Ny forskning inom EU-projektet RAIL4EARTH visar hur variationer i markens egenskaper påverkar järnvägsspårens hållbarhet över tid. Genom avancerade simuleringar utvecklas modeller som kan förbättra planering av underhåll och minska problem med buller, vibrationer och sättningar i spårsystemet.
Studien fokuserar på hur skillnader i markstyvhet under sliprar driver så kallade differentialsättningar. Fenomenet uppstår ofta i områden med varierande grundförhållanden, i övergångszoner och vid spårväxlar. Dessa sättningar kan leda till ojämnheter i spårets vertikala läge, vilket påverkar laster, vibrationer och komfort.
− Resultaten från studien visar att spatialt varierande markstyvhet inte bara påverkar spårets geometri på lång sikt, utan att det också är en nyckelfaktor för att förbättra både hållbarhet och förutsägbarhet i det svenska järnvägssystemet, menar Madelene Sandbom, Flaggskeppsledare för FP4 Rail4EARTH i Trafikverket.
Resultaten bedöms vara direkt användbara för Trafikverket, eftersom de visar hur känsligt spåret är för lokala variationer i markförhållanden. Kunskapen kan användas för att förbättra prognoser av underhållsbehov, spårriktning och livscykelkostnader.
Modeller jämförs i studien
Analysen bygger på en kombination av statistiska metoder, simuleringar av samspelet mellan fordon och spår samt modeller för sättningar. Underlaget omfattar över 20 års mätdata från Malmbanan samt omfattande simuleringar.
− Med över 20 års mätdata från Malmbanan som referens och tusentals simuleringar som speglar verkliga variationer i stödlagrens styvhet har vi analyserat hur dessa faktorer påverkar spårets vertikala geometri över tid, berättar Jens Nielsen, forskningsprofessor på Chalmers.
Två modelltyper har jämförts: en avancerad icke-linjär modell och en snabbare linjär modell. Trots stora skillnader i beräkningstid visar resultaten små avvikelser i prognoser, ofta omkring tio procent efter ett års simulering.
− Den icke-linjära modellen visar dock tydligt sitt värde när lastomfördelning, förändrade kontaktkrafter och uppkomsten av ”hängande” sliprar måste fångas med hög noggrannhet, särskilt där markens styvhet varierar över korta avstånd, säger Kourosh Nasrollahi, teknologie doktor, som tillsammans med Jens Nielsen lett arbetet hos Chalmers.
Finansieras av EU. De uttryckta uppfattningarna tillhör projektet och speglar inte nödvändigtvis EU eller Europe’s Rail, som inte ansvarar för innehållet.
Källa: Trafikverket
