RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 201201 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 335666 (51) Int.Cl. E01C 9/04 (2006.01) E01C 5/18 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 28.09.1999 (54) Płyty gumowe do budowy nawierzchni przejazdów jednopoziomowych (43) Zgłoszenie ogłoszono: 09.04.2001 BUP 08/01 (76) Uprawniony i twórca wynalazku: Zimnoch Stanisław,Warszawa,PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2009 WUP 03/09 PL 201201 B1 (57) Płyty gumowe do budowy nawierzchni przejazdów jednopoziomowych przez linie kolejowe jednotorowe lub wielotorowe, zarówno na liniach kolejowych jak i tramwajowych do aktualnie występujących typów szyn, w torach o promieniu Rmin>180 m, w podkładach drewnianych i betonowych. Nawierzchnia składa się z płyt gumowych, wewnętrznych (1) i zewnętrznych (2), które są układane szczelnie obok siebie pomiędzy szynami (3), wewnątrz i na zewnątrz tego samego toru, na podkładach (4), podsypce (5), belkach stabilizacyjnych (6), do których są mocowane przy pomocy typowych wkrętów kolejowych i na kształtach betonowych (7), rozgarniających dwa różne rodzaje jezdni, drogi samochodowej i nawierzchni przejazdu.
2 PL 201 201 B1 Opis wynalazku Dziedziną techniki obejmującą niniejszy wynalazek jest budownictwo komunikacyjne w zakresie nawierzchni drogowych przez tory kolejowe i tramwajowe. Przedmiotem wynalazku są płyty gumowe do budowy nawierzchni przejazdów jednopoziomowych przez tory, zwłaszcza kolejowe lub tramwajowej poprzez wypełnienie płytami przestrzeni pomiędzy podkładami i podsypką, a górą powierzchnią szyn. Znane dotychczas z literatury technicznej i opisów patentowych zagranicznych rozwiązania: DE 93 12 383 U1; US 5,470,173; DE 31 18 540 C2 i polskich zgłoszeń, wynalazków czeskiego zgłoszenia nr 327519 i niemieckiego zgłoszenia 176113 B1 oraz polskich zgłoszeń: P 318707 i U1 104293 dotyczących konstrukcji płyt termoplastycznych na nawierzchnie przejazdów kolejowych wykonanych z tworzyw na bazie gumy, których kształty i rozmiary różnią się w zależności od zastosowanej technologii montażu nawierzchni oraz miejsca usytuowania płyt w torze. Płyty elastyczne (gumowe), w zależności od rodzaju ruchu samochodowego są produkowane i układane w torach jako: lekkie - o małej grubości, posadowione na podbudowie z drewna, betonu lub stali, stanowiące wraz z podbudową wypełnienie przestrzeni od podkładów do górnej powierzchni szyn, stosowane dla ruchu lekkiego i jako: ciężkie - wypełniające swoim korpusem całą przestrzeń od podkładów do górnej powierzchni szyn - dla ruchu ciężkiego. Płyty gumowe lekkie i ciężkie - są dwóch rodzajów: wewnętrzne, układane między szynami toru, i płyty zewnętrzne, układane na zewnątrz szyn tego samego toru, od strony jezdni na liniach jednotorowych, a od strony jezdni drogi lub międzytorza - na liniach dwu- i wielotorowych. Płyty wewnętrzne są wtłaczane za pomocą specjalnych narzędzi (dźwigni), pomiędzy szyny, a płyty zewnętrzne - pomiędzy szynę i jezdnię lub międzytorze, na ogół bez przytwierdzania ich do elementów toru. Konstrukcja nawierzchni przejazdu z płyt termoplastycznych w obrębie torów uzależniona jest od kształtów i rozmiarów płyt. Polega bądź na łączeniu szczelnym na pióro i wpust i docisku śrubowym na końcach przejazdu lub ściągami przez otwory przelotowe w płytach - przy stosowaniu płyt bez wycięć i wpustów, co jest niedogodnością montażową zwiększającą koszty, bądź na styk przez wtłoczenie płyt na bolce posadowione wcześniej na podkładach, co pogarsza szczelność nawierzchni i wymaga ciężkiego sprzętu przy montażu. Znana z niemieckich opisów patentowych konstrukcja nawierzchni przejazdów posiada niedogodności. Płyty ciężkie nie są bezpośrednio przytwierdzone do toru w którym są ułożone, co powoduje, że uginają się pod wpływem obciążeń pojazdami ciężarowymi, szczególnie między podkładami i wgniatają podsypkę wytwarzając kawerny, propagują drgania płyt, w następstwie czego ma miejsce ścieranie górnej powierzchni podkładów