Vì sao phải rải đầy đá dưới đường ray xe lửa?

Nếu như đã đi ngang qua đường ray xe lửa thì chắc hẳn bạn sẽ thấy dưới đường ray luôn rải đầy đá nhỏ, bạn đã từng thắc mắc rốt cuộc tại sao lại như vậy chưa?

Các viên đá dăm lót đường ray còn được gọi là đá balat, chúng giúp giữ cố định các thanh dầm gỗ, từ đó giữ thanh thép đường ray đúng vị trí.

Hãy nghĩ về thử thách này dành cho những kĩ sư: đặt hai hàng thanh thép kéo dài nhiều km trên mặt đất, chúng sẽ phải chịu co giãn nhiệt, mặt đất dịch chuyển hoặc rung động, tác động lâu dài của thời tiết khắc nghiệt, và cả các loại thực vật phát triển từ bên dưới. Ngoài ra, 99% thời gian, hai hàng thanh thép sẽ chỉ nằm trơ trơ ở đó, 1% còn lại chúng sẽ phải chịu khối lượng có thể lên tới 400 tấn của xe lửa.

Hãy đặt tất cả những vấn đề này lại với nhau và bạn có một thử thách khá thú vị – đã được giải quyết 200 năm trước và vẫn không thay đổi gì nhiều cho đến hôm nay!

Vấn đề được giải quyết từ trên nền đất, được đắp cao lên để chống lũ lụt. Trên nền tảng đó, người ta đặt một lớp đá có cạnh sắc (đá dăm), rồi đặt tiếp các thanh dầm gỗ với kích thước xác định, khoảng 2019 thanh trên 1 km đường ray. Đá dăm sẽ tiếp tục được đổ vào giữa các thanh gỗ, giúp giữ cố định vị trí một cách hiệu quả.

Xem thêm: Vì sao có một lỗ nhỏ ở cửa sổ máy bay?

Các thanh dầm gỗ thường được làm từ gỗ cứng (sồi, mại châu), được tẩm crezot để bảo vệ khỏi thời tiết. 93% các thanh này ở Mỹ vẫn được làm bằng gỗ, nhưng các đường ray hiện đại với giao thông dày đặc đang ngày càng sử dụng nhiều vật liệu mới như nhựa tổng hợp, thép và bê tông tổng hợp.

Tiếp theo là đặt các thanh thép đường ray lên, chúng sẽ được cố định trên dầm gỗ bằng kẹp hay neo, chứ không đóng đinh hay xiết ốc; điều này cho phép thanh thép có thể giãn nở hay co lại theo chiều dọc khi nhiệt độ thay đổi.

Vậy là chúng ta có một giải pháp đã tồn tại qua hai thế kỉ, cực kì hiệu quả giúp di chuyển người và hàng hóa qua hàng nghìn dặm… mà thậm chí không có phần nào được gắn chặt trên mặt đất.

Đá dăm giúp:

• Phân bố khối lượng trên thanh dầm ra khắp nền của đường ray, duy trì đường ray cho dù mặt đất có rung động,
• Cho phép giãn nở nhiệt và nhiều mức khối lượng khác nhau của đoàn tàu,
• Cho phép mưa và tuyết thấm qua xuống lòng đất, và
• Ngăn không cho cỏ dại phát triển làm hư hại đường ray.

Tác động giãn nở nhiệt là không thể coi thường, ví dụ như số phận của đường ray dưới đây ở Úc sau một đợt nắng nóng khủng khiếp.

Theo Quora,
Minh Tâm

Xem thêm: