Comment les patins ferroviaires sont classés
Une plateforme de rail a trois fonctions : amortir le pied du rail, amortir les vibrations et protéger la traverse ou la dalle des charges ponctuelles. La classification dépend du matériau utilisé et de la fonction fournie, car les deux déterminent la rigidité, l'isolation, la résistance à l'usure et le prix. Les principales classes en service sont le caoutchouc, le polyuréthane, l'EVA, le PEHD, les coussinets isolants et les coussinets de réglage en hauteur-, et chacun a une enveloppe de performances définie.
Tampons en caoutchouc ou en polyuréthane
| Propriété | Tampon en caoutchouc | Coussinet en polyuréthane |
|---|---|---|
| Rigidité statique | 20-60 kN/mm | Plage de rigidité plus élevée, charge-ajustable |
| Résistance à l'usure | Niveau de référence | Environ 30 pour cent plus élevé |
| Plage de température | Sujet au vieillissement et au durcissement à des températures extrêmes | Stable de -40 à 70 degrés Celsius |
| Allongement à la rupture | Plus de 500 pour cent, bonne récupération élastique | Allongement inférieur, résistance supérieure |
| Cycle de remplacement | Référence | 2 à 3 fois plus longtemps |
| Utilisation typique | Chemins de fer conventionnels, transport ferroviaire urbain | Lignes de transport lourd-et à grande-vitesse |
Les coussinets en caoutchouc constituent la solution économique par défaut : une bonne absorption des chocs et, avec une conception d'amortissement appropriée, des réductions du bruit solidien-de la structure de l'ordre de 5-15 dB en fonction de la forme de la voie. Les tampons en polyuréthane se négocient à un prix plus élevé en termes de résistance, de résistance au fluage et de longévité, c'est pourquoi les lignes pour charges lourdes acceptent cette prime.
EVA et coussinets isolants pour voies signalées et métro
Les coussinets EVA sont fabriqués à partir d'un copolymère d'éthylène-acétate de vinyle avec une teneur en acétate de vinyle d'environ 20 % et une densité de 0,95-0,98 g/cm3. Ils combinent élasticité et isolation électrique : la résistance d'isolation atteint 1 x 10 à la puissance 10 ohms, ce qui protège le fonctionnement du circuit de voie, la résistance à la traction n'est pas inférieure à 15 MPa et l'allongement dépasse 500 %. La plage de fusion de 170 à 190 degrés Celsius donne un bon comportement à haute température. Les coussinets EVA conviennent aux lignes ferroviaires urbaines, aux ponts et aux tunnels où l'absorption des chocs et l'isolation sont toutes deux nécessaires, et ils peuvent être combinés avec des coussinets simples pour ajuster la hauteur de la voie par pas de 1 à 30 mm.
Les coussinets isolants poussent la fonction d'isolation plus loin. Remplis de fibres de verre et de systèmes époxy, ils offrent une résistance d'isolation d'au moins 1 x 10 à la puissance de 9 ohms, une résistance à la compression d'au moins 25 MPa et une tolérance d'épaisseur de plus ou moins 0,5 mm afin qu'ils soient bien ajustés contre le rail. Ils constituent l’élément clé des tronçons de circuits ferroviaires et des voies ferrées électrifiées ; si la résistance d'isolement mesurée tombe en dessous de 500 mégohms, le tampon doit être remplacé avant que des interférences de signal n'apparaissent.
Coussinets en PEHD pour-lignes de transport lourdes
Des coussinets en polyéthylène haute-densité sont spécifiés là où les charges par essieu augmentent. Le matériau combine un module de compression élevé - de l'ordre de 0,8-1,2 GPa - avec une résistance à la compression d'au moins 30 MPa, de sorte qu'un patin peut supporter les charges répétées d'un trafic lourd sur essieu de 27-tonnes-sans amincissement. La résistance à l’usure est environ trois fois supérieure à celle du caoutchouc ordinaire, et les performances de vieillissement en extérieur sont excellentes : pas de fissures ni de farinage après de nombreuses années d’exposition. La déformation est étroitement contrôlée - pas plus de 2 mm sous une charge de 50 kN - ce qui maintient la géométrie de la voie stable lorsque les forces roue-rail sont élevées et que la rupture des patins se traduirait directement par un affaissement de la voie.
Coussinets de réglage de la hauteur et notes d'installation
Les coussinets de réglage de la hauteur-sont fabriqués à partir de polyéthylène ou de nylon dans des épaisseurs de 1 à 30 mm et corrigent les petites erreurs de niveau laissées par le tassement. Leur dureté est élevée (Shore A de 90 ou plus) et leur résistance à la compression d'au moins 30 MPa, de sorte que le patin ne glisse pas sous la charge et que le réglage reste précis. Les faces de contact comportent des textures antidérapantes - pour empêcher le patin de sortir sous la circulation. Les règles d'installation sont importantes : mesurez d'abord l'écart de hauteur réel, puis faites correspondre l'épaisseur du tampon et n'empilez jamais plus de trois couches, car chaque interface est un plan de glissement potentiel.
Foire aux questions
Caoutchouc ou polyuréthane - quel coussin dois-je commander ?
Basez la décision sur la charge par essieu et la classe de ligne. Les lignes ferroviaires conventionnelles et urbaines soumises à des charges modérées utilisent des patins en caoutchouc de manière économique ; les lignes de transport lourd-et les lignes à grande vitesse-justifient la prime en polyuréthane avec une durée de vie plus longue et une rigidité stable.
Quel patin supporte des charges par essieu de 27 tonnes ?
Les coussinets en PEHD, avec un module de compression de l'ordre de 0,8-1,2 GPa et une résistance à la compression d'au moins 30 MPa, sont le choix standard pour les réseaux de transport lourd et maintiennent la déformation sous 2 mm à une charge de 50 kN.
Quel plot assure l'isolation électrique des circuits de voie ?
Coussinets EVA et coussinets isolants dédiés. L'EVA offre une résistance d'isolation de 1 x 10 à la puissance de 10 ohms ; les coussinets isolants avec remplissage en fibre de verre-et époxy fournissent au moins 1 x 10 à la puissance de 9 ohms avec une tolérance d'épaisseur de 0,5 mm.
Combien de calques de réglage sont autorisés ?
Pas plus de trois. Des couches supplémentaires multiplient les plans de glissement et réduisent la stabilité. Si la hauteur nécessaire est supérieure à celle fournie par trois couches, l’état des fondations ou des traverses doit plutôt être corrigé.
Quand faut-il remplacer un tampon ?
En cas de fissuration visible, de déformation permanente au-delà des spécifications, de perte d'isolation inférieure à 500 mégohms pour les coussinets isolants ou de changement de rigidité détecté par le retour d'information de la géométrie de la voie. Les cycles de remplacement des tampons en polyuréthane durent deux à trois fois plus longtemps que ceux du caoutchouc.
Les coussinets peuvent-ils réduire le bruit ainsi que les vibrations ?
Oui. Un coussinet souple découple le rail du support et réduit le bruit solidien-de la structure ; des réductions de 5-15 dB sont réalistes en fonction de la forme de la piste. Le compromis est une stabilité moindre, c'est pourquoi la rigidité est adaptée à la classe de ligne plutôt que maximisée.