Нисковъглероден безбаластов релсов път

Макро полипропиленови фибри за бетон BarChip помагат на трамвайното трасе Parramatta Light Rail да осигури устойчива инфраструктура на световно ниво, намалявайки въглеродния отпечатък с 4 815 тона CO2e, намалявайки разходите за труд с 15% и помагайки на Parramatta Connect да постигне най-високия досега резултат за IS „As-Built“ от Съвета за устойчивост на инфраструктурата.

В западния край на пристанището на Сидни, на брега на река Парамата, се намира град Парамата. Парамата е един от най-големите региони по население в Сидни и се очаква почти да се удвои до 2040 г. до над 460 000 жители.

За да обслужва нуждите на тази разрастваща се област, се изгражда трамвайно трасе Parramatta Light Rail (PLR) на стойност 2,875 милиарда долара. Етап 1 от програмата включва 12 км двупосочна релсова линия и други съпътстващи дейности. Изграждат се 16 нови спирки по трамвайното трасе, свързващи линията с участъци с висока стойност и предходно изградени транспортни възли. Предвижда се изграждането на трасето да приключи през 2024 г.

Parramatta Connect, съвместно предприятие 50:50 между Downer и CPB Contractors, получи договора за доставка на инфраструктурния пакет от работи за етап 1 на трамвайното трасе. От самото начало те бяха ангажирани с водещите инфраструктурни принципи на Сидни – удобство за живеене, производителност и устойчивост. Мениджърът по устойчивост на CPB Дебора Ромеро обяснява:
„Устойчивостта беше ключов фокус за CPB Contractors и Downer по време на тръжния процес, като множество инициативи за устойчивост бяха внедрени още на ранен етап. Тези инициативи включват използването на макро синтетични фибри в рамките на релсовия път и замяна на стоманената армировка, която беше реализирана по време на проектирането и доставката на трамвайното трасе.“

Проектантския екип се съсредоточи усилията си най-вече върху социалните и екологични резултати от проекта. Това включва:

• Подмяна на стоманена армировка в плочата на коловоза с макро синтетични фибри BarChip – първи в NSW.
• Използване на дизайн на релсова система за зареждане за минимизиране на шума и вибрациите – за първи път в Австралия.
• Полагане на 1,3 км „Зелена писта“ за намаляване на използването на бетон и насърчаване на градското зелено пространство – за първи път в щата Нов Южен Уелс.
• Инсталиране на 3,7 км безжични релсови участъци с леки железопътни превозни средства, използващи батерии.
• Използване на нисковъглероден беден бетон, където е възможно.
• Изграждане на ексклузивни зони за споделено пространство за пешеходци в търговски обекти.
• Използване на 6000+ тона рециклиран асфалт и 1000+ тона рециклирано стъкло.
• Повторно използване на 95%+ от отстранения горен почвен слой при изграждане на ландшафта около трамвайното трасе.
• Рециклиране на 99% от отпадъците и извозване на повече от 145 900 тона към сметища.
• Повторно използване на повече от 15 000 метра релси, 13 650 релсови траверси и 13 000 метра надземни проводници.

Подходът беше възнаграден с награда „Водещ“ за оценка на дизайна и изпълнението за инфраструктурния пакет на PLR Етап 1 от Съвета за устойчивост на инфраструктурата. Екипът на проекта също така реализира силни социални резултати с местна първа цел за доставка, повече от 50% от работната ръка на обекта е по програма за чираци или обучаващи се, 2,6% от жените в нетрадиционни роли и местни цели за доставки, надвишени с близо 7 милиона долара.

Бетонен релсов път армиран с фибри BarChip

Бетонния релсов път е метод за проектиране на релси, който използва бетон за основа на релсите, за разлика от традиционните релсови траверси и баласт. Дизайнът се използва все повече като алтернатива на баластните релсови системи и е станал често срещан в конструкцията на леките железници.

Трамвайното трасе Parramatta има 100-годишен проектен живот и първоначално е бил проектиран със стоманобетонна релсова плоча. Възможността за подобрени резултати за устойчивост, по-добра издръжливост и намалени разходи накара екипа от проектанти да обмисли алтернативен дизайн с бетон, армиран с фибри BarChip.

Първичният дизайн на трамвайното трасе Parramatta се състоеше от лека бетонна основа с ниско съдържание на въглерод, върху която релсите бяха предварително монтирани. След това беше положен втори слой бетон, с който релсата се капсулова.

Традиционно за усилване на този капсулиращ слой се използва армировка от стоманени пръти. Този процес обаче отнема много време и създава логистични проблеми, поради ограничените възможности за монтиране на стоманената армировка. Стоманените пръти също могат да причинят нежелана проводимост от релсата, потенциално причинявайки корозия на стоманената инфраструктура, което се отразява отрицателно на проектния живот.

