Mit der kontinuierlichen Zunahme des Personen- und Güterverkehrs auf der Schiene wird die Instandhaltung von Schottergleisen zu einer immer anspruchsvolleren Aufgabe, wobei heutzutage ein Großteil der Gleisinstandhaltungsarbeiten mit modernen Stopfmaschinen durchgeführt wird. Das Verfahren des Hebens, Nivellierens und des Asynchron-Gleichdruck-Stopfens liefert sehr gute Ergebnisse im Hinblick auf die kontinuierliche Schotterverdichtung und die Wiederherstellung der ursprünglichen Gleisgeometrie. Die aus wirtschaftlicher Sicht wünschenswerteste Methode der Gleisinstandhaltung ist zustandsabhängig, wobei die entscheidenden Parameter an den vorgefundenen Gleiszustand angepasst werden sollen. Moderne Stopfmaschinen arbeiten jedoch mit vorher definierter Stopfparameterkombinationen, wobei nur wenige Parameter an den Schotterbettzustand angepasst werden können. 

Die im Rahmen des Forschungsprojektes durchgeführten Untersuchungen befassen sich mit den Grundlagen des Stopfprozesses und den bodenmechanischen Aspekten der Schotterverdichtung. Dazu wird eine umfassende Untersuchung des Stopfprozesses bei regelmäßiger Gleisinstandhaltung in unterschiedlichen Schotterzuständen durchgeführt, wobei vor allem die Wechselwirkung zwischen Stopfpickel und Schottermatrix bei der Schotterverdichtung im Vordergrund steht. Erstmals werden diese beiden Komponenten auf einer Schwingungszyklusskala betrachtet und eine neue Methode zur Messung und Interpretation ihrer Kraft-Verformungs-Beziehung in Form eines Arbeitsdiagramms entwickelt. Diese Darstellung ermöglicht es, Stopfkenngrößen wie Reaktionskraft und Verdichtungsenergie, die sich aus einem gegebenen Satz von Stopfparametern ergeben, zu bestimmen. Der Vergleich der Stopfkenngrößen zwischen Stopfmaschineneinsätzen an verschiedenen Standorten ermöglicht eine eindeutige Identifizierung des Schotterbettzustandes aufgrund seiner Wechselwirkung mit dem Stopfpickel. 

Diese Erkenntnis bildet die Grundlage für die künftige Entwicklung eines zustandsabhängigen Stopfverfahrens, bei dem die Stopfparameter an den von der Maschine während des Stopfens gemessenen Schotterzustand angepasst werden.

Dissertation von Frau DI Dr. Olja Barbir im reposiTUm, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster.