รางแบบบัลลาสต์กับแผ่นคอนกรีต: อะไรอยู่ใต้รถไฟความเร็วสูง

สิ่งที่อยู่ใต้รางขนส่ง

ทุกครั้งที่รถไฟผ่านส่วนของเส้นราง การกระหน่ำซ้ำ ๆ ของแรงโน้มถ่วงของรถไฟและการกระแทกของล้อหมุนนั้นสร้างความเค้นที่มากมาย ระบบจะต้องมั่นคงพอที่จะรองรับน้ำหนักที่นี่ และป้องกันไม่ให้เส้นราง ทรายแทน หรือเนื้อที่ด้านล่างเปลี่ยนจากสถานที่ วิธีที่วิศวกรออกแบบระบบเพื่อจัดการกับความเค้นนี้ — วิธีการทำให้มั่นคง วิธีการจัดการการชำระ และวิธีการแยกแรง — นั่นกำหนดความแข็งแรง เสียง ความสะดวกสบาย และประสิทธิภาพของการเดินทางด้วยรถไฟ

แรงที่กระทำบนระบบเส้นทาง

เมื่อรถไฟวิ่ง ล้อ เพลา และกรอบของรถไฟสร้างแรงหลายชนิด:

• แรงลง: น้ำหนักสถิตของรถไฟดันลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง รถไฟหนักครึ่งอาจสร้างแรงดันที่ยิ่งใหญ่ขึ้นที่จุดเชื่อมต่อล้อ
• แรงกระแทก: เมื่อหล่นลงบนรอยต่อทาง ล้อ เพลา และโครงสร้างสั่นสะเทือน แรงกระแทกขณะนั้นอาจเป็นสองสามเท่าของแรงสถิต
• แรงข้าง: ในส่วนโค้ง น้ำหนักของรถไฟสร้างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง พยายามถูกดันไปด้านข้างออกจากเส้นทาง

ชนิดของทรายแทน

ทรายแทนแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าเส้นทางต้องรองรับความเร็วและน้ำหนักของรถไฟเพียงใด:

ทรายแร่ (หินและกรวด)

หินแร่ขนาด 40-50 มม. ใช้ในเส้นทางสมัยใหม่ส่วนใหญ่ โครงสร้างหินมีรูพรุนอนุญาตให้น้ำไหลออก และลดความเสียหายจากการอุ่นตัวและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ทรายแทนที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้เส้นทางทำงานได้เร็วขึ้นและราบรื่นขึ้น ในสาย เก่าหรือในบางประเทศ อาจใช้ทรายแทนที่เล็กกว่า

ดินและทราย

ในเส้นทางเก่า หรือในประเทศเขตร้อน บางแห่งใช้ดินหรือทรายแทนทรายแร่ ทรายที่หลวมไว้ง่ายต่อการเปลี่ยน แต่จำเป็นต้องปรับปรุงบ่อย ๆ และการแพร่ระบาดของโรคมักจะสูงกว่า

หินธรรมชาติลูกกลม

ในบางส่วนของเมดิเตอร์เรเนียน โดยเฉพาะในอิตาลี ใช้หินธรรมชาติลูกกลมหรือกรวด ซึ่งลดความเสียหายจากการเล่นซ้ำ ๆ ของจังหวะและทำให้การบำรุงรักษาง่ายขึ้น

ผิวเสริมแรง (คอนกรีต)

ในเส้นทางสมัยใหม่ที่มีความเร็วสูง มักใช้ฐานทำให้แข็งตัว เช่น คอนกรีต เพื่อกระจายแรงอย่างเท่าเทียม ทำให้ล้อสมดุลกับเส้นราง โดยไม่ต้องใช้ทรายแทนแร่

ความหนาแน่นของทรายแทนและความเร็ว

โดยทั่วไป ทรายแทนที่หนาแน่นและมั่นคงขึ้นอนุญาตให้เส้นทางสมดุลเรียบและความเร็วสูงขึ้น ส่วนทรายแทนที่หลวมมีราคาถูกกว่า แต่ต้องการการบำรุงรักษามากขึ้น ส่วนใหญ่เลือกจัดสมดุลระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพ โดยใช้ทรายแทนที่หนาแน่นกว่ากำลังบนเส้นทางที่สำคัญและเร็ว

การสึกหรอและการบำรุงรักษา

เมื่อเวลาผ่านไป การสึกหรอและความเสียหายจากล้อและแรงทำให้ทรายแทนเสื่อมสภาพ โดยพาลูกหินไปไหน หรือบดเป็นผงหรือโคลน ส่วนที่สึกหรอหลายแห่งจะต้องขูดขึ้นและปลูกใหม่ ในเส้นทางสมัยใหม่ที่มีความเร็วสูง การบำรุงรักษาทรายแทนอาจต้องการการปิดเส้นทางเป็นเวลานาน ซึ่งมีค่าใช้จ่ายแพง