Experimental research on fatigue strength of prototype under sleeper pads used in the ballasted rail track systems

The present paper discusses static and dynamic characteristics of various under sleeper pads (USP) that are to be used in the ballasted track systems as resilient vibroacoustic isolators. Four different USP samples were put to fatigue tests and static and dynamic bedding moduli were determined. The purpose of the tests, which were carried out up to 500 thousand load cycles, was to determine which USP have favourable and which unfavourable properties, taking into account their potential application as the elements used for energy dissipation and reduction of noise and vibration. The obtained results allowed the authors to indicate samples with a potential for further analysis and to reject those, which did not satisfy the adopted criteria.

W niniejszej pracy omówione zostały statyczne i dynamiczne własności różnych prototypowych podkładek podpodkładowych (USP), które są stosowane w podsypkowych konstrukcjach dróg szynowych jako sprężyste tłumiki wibroakustyczne. Zadaniem tego typu elementów sprężystych jest zapewnienie ochrony przeciwko drganiom, zabezpieczenie podsypki pod torami i poprawa stabilności toru. Na potrzeby tej pracy przeprowadzono badania wytrzymałości zmęczeniowej czterech różnych próbek USP: trzech podkładek na bazie granulatu gumowego o różnych własnościach oraz podkładki na bazie poliuretanu. Dla każdej z próbek wyznaczono trzy parametry: statyczny moduł sztywności dla obciążenia z zakresu (0.01÷0.1) N/mm2, statyczny moduł sztywności dla obciążenia z zakresu (0.01÷0.2) N/mm2 i dynamiczny moduł sztywności dla różnych częstotliwości obciążenia (1-24 Hz). Badania były prowadzone do 500 000 cykli obciążenia, co jest wartością mniejszą niż zalecane 3 mln, ale wystarczającą na wstępnym etapie badań do wskazania próbek USP o korzystnych i niekorzystnych własnościach, biorąc pod uwagę ich potencjalne zastosowanie w podsypkowych konstrukcjach dróg szynowych jako elementów służących do redukcji drgań i hałasu. Głównym celem przeprowadzonych testów było wskazanie próbek do dalszych badań i odrzucenie tych, które nie spełniają żądanych kryteriów.