Roles and functions of asphalt sub-ballast in the modern maintenance of the European railways
Loading...
Date
2025
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Tongji University and Tongji University Press
Abstract
ENG: The railway network is increasingly becoming central to the socio-economic development and the decarbonisation of transport, supporting its growth in compliance with the emission reduction targets set by the 2050 European Green Deal. Thus, several programmes for the major network renewals and the construction of safe, resilient and efficient high-speed lines have been implemented. In this scenario, some construction solutions have been introduced to enhance the durability and functionality of the railway infrastructure, particularly for the ballasted track one. Among these design techniques, the asphalt or bituminous sub-ballast has emerged as a proven technology capable of improving the railway performance and durability. Derived from the road construction approach, asphalt sub-ballast has been used in the European high-speed and high-capacity lines since the 1970s, providing both structural and functional benefits. This article offers a critical review of the current knowledge on the asphalt sub-ballast applications, highlighting its technical characteristics and long-term performances. Functional, structural and economic advantages have been assessed and analysed based on laboratory scale and on-field experiences. Experimental data indeed confirm the effectiveness of asphalt sub-ballast in improving the track stability and load distribution, in providing better water drainage and in reducing fatigue induced phenomena. These enhanced properties lead to lower maintenance costs and operations, particularly those related to ballast tamping, as well as to an extended service life of the whole infrastructure. From the circular economy perspective, the re-use or recycle of wastes and by-products in these mixes amplifies the cost-benefit ratio, also improving their sustainability.
UKR: Залізнична мережа все більше стає центральною для соціально-економічного розвитку та декарбонізації транспорту, підтримуючи його зростання відповідно до цілей щодо скорочення викидів, встановлених Європейською зеленою угодою до 2050 року. Таким чином, було реалізовано декілька програм з капітального оновлення мережі та будівництва безпечних, стійких та ефективних високошвидкісних ліній. У цьому сценарії були запроваджені деякі будівельні рішення для підвищення довговічності та функціональності залізничної інфраструктури, зокрема колії з баластом. Серед цих методів проектування асфальтовий або бітумний підбаласт виявився перевіреною технологією, здатною покращити продуктивність і довговічність залізниці. Похідний від підходу до будівництва доріг, асфальтовий баласт використовувався на європейських високошвидкісних і високопропускних лініях з 1970-х років, забезпечуючи як структурні, так і функціональні переваги. У цій статті пропонується критичний огляд поточних знань про застосування асфальтового баласту, підкреслюючи його технічні характеристики та довгострокові характеристики. Функціональні, структурні та економічні переваги були оцінені та проаналізовані на основі лабораторного масштабу та польового досвіду. Експериментальні дані дійсно підтверджують ефективність асфальтового підбаласту в покращенні стійкості колії та розподілі навантаження, у забезпеченні кращого дренажу води та у зменшенні явищ, спричинених втомою. Ці покращені властивості призводять до зниження витрат на технічне обслуговування та операцій, особливо пов’язаних із трамбуванням баласту, а також до подовження терміну служби всієї інфраструктури. З точки зору циркулярної економіки, повторне використання або переробка відходів і побічних продуктів у цих сумішах посилює співвідношення витрат і вигод, а також покращує їх стійкість.
UKR: Залізнична мережа все більше стає центральною для соціально-економічного розвитку та декарбонізації транспорту, підтримуючи його зростання відповідно до цілей щодо скорочення викидів, встановлених Європейською зеленою угодою до 2050 року. Таким чином, було реалізовано декілька програм з капітального оновлення мережі та будівництва безпечних, стійких та ефективних високошвидкісних ліній. У цьому сценарії були запроваджені деякі будівельні рішення для підвищення довговічності та функціональності залізничної інфраструктури, зокрема колії з баластом. Серед цих методів проектування асфальтовий або бітумний підбаласт виявився перевіреною технологією, здатною покращити продуктивність і довговічність залізниці. Похідний від підходу до будівництва доріг, асфальтовий баласт використовувався на європейських високошвидкісних і високопропускних лініях з 1970-х років, забезпечуючи як структурні, так і функціональні переваги. У цій статті пропонується критичний огляд поточних знань про застосування асфальтового баласту, підкреслюючи його технічні характеристики та довгострокові характеристики. Функціональні, структурні та економічні переваги були оцінені та проаналізовані на основі лабораторного масштабу та польового досвіду. Експериментальні дані дійсно підтверджують ефективність асфальтового підбаласту в покращенні стійкості колії та розподілі навантаження, у забезпеченні кращого дренажу води та у зменшенні явищ, спричинених втомою. Ці покращені властивості призводять до зниження витрат на технічне обслуговування та операцій, особливо пов’язаних із трамбуванням баласту, а також до подовження терміну служби всієї інфраструктури. З точки зору циркулярної економіки, повторне використання або переробка відходів і побічних продуктів у цих сумішах посилює співвідношення витрат і вигод, а також покращує їх стійкість.
Description
L. Neduzha: ORCID 0000-0002-7038-3006;
O. Tiutkin: ORCID 0000-0003-4921-4758
Keywords
asphalt underlayment, ballasted track design, high-speed rail, ballast fouling, railroad infrastructure, асфальтова підкладка, конструкція колії з баластом, високошвидкісна залізниця, забруднення баласту, залізнична інфраструктура, КТМ, КМТ
Citation
La Placa, A., Autelitano, F., Neduzha, L., Tiutkin, O., & Giuliani, F. (2025). Roles and functions of asphalt sub-ballast in the modern maintenance of the European railways. International Journal of Transportation Science and Technology. https://doi.org/10.1016/j.ijtst.2024.12.003