تبدیل ضایعات لاستیک به زره ریل در استرالیا!
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یک آزمایش میدانی دو ساله روی خط بار فعال قطار‌های سیدنی نشان داده است که یک زیرسازی لاستیکی بازیافتی می‌تواند تخریب بالاست را کند کرده و ریل‌ها را تحت بارگذاری سنگین ثابت، تراز نگه دارد و به اپراتور‌های راه‌آهن ابزاری کم‌هزینه برای افزایش عمر زیرساخت‌هایشان ارائه دهد.
این فناوری که توسط محققان دانشگاه فناوری سیدنی (UTS) ثبت اختراع شده است، بین سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۳ در کریدور حمل و نقل چولورا توسط تیمی متشکل از قطار‌های سیدنی، حمل و نقل نیو ساوت ولز و شرکای صنعتی EcoFlex و Bridgestone آزمایش شد.
بر اساس نتایج بررسی‌شده توسط متخصصان که در مجله ژئوتکنیک کانادا منتشر شده است، مقایسه‌های پهلو به پهلو بین سیستم جدید و بخش‌های ریل مرسوم، «تخریب به‌طور قابل‌توجهی کمتر و پایداری بیشتر» را در هر جایی که لایه لاستیکی نصب شده بود، نشان داد.
روی یک خط حمل بار فعال اثبات شده است
برای اینکه طرح در معرض تنش‌های دنیای واقعی قرار گیرد، تیم تحقیقاتی چندین بخش کوتاه از ریل را قرار داد که بالاست سنگ خرد شده روی آنها قرار می‌گرفت و نه مستقیماً روی بستر جاده، بلکه روی بستری از "سلول‌های" مشتق شده از لاستیک قرار می‌گرفت.
این سلول‌ها که از لاستیک‌های خرد شده کامیون ریخته‌گری شده بودند، با مواد زائدی مانند بالاست مصرف شده و زغال سنگ شسته شده پر شدند، سپس با شبکه‌های لاستیکی بازیافتی ساخته شده از تسمه‌های نقاله فرسوده معدن پوشانده شدند. بخش‌های مجاور همان خط، ساختار متعارف را حفظ کردند تا مهندسان بتوانند هر دو سیستم را تحت ترافیک یکسان رصد کنند.
طی دو سال، حسگر‌ها سطح ارتعاش، نشست عمودی خط آهن و تجزیه ذرات بالاست را ردیابی کردند. این مجموعه داده‌ها اساس مقاله ژورنالی با عنوان «تأثیرات بالاست مخلوط لاستیک بر پاسخ بارگیری قطار از طریق پایش میدانی در غرب سیدنی» را تشکیل داد که کاهش قابل توجه در پودر شدن بالاست و سرعت کمتر نشست در بخش‌های تقویت‌شده با لاستیک را مستند می‌کند.
پروفسور برجسته بودیما ایندراراتنا، مدیر مرکز تحقیقات حمل و نقل UTS و مخترع اصلی این تکنیک، گفت که این لایه زیرین به طور مؤثر از بالاست محافظت می‌کند، از خرد شدن آن جلوگیری می‌کند و عمر کل سازه ریل را افزایش می‌دهد.
چگونه لاستیک بازیافتی مسیر بار را تغییر می‌دهد
بستر‌های بالاست معمولی با اجازه دادن به سنگ‌های منفرد برای قفل شدن در یکدیگر، بار‌های محوری را توزیع می‌کنند، اما دهه‌ها بارگذاری چرخه‌ای، لبه‌های تیز را به ذرات ریزی تبدیل می‌کند که زهکشی را مسدود کرده و تکیه‌گاه را تضعیف می‌کنند. لایه سلول تایر به عنوان یک کمک فنر و پخش کننده بار عمل می‌کند. با عبور هر چرخ، لاستیک الاستیک کمی فشرده می‌شود و تنش‌های اوج روی سنگ‌های بالایی را کاهش می‌دهد و نیرو‌ها را در یک منطقه وسیع‌تر زیر خاک زیرین پخش می‌کند.
پروفسور چولاکات روجیکیاتکامجورن، عضو ارشد تیم UTS، توضیح داد: «علاوه بر این، لایه زیرین، نحوه توزیع بار قطار به خاک عمیق‌تر، نرم‌تر و اغلب مرطوب زیر ریل را کنترل می‌کند و از نشست غیرقابل قبول خاک و تضعیف ریل رویی جلوگیری می‌کند.»
مزیت فوری برای اپراتورها، کاهش چرخه‌های کوبش، افزایش طول عمر بالاست و کاهش زمان صرف شده برای بستن خطوط برای تعمیر است که از مزایای حیاتی در شبکه‌های پرترافیک مانند قطار‌های سیدنی محسوب می‌شوند.
افزایش مقیاس برای مکان‌های دشوارتر
با دلگرمی از نتایج میدانی، این کنسرسیوم موفق به دریافت کمک هزینه ۷۴۰،۰۰۰ دلاری پروژه پیوند شورای تحقیقات استرالیا برای آزمایش این سیستم در محیط‌های ناهموارتر خط آهن شده است. آزمایش‌های آینده بر روی مسیر‌های دسترسی به پل‌ها، سوئیچ‌ها و تقاطع‌ها، مناطقی که تغییرات ناگهانی در سختی، نیرو‌های ضربه‌ای بالایی ایجاد کرده و سایش بالاست را تسریع می‌کند، تمرکز خواهد داشت.
هدف محققان تأیید این است که بالاست مخلوط لاستیک و ریل می‌تواند این بار‌های ضربه‌ای را بدون به خطر انداختن کیفیت یا ایمنی سفر تحمل کند. اگر آزمایش‌های گسترده انتظارات را برآورده کنند، لایه زیرین لاستیک بازیافتی می‌تواند به مقامات راه‌آهن سود زیست‌محیطی دو برابری ارائه دهد و لاستیک‌ها و تسمه‌های نقاله فرسوده را از محل دفن زباله دور کند و در عین حال عمر مفید دارایی‌های موجود در مسیر را افزایش دهد.
در دورانی که شبکه‌های ریلی برای همگام شدن با تقاضای بار و بودجه‌های نگهداری با مشکل مواجه هستند، وعده «کاهش هزینه‌های نگهداری، کاهش تعطیلی خطوط برای عموم و بهبود قابلیت اطمینان شبکه» احتمالاً توجه بسیاری را فراتر از مرز‌های استرالیا جلب خواهد کرد.