Mert a pálya a vonatot a "hátán" hordja
Az előző részben áttekintettük a nyílt vonali vasúti pálya keresztmetszetét. Most megfordítjuk a sorrendet, és megvizsgáljuk, hogy mi történik, amikor a vasúti jármű ezen a vágányon halad, mi módon kerül a vonat tömege a pályáról a talajra.
Közvetlenül a vonat kereke alatt van ugye a sín. Ez ugye evidens, de leszámítva az alátétet, mint közvetítő apróságot, felvetődik a kérdés, hogy a keresztaljak miért olyan gyakorisággal követik egymást, amilyennel, és ennek milyen hatása van a vágány teherbírására.
Mindenek előtt tudnunk kell, hogy a vágány irány és lejtviszonyait az ágyazaton keresztül határozzuk meg. Konyhanyelven ez úgy hangzik, hogy az ágyazatban úgy mozgatjuk a vágányt, hogy az a tervezett irány-, és magassági vonalvezetést biztosítsa. Ehhez korábban kézi, manapság nagygépi módszereket használnak. Megvan a szépsége és összetettsége, majd később azt is megismerjük. Most előbb vizsgáljuk az aljakat! Az aljak szélessége akár fából, akár betonból van 28-30 cm. A normál aljkiosztás manapság mindig, de már korábban is nagy gyakorisággal 60 cm. Nagyságrendileg ez azt jelenti, hogy annyi hely marad a lefektetett pálya aljai között, hogy a szabályozógép a feladatát épp el tudja végezni.
Ha már a vonat az alj felett van, akkor az arra nehezedő teher az ágyazatban megy tovább. Itt be kell vezetni egy új fogalmat, amit úgy neveznek, hogy terhelési zóna. Ez egy 45°-os képzeletbeli rézsű, ami a terhelt felülettől horizontálisan távolodva "rajzolható" lefelé. Ez az a terület, ami lefelé haladva egyre nagyobb felületen osztja szét a terhet, ezzel egyre kisebb terhelést osztva egységnyi felületre. Ez csupán az egyik jellemző, a másik pedig ennek folyománya. Minél nagyobb a vágányunk terhelése, annál nagyobb ágyazatvastagságot alkalmazunk, hogy a teher minél nagyobb felületen oszoljon el, így egységnyi felületre minél kisebb nyomást gyakoroljon. Ezt a szakmában "hasznos" ágyazatvastagságnak nevezik, ami nem igazán korrekt elnevezés, mert az ágyazat többi része is hasznos, csak másképp.
Vizsgáljuk meg, hogy hogyan viselkedik a vágányunk különféle hasznos ágyazatvastagság esetén. Ha például az ágyazat vastagsága túlságosan kicsi, akkor az alépítményi védőrétegre, és így az alépítményre is részint túl nagy egységnyi nyomás nehezedik, másrészt ezek a terhelt területek egymástól elkülönülve önállóan támasztják alá az aljakat. Ha az ágyazatunk megfelelő vastagságú, akkor részint nagyobb felületen terül el a felette lévő tömeg nyomása, másrészt az aljak alatt lévő terhelési zónák egymásba érnek, így az alépítmény folyamatosan van terhelve, így nem önálló terhelési pontok egymástól független pumpáló mozgása lesz a jellemző, hanem inkább a gördülő teherviselés. A kettő között olyan a különbség, mintha egy birodalmi lépegetőt hasonlítanánk össze egy úthengerrel. Remélem elég szemléletes a kép! A túl nagy ágyazatvastagság elvileg nem létezik mert az egyre kevesebb terhelést jelent az alépítményen, ami ugye műszakilag kifejezetten megnyugtató, de fiskálisan felesleges többletköltség. Akkor kellő az ágyazatvastagság, ha a terhelési zónák az alépítményen egymással megfelelő átfedést mutatnak.
Az alépítményi védőréteg is része a teherviselésnek, de alapvetően nem a teherviselés a szerepe, hanem az ágyazati zúzottkő szemcsejellemzőiből adódó alépítmény károsodás megelőzése. Mire a vonat terhe idáig elér, már olyan kicsi az egységnyi felületre ható nyomás, hogy külön méretezést már nem igényel. Amit az alépítmény elbír, azt - anyagából adódóan - az alépítményi védőréteg is egészen biztosan el fogja bírni.
Vessünk még egy pillantást az ágyazat azon részére, ami nem a "hasznos" ágyazathoz tartozik. Mint említettem, ez egy elég butára sikerült elnevezés, mert az ágyazat aljak közötti, és aljak végein található része is hasznos. Az a szerepük, hogy a pálya hossz-, és oldalirányú elmozdulását megakadályozza. Hosszirányban az ágyazati kő az aljak oldalától veszi át a nyomást, ami a fékezésekből, gyorsításokból, lejtviszonyok szerinti sebességtartásból adódik, az aljak hosszirányú elmozdulása valójában a pálya oldalirányú elmozdulását jelentené, de ennek megakadályozását végzi az un. ágyazati padka. Az ágyazati kövek, mint az ágyazat elemei egymásba kapaszkodva az ágyazat aljak közötti és végein ébredő nyomást lefelé kapaszkodva a terhelési zónán keresztül a talajra helyezi. Leginkább arra hasonlítható, amikor egy kerítés utolsó oszlopát egy ferdén elhelyezett támasztóoszloppal stabilizáljuk a kerítésdrót húzó terhelésével szemben.