Classification and DMA characterization of a soft under-sleeper pad made from recycled truck-tire SBR

Cezary Kraśkiewicz; Marcin Gajewski; Wojciech Bańkowski

doi:10.7409/rabdim.026.016

Zgłoszono: 2026-07-11
Zaakceptowano: 2026-10-05
Opublikowano: 2026-10-16

Tom 25 Nr 3 (2026)

Klasyfikacja oraz charakterystyka DMA podatnej podkładki podpodkładowej USP z recyklatu SBR pochodzącego z opon samochodów ciężarowych

Cezary Kraśkiewicz

, Marcin Gajewski

, Wojciech Bańkowski

Dział: Artykuły

https://doi.org/10.7409/rabdim.026.016

Abstrakt

W artykule przedstawiono podstawowe parametry podkładek podpodkładowych USP (ang. Under Sleeper Pads) stosowanych w nawierzchni kolejowej o konstrukcji podsypkowej, określone w normie EN 16730. Omówiono również rekomendacje IRS 70713-1 Międzynarodowego Związku Kolejowego (UIC), oparte na wieloletnich badaniach zastosowania podkładek USP w nawierzchni kolejowej. W dalszej części artykułu szczegółowo przeanalizowano próbki USP wytworzone z gumy z recyklingu opon (granulat SBR związany spoiwem poliuretanowym). Porównanie wyników badań statycznego i dynamicznego modułu sztywności z rekomendacjami UIC pozwoliło zaklasyfikować analizowaną podkładkę USP do odmiany podatnej – stosowanej w celu redukcji hałasu wtórnego i wibracji przenoszonych na obiekty w sąsiedztwie toru kolejowego. Poza zakresem wymagań normy EN 16730 wykonano dodatkowe badania laboratoryjne właściwości lepko-sprężystych w aparacie DMA (ang. Dynamic Mechanical Analyzer), ukierunkowane na potencjał tłumienia drgań materiałów elastomerowych. Wyznaczono temperatury charakterystyczne w badaniach zespolonego modułu sztywności, krzywą wiodącą zespolonego modułu sztywności oraz właściwości dyssypacyjne w funkcji temperatury. Artykuł klasyfikuje udokumentowaną podkładkę podpodkładową z recyklatu SBR według EN 16730 i IRS 70713-1 oraz przedstawia uzupełniające pomiary DMA (temperatury charakterystyczne, krzywą wiodącą zespolonego modułu sztywności w temperaturze 20°C oraz cykliczną dyssypację energii), których norma nie wymaga. Celem pracy jest dostarczenie danych materiałowych dla USP odmiany podatnej, a nie zaproponowanie nowej receptury mieszanki.

Słowa kluczowe:

guma z recyklingu opon, izolatory wibroakustyczne, lepko-sprężystość, podkładki podpodkładowe USP, podsypkowa nawierzchnia kolejowa

Inne teksty tego samego autora

Beata Gajewska, Marcin Gajewski, Cezary Kraszewski, Leszek Rafalski, Badania modułów sprężystości wybranych mieszanek związanych hydraulicznie (HBM) pod obciążeniem cyklicznym , Roads and Bridges – Drogi i Mosty: Tom 11 Nr 4 (2012)
Nicola Baldo, Fabio Rondinella, Fabiola Daneluz, Pavla Vacková, Jan Valentin, Marcin Gajewski, Jan Król, Przewidywanie właściwości mechanicznych mieszanek mineralno-asfaltowych: badanie modelowania sieciami neuronowymi w porównaniu z metodami referencyjnymi regresji liniowej i nieliniowej , Roads and Bridges – Drogi i Mosty: Tom 24 Nr 1 (2025)
Mirosław Graczyk, Marcin Gajewski, Radosław Szczerba, Analiza statyczna dyblowanej betonowej nawierzchni lotniskowej z uwzględnieniem zjawiska curlingu płyt , Roads and Bridges – Drogi i Mosty: Tom 15 Nr 2 (2016)
Marcin Gajewski, Renata Horodecka, Właściwości reologiczne asfaltów drogowych zmodyfikowanych asfaltem naturalnym , Roads and Bridges – Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 2 (2018)
Beata Gajewska, Marcin Gajewski, Cezary Kraszewski, Analiza podatnej nawierzchni drogowej na podłożu z inkluzją w postaci kanału wykonanego wzdłuż osi jezdni , Roads and Bridges – Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 4 (2018)
Karolina Pełczyńska, Marcin Gajewski, Przegląd wybranych kryteriów zmęczeniowych warstw związanych spoiwami hydraulicznymi w nawierzchniach drogowych , Roads and Bridges – Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 3 (2018)
Wojciech Bańkowski, Renata Horodecka, Marcin Gajewski, Krzysztof Mirski, Rozszerzona ocena trwałości mieszanek mineralno-asfaltowych na ciepło , Roads and Bridges – Drogi i Mosty: Tom 15 Nr 2 (2016)
Wojciech Bańkowski, Analiza trwałości zmęczeniowej betonów asfaltowych z uwzględnieniem typu mieszanki i rodzaju lepiszcza , Roads and Bridges – Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 4 (2018)
Bohdan Dołżycki, Mariusz Jaczewski, Cezary Szydłowski, Wojciech Bańkowski, Marcin D. Gajewski, Analiza wybranych cech mechanicznych mieszanek mineralno-cementowo-emulsyjnych (MCE) , Roads and Bridges – Drogi i Mosty: Tom 22 Nr 1 (2023)
Marcin Gajewski, Porównanie właściwości reologicznych wybranych elastomerów stosowanych do produkcji łożysk mostowych , Roads and Bridges – Drogi i Mosty: Tom 16 Nr 1 (2017)

1 2 > >>

Pobierz pliki

PDF

Zasady cytowania

Kraśkiewicz, C., Gajewski, M., & Bańkowski, W. (2026). Klasyfikacja oraz charakterystyka DMA podatnej podkładki podpodkładowej USP z recyklatu SBR pochodzącego z opon samochodów ciężarowych. Roads and Bridges – Drogi I Mosty, 25(3), 247–266. https://doi.org/10.7409/rabdim.026.016

Cited by / Share

Licencja

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe.

Bibliografia

Schilder R.: USP (under sleeper pads) - A contribution to save money in track maintenance. Proceedings of AusRAIL PLUS 2013, Sydney, Australia, 26-28 November 2013, https://1library.net/document/y8mmggwz-usp-sleeper-pads-contribution-save-money-track-maintenance.html (available: 05.10.26)
Google Scholar

Neuhold J., Landgraf M.: Effects of under-sleeper pads on long-term track quality behaviour. Proceedings of the 5th International Conference on Road and Rail Infrastructure (CETRA) 2018, Zadar, Croatia, 17-19 May 2018, 675-682, DOI: 10.5592/CO/CETRA.2018.885
Google Scholar

Jayasuriya C., Indraratna B., Nimbalkar S.: Analysis of the performance of under sleeper pads - a critical review. Proceedings of the International Conference on Geotechnical Engineering (ICGE 2015), Colombo, Sri Lanka, 10-11 August 2015, International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE), https://www.issmge.org/uploads/publications/23/24/ICGE-15-TI-04-Jayasuriya.pdf (available: 05.10.26)
Google Scholar

Li H., McDowell G.R.: Discrete element modelling of under sleeper pads using a box test. Granular Matter, 20, 2, 2018, Article ID: 26, DOI: 10.1007/s10035-018-0795-0
Google Scholar

Gräbe P.J., Mtshotana B.F., Sebati M.M., Thünemann E.Q.: The effects of under-sleeper pads on sleeper-ballast interaction. Journal of the South African Institution of Civil Engineering, 58, 2, 2016, 35-41, DOI: 10.17159/2309-8775/2016/v58n2a4
Google Scholar

Jayasuriya C., Indraratna B., Ngo T.N.: Experimental study to examine the role of under sleeper pads for improved performance of ballast under cyclic loading. Transportation Geotechnics, 19, 2019, 61-73, DOI: 10.1016/j.trgeo.2019.01.005
Google Scholar

Navaratnarajah S.K., Indraratna B.: Application of under sleeper pads to enhance the sleeper-ballast interface behaviors. Construction in Geotechnical Engineering: Proceedings of Indian Geotechnical Conference (IGC) 2018. Lecture Notes in Civil Engineering, 84, 2020, 619-636, Springer, Singapore, DOI: 10.1007/978-981-15-6090-3_46
Google Scholar

Ngamkhanong C., Goto K., Kaewunruen S.: Sensitivity of dynamic responses of railway prestressed concrete sleepers with under sleeper pads to impact energy. Proceedings of the International Conference on Noise and Vibration Engineering (ISMA 2018), KU Leuven, Leuven, Belgium, 17-19 September 2018, https://past.isma-isaac.be/downloads/isma2018/proceedings/Contribution_480_proceeding_3.pdf (available: 05.10.26)
Google Scholar

Navaratnarajah S.K., Indraratna B., Ngo T.N.: Influence of under sleeper pads on ballast behavior under cyclic loading: Experimental and numerical studies. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 144, 9, 2018, Article ID: 04018068, DOI: 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0001954
Google Scholar

Zakeri J.A., Esmaeili M., Heydari-Noghabi H.: A field investigation into the effect of under sleeper pads on the reduction of railway-induced ground-borne vibrations. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 230, 3, 2016, Article ID: 999-1005, DOI: 10.1177/0954409714565499
Google Scholar

EN 16730:2016 Railway applications. Track. Concrete sleepers and bearers with under sleeper pads. European Standards, 2016
Google Scholar

Kraśkiewicz C., Zbiciak A., Al Sabouni-Zawadzka A.: Laboratory tests of resistance to severe environmental conditions of prototypical under sleeper pads applied in the ballasted track structures. Archives of Civil Engineering, 67, 3, 2021, 319-331, DOI: 10.24425/ace.2021.138058
Google Scholar

Kraśkiewicz C., Zbiciak A., Medyński J., Al Sabouni-Zawadzka A.: Laboratory testing of selected prototype under sleeper pads (USPs) – pull-off strength determined after the weather resistance test. Archives of Civil Engineering, 69, 2, 2023, 483-501, DOI: 10.24425/ace.2023.145280
Google Scholar

Kraśkiewicz C., Zbiciak A., Zobel H., Al Sabouni-Zawadzka A.: Laboratory tests of pull-off strength of chosen USPs attached to concrete sleepers. Archives of Civil Engineering, 69, 4, 2023, 247-262, DOI: 10.24425/ace.2023.147658
Google Scholar

IRS 70713-1, 1st ed.: Railway application – track & structure. Under sleeper pads (USP) – Recommendations for use. International Union of Railways (UIC), Paris, 2018
Google Scholar

EN 13230:2016 Railway applications. Track. Concrete sleepers and bearers. European Standards, 2016
Google Scholar

UIC: Under sleeper pads – Semelles sous traverses – Schwellenbesohlungen. Summarising Report of UIC Project No. I/05/U/440, 4th edition. International Union of Railways (UIC), Vienna, 2009
Google Scholar

Auer F., Potvin R.: USP in track. Influence of USP on the track behaviour. International Union of Railways (UIC), Paris, 2013
Google Scholar

UIC Code 713-1 (Draft Document): Recommendations for the use of under sleeper pads (USP). Version 1.4. International Union of Railways (UIC), Paris, 2016
Google Scholar

DIN 45673-6:2010-08 Mechanical vibration. Resilient elements used in railway tracks. Part 6: Laboratory test procedures for under-sleeper pads of concrete sleepers. German National Standard (DIN), 2010
Google Scholar

Öchsner A.: Classical beam theories of structural mechanics. Springer Nature, 2021, DOI: 10.1007/978-3-030-76035-9
Google Scholar

Hutchinson J.R.: Shear coefficients for Timoshenko beam theory. Journal of Applied Mechanics, 68, 1, 2001, 87-92, DOI: 10.1115/1.1349417
Google Scholar

Barnes H.A., Hutton J.F., Walters K.: An introduction to rheology. Elsevier, Amsterdam, 1989
Google Scholar

Gajewski M.: Estimation of the energy dissipation capability for chosen elastomers with application of DMA. Polymer Testing, 68, 2018, 405-414, DOI: 10.1016/j.polymertesting.2018.04.037
Google Scholar

Kim Y.R.: Modeling of asphalt concrete. McGraw-Hill Construction, New York, 2009
Google Scholar

Gajewski M.: Badania lepiszczy asfaltowych w reometrze dynamicznego ścinania – relacje konstytutywne lepko-sprężystości, hipersprężystości i lepkohipersprężystości. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Budownictwo, z. 160., Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2018 (in Polish)
Google Scholar

Stollwitzer A., Bettinelli L., Loidl S., Fink J.: Acceleration-dependent lateral track resistance for the condition assessment of railway bridges with ballasted track. Roads and Bridges – Drogi i Mosty, 24, 1, 2025, 37-45, DOI: 10.7409/rabdim.025.002
Google Scholar

Klasyfikacja oraz charakterystyka DMA podatnej podkładki podpodkładowej USP z recyklatu SBR pochodzącego z opon samochodów ciężarowych

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Inne teksty tego samego autora

Pobrania

Cezary Kraśkiewicz

Marcin Gajewski

Wojciech Bańkowski