drewnianych, przyśpieszone ich zużycie i niezbędność napraw. Płyty wewnętrzne, od strony szyn, mają uformowany żłobek na swobodne przejście obrzeży kół, powstały z obniżenia ich grubości od góry. Od spodu, w tej części płyty mają wybrania na ominięcie przytwierdzeń mocujących stopkę szyny do podkładów. Obniżenie grubości płyt od góry i wybrania od dołu wymagają zastosowania wkładek podpierających osłabiony bok przyszynowy. Płyty zewnętrzne od strony szyn mają w profilu kształt dopasowany do wgłębienia pomiędzy główką i stopką szyny i wybrania na przytwierdzenia jak w płytach wewnętrznych, co również wymaga wzmocnienia wkładkami. Płyty wsuwane są pod główkę szyny dłuższym bokiem, spoczywają na wkładkach, podkładach i na podsypce, a przeciwległym bokiem opierają się o jezdnię drogi. Miejsce kontaktu jezdni drogi z elastyczną nawierzchnią płyt przejazdu deformowane jest naciskami kół pojazdów z powodu różnej sztywności elementów jezdni. Płyty wewnętrzne i zewnętrzne wymagają na końcach przejazdu wzdłuż toru zabezpieczenia dociskowymi urządzeniami śrubowymi przed rozsuwaniem. Z polskiego opisu patentowego czeskiego zgłaszającego nr 327519 znane są płyty wewnętrzne i zewnętrzne, których końce odpowiednio uformowanymi powierzchniami przylegania przysunięte są do stopek szyn i posiadają od spodu komory na przytwierdzenia mocujące szyny do podkładów, pozwalają na wyeliminowanie wkładek wzmacniających osłabiony profil spowodowany wybraniem od góry na tzw. żłobek, oraz wzdłużne otwory przelotowe na wsunięcie elementów złącznych np. z gwintowanych rur, ale także z lin, kabli itp., celem zabezpieczenia płyt przed rozsuwaniem, co komplikuje technologię montażu i podraża koszty szczególnie w przypadku zakładania elementów rur i ich skręcania.
PL 201 201 B1 3 Znane dotychczas rozwiązania charakteryzują następujące niedogodności: - brak zabezpieczenia przed rozgniataniem jezdni asfaltu na styku z elastyczną jezdnią przejazdu, - twarde uderzenia najeżdżających kół pojazdów samochodowych na szyny z powodu posadowienia płyt na tym samym poziomie co główki szyn, - ścieranie powierzchni podkładów drewnianych od drgań swobodnie leżących płyt oraz wgniatanie podsypki w odstępach między podkładami. Niedogodności te eliminuje rozwiązanie według wynalazku, poprzez zmianę kształtu płyt i sposobu ich mocowania w torach, co rzutuje również na obniżenie kosztów montażu i wydłużenie czasu eksploatacji nawierzchni. W rozwiązaniu płyty wewnętrzne i płyty zewnętrzne są prostopadłościanami szczelnie dociśniętymi jedna obok drugiej na pojedyncze pióro i wpust, tworząc nawierzchnię pojazdu charakteryzującą się tym, ze mają uformowany od spodu kanał montażowy, a grubość płyt wewnętrznych wypełnia z kilkumilimetrowym nadmiarem całą przestrzeń od górnej powierzchni podkładów do nieco ponad powierzchnię toczną główek szyn, przez co koła pojazdów nie najeżdżają bezpośrednio na szyny, a uderzenia ich są amortyzowane o lekko wystające krawędzie płyt. Płyty są ułożone na belkach stabilizacyjnych na docisk, wchodzą w kanały tworząc równą powierzchnię przez łączenie ze sobą w poziomie szyn za pomocą pojedynczych wpustów i wypustów, tak dobranych, aby można było je łatwo demontować w przypadku uszkodzenia. Belki stabilizacyjne są łączone z podkładami wkrętami kolejowymi i spełniają dwie funkcje: zapobiegają ugięciom pionowym w okienkach między podkładami od obciążeń pojazdami, oraz umożliwiają przytwierdzanie do nich płyt wkrętami kolejowymi, co zapobiega ich rozsuwaniu wzdłuż toru. Płyty wewnętrzne spoczywają całą swoją dolną powierzchnią na podkładach i na belkach stabilizacyjnych połączonych z podkładami, co daje powiększoną o powierzchnię przylegania, a płyty zewnętrzne są oparte dodatkowo na kształtkach rozgraniczających nawierzchnię przejazdu od jezdni drogi. W tym celu podkłady są rozmieszczone w odstępach odpowiadających szerokości płyt wewnętrznych, a kształtki betonowe rozgraniczające nawierzchnię przejazdu od jezdni drogi, w odległości od szyn skrajnych, równej szerokości płyt zewnętrznych. Płyty wewnętrzne mają nieco większe wymiary w stosunku do szerokości toru, w celu szczelnego przylegania, gdy zostaną wtłoczone pod główki szyn. Płyty zewnętrzne na boku przylegającym do szyny mają obniżoną powierzchnię jezdną o szerokość obręczy kół pojazdów szynowych a profil ukształtowany w ten sposób, że zachodzi on szczelnie pod główkę szyny. Korzystne jest ukształtowanie krawędzi bocznych płyt w sposób pozwalający na szczelne przyleganie do szyn i do kształtowników betonowych, oraz nadanie im wpustów i wypustów na ściankach bocznych wzajemnie stykających się ze sobą, co zabezpiecza podkłady i podtorze przed wodami opadowymi i zanieczyszczeniami powierzchniowymi. Korzystnymi skutkami rozwiązania według wynalazku jest zwiększenie trwałości konstrukcji przejazdu oraz poprawa komfortu przejeżdżania pojazdów przez tory. Obciążenia dynamiczne od kół pojazdów, na styku jezdni drogi i z nawierzchnią z płyt gumowych, są przejmowane przez kształtki betonowe rozgraniczające oba rodzaje nawierzchni, które je zabezpieczają, a jednocześnie służą do posadowienia na nich skrajnego boku płyty zewnętrznej, co ma ten skutek, że nie występuje wgniatanie podsypki i nie tworzą się kawerny propagujące drgania płyt, co zapobiega ścieraniu podkładów w części wystającej na zewnątrz toru. Powierzchnia płyt wewnętrznych wystając nieznacznie ponad poziom główek szyn umożliwia miękkie najeżdżanie kół pojazdów na szyny poprawiając komfort pokonywania przejazdu. Belki stabilizacyjne wewnątrz i na zewnątrz szyn toru są przytwierdzone typowymi wkrętami kolejowymi i umożliwiają mocowanie do nich płyt wewnętrznych i zewnętrznych również wkrętami kolejowymi, co zapobiega rozsuwaniu płyt przez pojazdy, wgniataniu podsypki między podkładami wewnątrz toru i ścieraniu podkładów. Przedmiot wynalazku pokazano w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia nawierzchnię przejazdu kolejowego w przekroju wzdłuż linii A-A na fig. 2, fig. 2 przedstawia tę samą nawierzchnię w rzucie z góry, fig. 3 pokazuje płytę wewnętrzną, a fig. 4 pokazuje płytę zewnętrzną, zaś fig. 5 przedstawia belkę stabilizacyjną. Przykład wykonania Nawierzchnia przejazdu jednopoziomowego przez linie jednotorowe lub wielotorowe kolejowe lub tramwajowe, wykonana z płyt elastycznych, składa się według wynalazku z płyt gumowych
4 PL 201 201 B1 wewnętrznych 1, płyt gumowych zewnętrznych 2, ułożonych szczelnie obok siebie pomiędzy szynami 3 wewnątrz i na zewnątrz tego samego toru, na podkładach 4, podsypce 5, belkach stabilizacyjnych 6 i kształtkach betonowych 7 rozgraniczających dwa różne rodzaje jezdni: drogi samochodowej i przejazdu. Płyty wewnętrzne 1 mają ujednoliconą szerokość równą w przybliżeniu osiowemu odstępowi podkładów 4, długość nieco większą od prześwitu toru, a grubość przewyższającą kilka milimetrów wysokość danego typu szyn 3 i są ułożone jedna obok drugiej w ten sposób, że każda jest przymocowana typowym wkrętem kolejowym do belki stabilizacyjnej 6; zaś płyty zewnętrzne 2 długość mają równą podwójnej szerokości płyt wewnętrznych 1, grubość równą wysokości danego typu szyn 3, są ułożone jedna obok drugiej na zewnątrz szyn 3, częściowo na podkładach 4, gdzie każda jest przymocowana do belki stabilizacyjnej 6 wkrętami kolejowymi i wystaje nieco poza podkłady od strony drogi dojazdowej lub międzytorza częścią, którą spoczywa na kształtkach betonowych 7. Belka stabilizacyjna 6 posiada od spodu wycięcia 6a stabilizujące odstępy podkładów i wyrównujące wysokościowe posadowienie na nich płyt wewnętrznych 1 za pomocą występów 6b w zależności czy są to podkłady drewniane czy betonowe. Płyty wewnętrzne 1 posiadają na całej szerokości wypusty 12 usytuowane na wysokości dolnej powierzchni główek szyn 3, które pod nie wchodzą i umożliwiają utworzenie żłobków 9 dla swobodnego przejścia obrzeży kół pojazdów szynowych w obrębie przejazdu. Płyty wewnętrzne 1 po środku szerokości, a płyty zewnętrzne 2 w środku długości mają uformowane kanały