Глава 5. Рельсомобильный транспорт

Эволюция дорог.

Рассмотрим эволюционный процесс совершенствования дорог.

Исторически первыми дорогами были дороги-направления, то есть естественные участки земной поверхности, размеченные для движения. К сожалению, такие дороги до сих пор используются [в нашей стране 46 000 населенных пунктов отрезаны от нормальной дорожной сети].

Очевидным их недостатком является сильная зависимость от осадков. Даже небольшой дождик превращает такую дорогу в непролазную грязь. Поэтому грунт стали покрывать «дорожной одеждой» булыжником, а позже асфальтом.

Это решило проблему качества дорожного покрытия, но из-за неравномерных просадок грунта, особенно в местах с холодным климатом, сделало это качество очень недолговечным. На фото в центре асфальт просел ещё до официального открытия дороги.

Поэтому, встала необходимость создания мощного фундамента под дорожное покрытие. Толщина бетонной подушки на немецких автобанах доходит до 1 метра. Что очень дорого и полностью проблемы в холодном климате не решает.

В очень сложных условиях строятся дороги на опорах (эстакады). Однако из-за большого веса самой дороги и большого пролёта между опорами (минимум 10 метров) такие дороги неоправданно дорогие. Поэтому эстакады применяются только при крайней необходимости.

Другим направлением эволюции стали железные дороги. Раз мы не можем сделать ровную широкую дорогу, надо сделать ровные узкие участки дороги (рельсы), установить их не на монолитное основание, а на наборное (шпалы). И всё это положить на «дышащую подушку» (балластный слой), который за счёт вибрации сам будет выравниваться, заполняя появившиеся пустоты.

Такое решение широко используется и в настоящее время. Обратной стороной является повышенная ударная нагрузка на рельсы. Поэтому на мостах, эстакадах, в метро, то есть на прочном основании, применяется безбалластное основание (заглублённые в бетон полушпалы). Эффективность такого решения ограничена высокой стоимостью самих эстакад.

Существует вариант объединения несущей балки эстакады с рельсами (монорельс).

Однако, к существенному снижению стоимости это не привело. Так как такая дорога обязана быть обособленной (монорельс нельзя пересекать с автомобильной дорогой в одном уровне). Но если это же решение применить не к эстакаде, а к наземной дороге, то вместо большого монорельса-балки с большим пролётом, достаточно двух небольших балок (рельс) с маленьким пролётом. Такое решение (рельсы на опорах-сваях под каждую шпалу) используется в железнодорожных депо.

Использовать такую конструкцию при движении на больших скоростях мешают ударные нагрузки на рельсы, передаваемые железобетону, который плохо их переносит. Однако, причиной ударных нагрузок, в основном являются сами рельсы, точнее способ их крепления на шпалах с пролётом в 56 сантиметров. Такая конструкция проектировалась для подвижного балласта, и соответственно рельсы должны были упруго изгибаться для компенсации просадок шпал, что и приводит к ударным воздействиям. Если сделать неподвижный свайный фундамент (а сваи рассчитаны на ударную нагрузку, так как их забивают ударами молота), то ударная нагрузка останется, практически только от прогиба рельс между шпалами. То есть, если расстояние между шпалами уменьшить до нуля (сплошные горизонтальные балки - ростверк), то рельсы перестанут быть несущим элементом дороги, а для простой передачи нагрузки достаточно дешёвого швеллера. Это снизит стоимость рельс почти в 10 раз. Увеличение ширины рельса и применение прорезиненных покрытий рельс и колёс, а также на порядок большая площадь амортизирующих прокладок, позволит снизить ударные воздействия на железобетон до приемлемой величины.

То есть, из эволюции дорог видно:

1) Чем уже дорога, тем проще её сделать ровнее. Рельсы ровнее асфальта.

2) Наборный фундамент эффективнее (ремонтопригоднее) монолитного. Практически все современные здания строятся на свайном фундаменте.

3) Самым «отсталым» элементом железной дороги являются классические железнодорожные рельсы, которые продолжают по инерции применяться на неподвижном фундаменте, хотя разрабатывались они для плавающего (щебёночный балласт).

Таким образом, получаем такую идеальную конструкцию железной дороги: на свайное основание устанавливаются две горизонтальные балки-рельсы (несущая функция классических рельс), а на них, через амортизирующие прокладки, для контакта с колёсами устанавливается металлический швеллер (функция классических рельс: передача нагрузки от колёс на фундамент). Причём, все технологии для такой идеальной дороги есть.

Но у рельсового транспорта есть большой недостаток – это его немобильность. Поэтому надо создать транспорт, объединяющий преимущества автомобильного и рельсового транспорта, и свободного от их недостатков. Такой транспорт будем называть рельсомобильным.