Elektrische Scheidingslassen (hierna: ES-lassen) vormen een groot aandeel in de beschikbare systemen voor signalering in het spoor en vervullen daarmee een uiterst belangrijke rol.
Echter kleven er nadelen aan het gebruik van ES-lassen, waaronder een vermindering in homogeniteit in het spoor. De ES-lassen bieden een verminderde stijfheid ten opzichte van een doorgaande spoorstaaf, wat zal resulteren in een diepere invering (blinde vering) in het spoor op en rond de ES-lassen.
Dit, op zijn beurt, vergroot de slijtage in het ballastbed op deze specifieke locatie, hetgeen de invering naar verloop van tijd nog verder zal doen toenemen. Een illustratie van dit fenomeen is te zien in Figuur 1.
Figuur 1: Blinde vering spoor rondom ES-las
Deze vicieuze cirkel zorgt er uiteindelijk voor dat ES-lassen als een zwak punt in het spoor kunnen worden beschouwd; in Oostenrijk zijn ze zelfs verantwoordelijk voor meer dan 40% van de storingen in het spoor (wissels buiten beschouwing gelaten). Vanzelfsprekend brengen deze mogelijke storingen en het onderhoud om dergelijke storingen te voorkomen, aanzienlijke kosten met zich mee.
Een langere levensduur door gebruik van Under Sleeper Pads
Under Sleeper Pads, ofwel dwarsliggerzolen, staan bekend om hun eigenschappen om de grote krachten die in het spoor gepaard gaan optimaal te verdelen over het ballastbed en daarmee niet alleen de levensduur van het ballastbed te verlengen, maar ook om geluids- en trillingsoverlast te verminderen.
In de basis bieden de Under Sleeper Pads deze voordelen vanwege de extra elastische laag die in het spoor wordt ingebracht. Een cruciaal aspect in het plaatsen van een dergelijke elastische laag onder de dwarsligger is dat daarmee het contactoppervlak tussen de dwarsliggers en het ballastbed wordt vergroot omdat de ballaststenen in de elastische laag penetreren en zich settelen; hiermee wordt het contactoppervlak vergroot van grofweg 3-5% bij “kale” dwarsliggers, naar tot wel 35% met van polyurethaan vervaardigde Under Sleeper Pads Hier presteren Under Sleeper Pads van polyurethaan beter dan Under Sleeper Pads van EVA (zie ook Figuur 2).
Figuur 2: Contactoppervlak dwarsligger en ballast (stijfheden volgens DIN 45673-6: 2010)
Deze vergroting in het contactoppervlak en “interlocking” van de ballaststenen zorgen voor een algehele verbeterde krachtenverdeling over het ballastbed, en kunnen een vermindering in krachten op de bovenste laag ballaststenen van wel 80% met zich meebrengen ten opzichte van een spoorconstructie zonder Under Sleeper Pads.
Praktijktesten in onder andere de Verenigde Staten en China hebben aangetoond dat het toepassen van Under Sleeper Pads onder ES-lassen resulteert een sterke vermindering in invering en slijtage in het daaronder gelegen ballastbed (zie ook Figuur 3), en daarmee een vermindering in benodigd onderhoud in deze gebieden.
Figuur 3: Invering dwarsliggers rondom ES-las met en zonder Under Sleeper Pads, aslasten 33 ton
In het onderzoek in China, specifiek, werd geconstateerd dat in secties zonder Under Sleeper Pads al 2 of zelfs 3 keer onderstopt moest worden, waar in secties waar wel Under Sleeper Pads toegepast waren in dezelfde omstandigheden, nog geen enkel onderhoud nodig was. Figuur 4 toont het verloop van de invering van de dwarsliggers over een periode van een jaar, waarbij er duidelijke pieken rondom ES-lassen te zien zijn. Wat daarnaast echter direct opvalt, is dat de invering bij de ES-las waarbij Under Sleeper Pads toegepast zijn, nagenoeg gelijk blijft over dit jaar, waarbij de invering rondom de ES-lassen waar géén Under Sleeper Pads zijn gebruikt, grofweg verdubbelt.
Figuur 4: Verschil in invering over tijd tussen secties met en zonder Under Sleeper Pads, aslasten 25 ton
Hiermee kunnen we stellen dat Under Sleeper Pads een aanzienlijke levensduurverlenging en vermindering in onderhoudskosten van het ballastbed en de ES-lassen met zich mee kunnen brengen.
Een gedetailleerd buitenlands artikel over het toepassen van Under Sleeper Pads, en dan met name rondom ES-lassen, kan hieronder gedownload worden.