technologiczne 11a i 11b na belkę stabilizacyjną 6 do której poprzez przelotowe otwory 10 są mocowane wkrętami kolejowymi. Każdy z przelotowych otworów jest utworzony przez dwie różne średnice tak, aby łby wkrętów mogły być wpuszczone do wewnątrz i nie wstawały ponad powierzchnię jezdną płyt i aby mogły być zabezpieczone maskującymi nasadkami gumowymi. Boki płyt gumowych 1 i 2 przylegające do szyn 3 wchodzą pomiędzy dolną powierzchnię główki a górną powierzchnię stopki i mają uformowane od góry wypusty 12 i 13 zachodzące pod główkę szyn, a od dołu posiadają wybrania 14 i 14a na elementy przytwierdzenia 8 i 9a oraz zukosowane płaszczyzny przylegania 15 i 15a, dopasowane do kąta pochylenia górnej powierzchni stopek szyn. Bok płyty zewnętrznej 2 od strony drogi posadowiony jest na półce kształtki betonowej 7 osadzonej na wzmocnionym podłożu. Montaż nawierzchni według wynalazku odbywa się w ten sposób, że w ramach robót wyprzedzających doprowadza się tor w obrębie przejazdu do bardzo dobrego stanu technicznego tzn. zagęszcza się podłoże, wykonuje odwodnienie, wymienia się szyny, podkłady i podsypkę na nowe i należycie stabilizuje, a następnie po uzyskaniu odstępów osiowych między podkładami 4, co około 0,61 m, układa się wewnątrz i na zewnątrz toru belki stabilizujące 6 regulując przez wycięcia 6a i 6b ich wysokościowe posadowienie na poziomie obniżonym od powierzchni tocznej szyn 3 o grubość górnej warstwy kanałów 11a i 11b w płytach 1 i 2 i mocuje się je znanymi wkrętami kolejowymi na podkładach 4. Jednocześnie lub wyprzedzająco w stosunku do czynności montażu belek stabilizujących 6, na zewnątrz toru, na chudym betonie osadza się kształtki betonowe 7 w odległości równej szerokości płyt zewnętrznych 2. Na tak przygotowanym torze, rozpoczyna się montaż od środka przejazdu, układa się płyty wewnętrzne 1 i zewnętrzne 2, na podkładach 4, które mocuje się do belek stabilizacyjnych 6 wkrętami kolejowymi przez otwory przelotowe 10. Wynalazek nie ogranicza się do przedstawionego przykładu wykonania. Możliwe jest również wykonanie nawierzchni według wynalazku z zastosowaniem płyt wewnętrznych i zewnętrznych z elastyczną warstwą jezdną na podkładach betonowych wszystkich odmian stosowanych zarówno na liniach kolejowych jak i tramwajowych oraz w prostych i na łukach o promieniu min 250 m na kolei 180 m w tramwajach. W innym wykonaniu nawierzchnie z płyt gumowych mogą posłużyć do budowy ścieżek rowerowych, przejść dla pieszych i wózków motorowych na stacjach kolejowych i przystankach tramwajowych. Ponadto nawierzchnie z płyt gumowych według wynalazku stwarzają nieznany dotychczas komfort pokonywania skrzyżowań dróg i ulic przez pojazdy samochodowe w pobliżu szkół, szpitali i gęstej zabudowy miejskiej bez nadmiernego hałasu i spalin, ponieważ prędkość jazdy nie jest ograniczona znanym z praktyki stanem technicznym przejazdów i nie tworzą się przed nimi kolejki.
PL 201 201 B1 5 Zastrzeżenia patentowe 1. Nawierzchnie przejazdów jednopoziomowych z płyt gumowych, znamienne tym, że płyty wewnętrzne (1) i płyty zewnętrzne (2) mają od spodu, odpowiednio kanały (11a i 11b) do osadzenia i mocowania na belce stabilizacyjnej (6), która posiada wycięcia (6a) i występy (6b) odpowiadające odstępom osiowym i kształtom pokładów (4). 2. Nawierzchnie przejazdów jednopoziomowych według zastrz. 1, znamienne tym, że powierzchnia jaką tworzą płyty wewnętrzne (1) wystaje nieznacznie nad poziom główek szyn (3), a powierzchnia płyt zewnętrznych (2) jest na tym samym poziomie co szyny (3). 3. Nawierzchnie przejazdów jednopoziomowych według zastrz. 2, znamienne tym, że płyty gumowe (1 i 2) mają odpowiednio, od strony wnęk (14 i 14a), odpowiednio skośne krawędzie (15 i 15a) do oparcia o stopkę szyny (3). 4. Nawierzchnie przejazdów jednopoziomowych według zastrz.1, znamienne tym, że płyty gumowe zewnętrzne (2) są posadowione i ograniczone kształtką betonową (7). Rysunki
6 PL 201 201 B1
PL 201 201 B1 7
8 PL 201 201 B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.