Зачем железнодорожные насыпи делают такими высокими

Путешествуя на поезде, вы не раз замечали, что как будто проноситесь над окружающей местностью. Деревья кажутся маленькими, и вся природа, как на ладони. Правда, не на всем пути. Но по большей части можно смотреть на красивые пейзажи свысока от того, что железная дорога пролегает по огромной насыпи над землей. Зачем же железнодорожные пути так высоко подняты, если автомобильные трассы с большими насыпями встречаются намного реже.

Давайте сначала разберем, как устроена сама насыпь. Она представляет собой утрамбованные горизонтальные слои из песка и грунта (гальки и глины). Для предотвращения деформаций используют еще теплоизоляционные материалы, такие как торф и шлаки. Насыпь укладывается в заранее подготовленный котлован, который необходим для повышения стабильности сооружения, чтобы паводковые воды не подмывали основание конструкции. В верхней части пути добавлен слой-балласт из щебня. Он нужен, чтобы пропускать воду, а также обеспечивать надежную фиксацию рельсошпальной решетки, предотвращая любые смещения. При довольно высоких насыпях, высотой в 10 метров, особое внимание уделяется устройству откосов, чтобы ничего не разрушилось. Для этого крутизну наклона делают 1:1,5 в верхней части и 1:1,75 — в нижней. Иногда строят подпорные железобетонные стены от обрушений.

Высокая насыпь имеет несколько объяснений своего появления. Самая очевидная причина — это паводки. Каждая насыпь должна быть сконструирована с запасом выше максимально зафиксированной и ожидаемой высоты воды. Высокие насыпи часто можно увидеть рядом с поймами рек и в естественных низинах. Насыпи предотвращают затопление и размыв путей во время сильных дождей и снегопадов. Если рельсы окажутся под водой, обеспечить бесперебойное движение поездов невозможно. Хотя современные локомотивы и электропоезда снабжены герметичным и водонепроницаемым тяговым электрооборудованием. То есть в чем особо проблема, если все защищено, и вода не страшна. Но на затопленных участках составам приходится снижать скорость, что приводит к сбоям в ж/д сообщении.

Также на устройство насыпей влияет кривизна и неровность ландшафта, по которому прокладываются ж/д пути. На поверхности земли встречаются как холмы, так и глубокие овраги. Если бы железная дорога повторяла рельеф местности, как это делается для автодорог, то в итоге железнодорожный путь имел бы резкие подъемы и спуски. Для автомобилей это может быть и допустимо, но для поездов такие уклоны просто неприемлемы. Железнодорожный транспорт очень чувствителен к резким перепадам пути, поскольку даже незначительный подъем может стать рискованным (из-за особенностей пары трения колесо — рельс). Особенно в морозную погоду или дождь, когда поезд под своим огромным весом может просто скатиться вниз. Поэтому профилирование пути требует постоянных корректировок, и насыпи с пологими углами помогают выравнивать разницу высот на многих километрах. Железнодорожное полотно укладывают с обязательным условием, чтобы максимальный уклон не превышал 40‰ (из нормативного документа п. 4.3 СП 119.13330.2017).

При обустройстве насыпей уменьшается нагрузка на ж/д составы и сокращается время в пути, а значит, повышается их производительность. Причем возведение насыпей экономически выгодней, чем строительство путепроводов и бетонных виадуков.

Еще насыпь необходима при укладке инженерных коммуникаций под железной дорогой: всевозможных труб и проводов. Это могут быть не только водопроводы и линии передачи электричества, но и тепловые сети, газопроводы и нефтяное сообщение. В некоторых случаях в тело насыпи прокладывают трубы диаметром 6 м для выведения воды или же обустраивают шоссейные дороги и скотопрогоны.

Таким образом, насыпи на железнодорожных путях делают высокими для того, чтобы обеспечить безопасность и эффективность движения поездов. И в целом, насыпи являются важным элементом инфраструктуры железной дороги, без которого бы она не функционировала столь надежно.

Спасибо за внимание.