Was weiß der Stopfpickel vom Schotter?

Was sagen uns die Diagramme?

Beim Vergleich von Messungen von neuem und abgenutztem Schotter ist ein typisches Verhalten zu beobachten: Abbildungen, die das Verhalten von abgenutztem Schotter zeigen, weisen einen ausgeprägten Anstieg der Stopfkraft auf, wenn der Stopfpickel in Kontakt mit dem Gleisschotter kommt und der Widerstand gegen eine weitere Verdichtung überwunden werden muss. Die Stopfkraft erreicht ihr Maximum unmittelbar vor Beginn der Entlastungsphase, bevor ein Zurückfedern einsetzt, bei dem der Pickel in weiterer Folge den Kontakt zum Schotter wieder verliert und sich vom Schotter entfernt, ehe der nächste Zyklus beginnt.

Im Unterschied dazu zeigt Schotter in gutem Zustand ein anderes Verhalten: Der Stopfpickel stößt deutlich früher auf den Gleisschotter und die Stopfkraft erreicht nach einem mäßigen Anstieg ihr Maximum. Mit einer Abnahme der Pickelgeschwindigkeit ist auch eine Abnahme der Stopfkraft verbunden, wobei der Pickel seine Bewegung in Richtung der zu unterstopfenden Schwelle fortsetzt. Ein Zurückfedern kann nicht beobachtet werden. Anders als bei abgenutztem Schotter sind negative Werte der Entlastungsreaktion die Folge. In einem darauffolgenden Zyklus kommt der Pickel tendenziell früher in Kontakt mit dem Schotter, was auf eine Kriechverformung des neuen Schotters als Folge der mechanischen Beanspruchung hindeutet.

Was weiß der Stopfpickel vom Schotter?

Dank einer brandneuen Mess- und Analysemethode ist es erstmals möglich, das Bewegungsverhalten von Schotter über den gesamten Stopfvorgang hinweg zu beobachten und den Schotterzustand in einer bisher nicht bekannten Detailtiefe darzustellen. Dabei übernimmt der Stopfpickel eine besondere Rolle: Durch die neue Methode entwickelt er sich vom Arbeitswerkzeug zum Messinstrument.

Mit den Erkenntnissen aus dem Forschungsprojekt TAMP kann mit Hilfe der installierten Messtechnik sowie dem entwickelten Algorithmus zur Auswertung auf den Zustand des Schotterbettes geschlossen werden. Auf diese Weise lässt sich der ideale Zeitpunkt für eine Reinigung oder Erneuerung des Schotterbettes identifizieren. Zusätzlich sollen künftig die Arbeitsparameter an den jeweiligen Schotterzustand angepasst und damit eine weitere Erhöhung der Stopfqualität erzielt werden. Schlussendlich lassen sich mit diesem System die Qualität des Infrastruktursystems erheblich steigern und die Lebenszykluskosten reduzieren.

Grundlage: der Stopfvorgang in Phasen

Während des Stopfens bilden die Stopfpickel ein Interaktionssystem mit dem Gleisschotter. Der Stopfvorgang lässt sich in drei Phasen unterteilen: das Eintauchen der Pickel in den Gleisschotter, das Beistellen und das Anheben einschließlich der Neupositionierung des Aggregats über der nächsten Schwelle. Die Unterteilung des Stopfvorgangs in die einzelnen Phasen ermöglicht die Auswertung der aufgewendeten Energie je Phase. Von besonderer Bedeutung ist das Beistellen. Der Beistellprozess startet wenige Momente vor Erreichen der endgültigen Stopftiefe und stellt den primären Verdichtungsvorgang des Schotters dar.

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