczególnie w warunkach miejskich.
