Comparación de almohadillas de goma para traviesas de hormigón y de madera: ¿cuál funciona mejor?

Las almohadillas de goma son el corazón elástico de los sistemas de sujeción modernos, pero su rendimiento está fuertemente influenciado por la cama sobre la que se sientan. Los datos de laboratorio y los registros de servicios-de ingresos ahora permiten una comparación directa entre las plataformas debajo de concreto y debajo de traviesas de madera a través de cuatro métricas clave: amortiguación, reducción de estrés, durabilidad y costo del ciclo de vida-.

1. Vibración y ruido
El hormigón es aproximadamente diez veces más rígido que la madera, por lo que una vía de hormigón irradia más ruido. Las mediciones en Zagreb mostraron que la pista traviesa de madera-es entre 1 y 2 dB(A) más silenciosa que una pista de hormigón idéntica; Las pruebas alemanas encontraron hasta 5 dB menos de vibración del suelo con madera. Para compensar, las traviesas de hormigón necesitan almohadillas de goma de alta-pérdida (tan δ mayor o igual a 0,18). Una almohadilla de EPDM de 10 mm sobre hormigón logra una atenuación de 6 dB(A)-igual que la ventaja "natural" de la madera-pero solo si la rigidez de la almohadilla es de 40 a 60 MN m⁻¹. La madera ya proporciona amortiguación intrínseca, por lo que la misma almohadilla de madera puede ser un 30 % más rígida, mejorando el aislamiento eléctrico sin exceder los límites de ruido.

2. Estrés al dormir y crujidos
El trabajo con elementos-finitos muestra que bajo un eje de 25 t, la tensión de flexión máxima en una traviesa de concreto-pretensado es de 3,8 MPa sin almohadilla, pero cae a 2,7 MPa (–29 %) cuando se inserta una almohadilla de goma de 12 mm; duplicar el espesor de la pastilla a 24 mm proporciona sólo una reducción adicional del 5 %. Las traviesas de madera se flexionan más, por lo que la tensión del asiento del riel es inicialmente menor; Por lo tanto, la almohadilla reduce la tensión sólo entre un 10 y un 12 %, pero evita el aplastamiento de las fibras de la madera y el aflojamiento de los clavos, el modo dominante de falla de la madera.

3. Protección de lastre
En este caso el hormigón goza de una clara ventaja. Una suave almohadilla debajo-de la traviesa (USP) sobre hormigón redujo la rotura acumulada del lastre en un 44 % en ejes de 20 t y en un 27 % en ejes de 50 t después de tres millones de ciclos. La mayor flexibilidad vertical de la madera ya "suaviza" el pulso de carga, por lo que agregar un PVU produce sólo la mitad del beneficio adicional (12-15 %). Por lo tanto, para rutas de transporte pesado-el hormigón más USP es la solución predeterminada.

4. Durabilidad y mantenimiento
Las traviesas de hormigón duran 50 años, pero sus plataformas deben sobrevivir el mismo período; Los compuestos de EPDM o TPU resistentes al ozono-cumplen este objetivo. Las traviesas de madera se reemplazan después de 25 a 30 años, por lo que el envejecimiento de las plataformas es menos crítico, pero la fluencia de las plataformas puede acelerar el desgaste de la madera. Los datos de campo muestran que las losas sobre concreto experimentan un fraguado permanente de 0,15 mm por año, versus 0,25 mm sobre madera debido a una mayor flexión local. Por el contrario, la superficie rugosa de la madera puede desgastar las almohadillas; por lo tanto, el espesor de la losa aumenta de 10 mm (hormigón) a 12-14 mm (madera).

5. Economía
Los modelos de costo del ciclo de vida-para una línea de tráfico mixto-de 1000 km indican que la instalación de una vía de concreto con plataformas premium cuesta un 8 % más que una vía de madera, pero la brecha se borra después de la primera renovación de las traviesas de madera. Las barreras acústicas añaden 1,5 millones de euros por kilómetro; En cambio, mejorar las plataformas de hormigón cuesta 0,12 millones de euros por kilómetro, lo que hace que "hormigón + plataforma" sea la solución-de vía más barata y silenciosa.

Para líneas nuevas-de transporte pesado o de alta-velocidad, las traviesas de concreto combinadas con almohadillas de caucho de alta-pérdidas brindan una protección superior contra el lastre, una vida útil predecible de 50-años y un ruido controlable. Las traviesas de madera siguen siendo excelentes para el tráfico ligero-o rutas patrimoniales donde su amortiguación innata y su menor desembolso de capital son importantes, pero requieren almohadillas más gruesas y resistentes a la abrasión y un reemplazo más temprano. En resumen, la colchoneta no elige a quien duerme; el tráfico lo hace.