XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Железнодорожный транспорт является ключевым элементом транспортной системы Российской Федерации, обеспечивая связь между регионами, промышленными центрами и портами. Более 60 % территории страны расположено в зонах с неблагоприятными и экстремальными климатическими условиями. Эксплуатация железнодорожных путей в таких регионах требует особых инженерных решений, направленных на предотвращение деформаций пути, снижение аварийности и обеспечение устойчивости перевозочного процесса.

Актуальность исследования обусловлена ростом грузопотоков, развитием Арктической зоны РФ, увеличением нагрузок на инфраструктуру и изменениями климата, усиливающими риски разрушения железнодорожных путей.

1. Климатические особенности эксплуатации железных дорог в России.

Экстремальные климатические условия характеризуются низкими температурами (до –60 °C), резкими сезонными колебаниями, многолетней мерзлотой, повышенной влажностью и сложной гидрогеологической обстановкой. Эти факторы приводят к морозному пучению грунтов, просадкам земляного полотна, коррозии металлических элементов и ускоренному износу рельсов.

Особую опасность представляет деградация вечной мерзлоты, вызываемая как техногенными нагрузками, так и глобальными климатическими изменениями. Потеря несущей способности основания пути приводит к нарушению геометрии рельсошпальной решетки и снижению безопасности движения.

2. Основные проблемы железнодорожных путей в экстремальном климате.

К основным проблемам относятся:

– деформация земляного полотна;

– разрушение балластного слоя;

– снижение прочности рельсов и шпал при низких температурах;

– увеличение затрат на текущее содержание пути;

– рост аварийности и ограничений скорости движения.

Традиционные технологии строительства и ремонта путей зачастую оказываются недостаточно эффективными в северных регионах, что требует внедрения специализированных решений.

3. Современные технологии модернизации железнодорожных путей.

Одним из ключевых направлений модернизации является применение геосинтетических материалов (геотекстиля, георешеток), позволяющих повысить устойчивость земляного полотна и снизить деформации. Использование теплоизолирующих слоев и термостабилизаторов позволяет замедлить оттаивание мерзлых грунтов.

Широкое распространение получают железобетонные шпалы повышенной морозостойкости, а также рельсы из легированных сталей, устойчивых к хрупкому разрушению при низких температурах. Применение бесстыкового пути снижает динамические нагрузки и повышает долговечность конструкции.

4. Цифровые технологии и мониторинг состояния пути.

В условиях экстремального климата особое значение приобретает мониторинг состояния железнодорожных путей. Современные системы включают датчики температуры, деформаций, влажности и напряжений, интегрированные в цифровые платформы.

Использование технологий цифровых двойников позволяет прогнозировать поведение инфраструктуры при различных климатических сценариях, планировать ремонтные работы и снижать эксплуатационные риски.

5. Экономическая эффективность модернизации.

Несмотря на высокие капитальные затраты, модернизация железнодорожных путей в экстремальных климатических условиях обеспечивает долгосрочный экономический эффект за счет снижения аварийности, увеличения межремонтных сроков и повышения пропускной способности.

Инвестиции в современные материалы и технологии позволяют сократить эксплуатационные расходы и повысить устойчивость транспортной системы в целом.

6. Перспективы развития и рекомендации.

К перспективным направлениям относятся:

– развитие нормативной базы с учетом климатических рисков;

– расширение применения интеллектуальных систем мониторинга;

– адаптация проектных решений к изменениям климата;

– подготовка специализированных кадров.

Комплексный подход к модернизации железнодорожных путей позволит обеспечить надежное функционирование инфраструктуры в условиях экстремального климата.

Заключение.

Модернизация железнодорожных путей в условиях экстремального климата России является стратегически важной задачей. Внедрение инновационных материалов, технологий и цифровых решений способствует повышению надежности и безопасности движения поездов. Полученные результаты могут быть использованы при разработке программ развития железнодорожной инфраструктуры в северных и восточных регионах страны.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.https://gdzp.ru/poleznaya-informaciya/verhnee-stroeniya-puti-vsp/stroitelstvo-zheleznyh-dorog-v-slozhnyh-klimaticheskih-uslovi/

2.https://spec.tass.ru/nps-bam/

3.https://nagoroh.ru/p/project/vliyanie-prirodno-klimaticheskogo-faktora-na-zheleznye-dorogi-rossii

4.https://arctic-russia.ru/article/arktika-nam-lyubye-do-rogi-doro-gi-doroga-v-arktiku/