เหตุใดเค้าจึงทำการเลือกใช้ “หิน” เป็นวัสดุที่โรยเอาไว้เพื่อรองใต้ทางรถไฟกัน เราจะใช้วัสดุอื่นๆ ทดแทน ได้ หรือ ไม่ อย่างไร ?

เหตุใดจึงเลือกใช้ “หิน” เป็นวัสดุที่โรยเอาไว้เพื่อรองใต้ทางรถไฟกัน เราจะใช้วัสดุอื่นๆ ทดแทน ได้ หรือ ไม่ อย่างไร ?

หินชนิดนี้มีชื่อว่า “หินโรยทาง” หรือ ที่ในภาษาอังกฤษเราจะมีชื่อเรียกว่า BALLAST STONE นั่นเองนะครับ

หินชนิดนี้จะทำหน้าที่ยึดไม้หมอนที่คอยรองรับรางรถไฟซึ่งจะทำจากวัสดุที่เป็นเหล็กให้อยู่ในสภาพคงที่โดยให้เกิดการเปลี่ยนตำแหน่ง (DISPLACEMENT) ที่น้อยที่สุด สาเหตุเป็นเพราะว่ารถไฟถือว่าเป็นยานพาหนะที่มีความเร็วและมวลมหาศาลมากอย่างหนึ่งในบรรดายานพาหนะที่เรารู้จักกันดี ดังนั้นเมื่อตัวรถไฟต้องเคลื่อนที่ผ่านไปบนรางรถไฟ จะทำให้เกิดพลังงาน (ENERGY) มหาศาลขึ้นบนรางรถไฟ ซึ่งแน่นอนว่าจะทำให้เกิดผลตอบสนอง (RESPONSE) มากมายรวมไปถึงค่าการสั่นสะเทือน (VIBRATION) ที่สูงมากๆ ทำให้วิศวกรผู้ออกแบบจำเป็นที่จะต้องคำนึงถึงสภาวะผลตอบสนองทางพลศาสตร์ (DYNAMICS RESPONSE) ของรถไฟที่จะเกิดขึ้นกับรางรถไฟและฐานรองรับรางรถไฟนี้ด้วย

จากนั้นเจ้าหินโรยทางนี้ก็จะทำหน้าที่เสมือนหนึ่งเป็นฐานรากแบบยืดหยุ่นตัวได้ (FLEXIBLE FOUNDATION) คอยทำการกระจาย นน จากทางด้านบนให้กระจายตัวลงไปสู่ดินคันทางที่อยู่ข้างล่างนะครับ

คราวนี้ถ้าเราย้อนกลับมาดูหน้าที่หลักของเจ้าหินโรยทางนี้อีกครั้งหนึ่ง คือ ยึดให้รางเหล็กอยู่ในสภาพคงที่โดยให้เกิดการเปลี่ยนตำแหน่งที่น้อยที่สุด หน้าที่นี้จะเป็นหน้าที่ๆ ถือว่ามีความสำคัญมากๆ ต่อปัจจัยในการเลือกใช้งานวัสดุนะครับ เพราะ ผลตอบสนองหนึ่งเมื่อรถไฟวิ่งผ่านไปบนราง คือ รางจะสามารถเกิดการขยายตัวออกไปได้เนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มสูงขึ้น (THERMAL EXPANSION) พื้นดินที่รองรับอยุ่ข้างใต้จะเกิดการเคลื่อนตัว (SETTLEMENT) เนื่องจากแรงสั่นสะเทือนมหาศาลที่เกิดขึ้นเมื่อรถไฟต้องวิ่งผ่าน ซึ่งอาจจะต้องรวมผลอื่นๆ ที่อาจจะมีผลกระทบกับตัวโครงสร้างของเราเข้าไปด้วย เช่น สภาพอากาศแวดล้อมที่ค่อนข้างจะมีความแปรปรวน สภาพของดินฟ้าอากาศที่สามารถจะเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา เป็นต้น

จากข้อมูลของเพจ การจัดการองค์ความรู้ฝ่ายการช่างกล การรถไฟแห่งประเทศไทย ได้ให้คำอธิบายเอาไว้ว่า ในปัจจุบันทางรถไฟในประเทสของเราจะใช้ทั้ง หินโรยทาง (BALLAST TRACK) และ ไม่ใช่หินโรยทาง (NON-BALLAST TRACK) ซึ่งแต่ละแบบจะมีคุณลักษณะพิเศษที่มีความแตกต่างกันออกไปนะครับ

เรามาเริ่มต้นดูกรณีที่เราเลือกใช้วัสดุนี้เป็นหินโรยทางกันก่อนนะครับ โดยเพื่อนๆ สามารถจะดูรูปประกอบที่ 1 ซึ่งแนบมาในโพสต์ๆ นี้ได้นะครับ

สำหรับข้อดีของการเลือกใช้ หินโรยทาง คือ เป็นวัสดุที่หาได้จากธรรมชาติ แทบที่จะไม่ต้องผ่านกระบวนการผลิตใดๆ ก็สามารถที่จะนำมาใช้งานได้ แถมยังไม่ทำให้เกิดมลภาวะทางเสียงอีกด้วย หรือ พูดง่ายๆ คือ เสียงที่เกิดจะมีความนุ่มนวล ก่อให้เกิดความน่ารำคาญใจที่น้อยนั่นเองนะครับ ส่วนข้อเสียของการใช้ หินโรยทาง คือ เมื่อใช้งานไปสักพักหนึ่งเราจำเป็นที่จะต้องเสียค่าใช้จ่ายและเวลาในการบำรุงรักษาบ้าง โดยต้องทำการล้างหิน จัดเรียงหิน และ อัดหินเพิ่มเติม นะครับ

กรณีที่เราเลือกใช้วัสดุที่ไม่ใช่หินโรยทางกันบ้างนะครับ โดยเพื่อนๆ สามารถจะดูรูปประกอบที่ 2 ซึ่งแนบมาในโพสต์ๆ นี้ได้นะครับ

สำหรับทางรถไฟที่ไม่ใช่หินโรยทาง คือ การวางรางรถไฟไปบนวัสดุใดๆ ก็ได้ที่ไม่ใช่หิน ซึ่งในปัจจุบันเราอาจเลือกใช้งาน แผ่น คอร หรือ ที่เรานิยมเรียกกันว่า SLAB TRACK หรือ อาจจะเลือกทำการวางรางลงบนหมอนคอนกรีตที่วางตัวอยู่บนพื้นคอนกรีตที่มีช่องบังคับ ก็ได้นะครับ

ซึ่งแน่นอนว่าข้อดีของการเลือกวัสดุรองรับที่ไม่ใช่หินโรยทาง คือ จะเสียค่าใช้จ่ายและเวลาในการดูแลรักษาที่น้อยกว่าวัสดุที่เป็นหินโรยทาง แต่แน่นอนข้อเสีย คือ จะมีต้นทุนที่สูงกว่านั่นเองครับ

ปล ต้องขอขอบคุณข้อมูลจากเพจ การจัดการองค์ความรู้ฝ่ายการช่างกล การรถไฟแห่งประเทศไทย และ รูปภาพจากอินเตอร์เน็ตด้วยนะครับ

หวังว่าความรู้เล็กๆน้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ

ref : https://www.facebook.com/bhumisiam/posts/1585437088169077