Стоманена армировка срещу армиран с фибри релсов път

Използването на макро синтетични фибри BarChip като заместител на стоманени пръти елиминира всякакъв риск от корозия, намалява риска от блуждаещ ток, засягащ стоманената армировка в плочата на коловоза, и позволява по-ефективен строителен процес. Чрез премахване на необходимостта от инсталиране на стоманена армировка в плочата на коловоза, Parramatta Connect успя да намали разходите за труд с приблизително 15% и значително да намали общото време за строителство.

Използването на макросинтетични фибри BarChip също така подобрява експлоатационните характеристики на бетона с предимства като повишена устойчивост на удар, пластичност (твърдост на бетона), цялостна издръжливост и капацитет на огъване. Макросинтетичните фибри BarChip започват да се активират на етапа на микропукнатини, намалявайки разпространението на пукнатини и минимизирайки разширяването на пукнатините, което може да подобри качеството и издръжливостта на плочата на коловоза.

Екологични резултати

Фибрите BarChip значително намаляват обема на стоманата, необходима за изграждане на релсовите плочи, намаляват разходите за поддръжка през целия живот на трасето, като елиминират риска от корозия и подобряват издръжливостта на бетона. Тези предимства осигуряват незабавни и непрекъснати икономии на въглеродни емисии за проекта и поддържат 100-годишния му проектен живот.
За намаляване на въглеродните емисии, проектантите на Parramatta Light Rail избраха макро синтетични фибри BarChip R50. R50 е популярен на световните пазари поради високата си производителност, лесното смесване и полагане, довършителните качества, както и защото е произведен от рециклирана и преработена пластмаса. BarChip R50 притежава напълно проверена екологична продуктова декларация (EPD), позволяваща точно определяне на въплътените икономии на CO2e, които са постигнати чрез подсиления дизайн на BarChip. Дебора Ромеро допълва:
„В проектът бяха използвани над 20 000 m³ бетон, армирани със 101 тона BarChip R50, което намали необходимото количество стоманена армировка в рамките на плочата на коловоза с 2426 тона. Наличието на EPD от BarChip позволи на проекта да определи точно въглеродния въглерод във фибрата и да заключи, че инициативата се равнява на намаляване на емисиите на парникови газове от 4815,83 тона CO2e, специално поради премахването на стоманената армировка. Това допринесе за първа иновация в държавата за проекта с 1 ISC иновационна точка и за общото постигане на 28% намаление на въглеродните емисии при използване на материали.“

Използването на BarChip поддържа екологични резултати извън директните въглеродни икономии. BarChip се добавя още в бетонния възел при смесване на всички агрегати за производство на бетона, елиминирайки необходимостта от транспортиране на стоманена армировка, което допълнително намалява въглеродните емисии с близо 4 тона CO2e. В сравнение с първоначалния проект, използването на фибри BarChip в плочата на коловоза намалява потреблението на прясна вода при производството на материали с над 96% и намалява потреблението на невъзобновяема енергия с над 86%. Фибрите BarChip се предлагат в рециклирани хартиени торби, които се използват изцяло в процеса на смесване на бетон, свеждайки до минимум отпадъците от опаковки на продукта. Фибрите BarChip също допринасят за намаляване на общото време за строителство, което, в конкретния проект, от своя страна доведе до подобрен социален резултат чрез намалени смущения в местната общност.

Изводи

Има многобройни академични статии, подчертаващи ползите от производителността, икономията и дълготрайността на армирания с фибри бетон в сравнение с армировката от стоманени пръти, но има малко публикации относно ползите от устойчивостта. При този проект воден от устойчивия подход на Downer и CPB Contractors доказа, че релсовия път, армиран с фибри BarChip, също може да има значителни ползи по отношение на устойчивостта.

В Parramatta Light Rail Stage 1 Infrastructure Works, армираният с фибри BarChip бетон позволи значително намаляване на въглеродните емисии в сравнение с първоначалния проект. Това помогна за намаляване на времето за строителство и въздействието върху общността, намали стойността на транспорта на материали до обекта и направи работата по-лесна и безопасна за строителните екипи. Той също така намали потреблението на материали и ресурси по веригата за доставки.

Фибрите BarChip, съчетани с холистичен подход към дизайна и идеята за устойчиви проекти, помогна на Parramatta Connect да постигне рекорден резултат за IS „As-Built“ от Съвета за устойчивост на инфраструктурата и да спечели наградата за отлични постижения на австралийски железопътни инфраструктурни проекти за 2022 г.