আপনি যদি কখনও ট্রেনের জানালার পাশে বসে বাইরের দৃশ্য না দেখে সরাসরি নিচের দিকে তাকিয়ে থাকেন, তবে আপনি তাদের দেখেছেন। রেললাইনের নিচে এবং কাঠের বা কংক্রিটের স্লিপারের মাঝে ঠাসাঠাসি করে রাখা হাজার হাজার ধারালো, কালো পাথর। এগুলো দেখতে অগোছালো মনে হতে পারে। এগুলো নুড়ি পাথরের মতো ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকলেও হাজার হাজার কিলোমিটার জুড়ে ট্র্যাক বরাবর একটি সুষম স্তরে সাজানো থাকে। সাধারণ মানুষের চোখে এগুলো লাইন তৈরির সময় ফেলে রাখা আবর্জনা মনে হতে পারে। কিন্তু আসলে তা নয়। প্রকৌশলীরা এই স্তরটিকে ব্যালস্ট (ballast) বলেন এবং এটি পুরো রেলওয়ে সিস্টেমের অন্যতম সুপরিকল্পিত অংশ।
ব্যালস্ট আসলে কী
'ব্যালস্ট' শব্দটি একটি পুরনো নৌচালনা সংক্রান্ত শব্দ থেকে এসেছে, যা জাহাজকে স্থির রাখার জন্য জাহাজের নিচের অংশে রাখা ভারী পদার্থকে বোঝায়। রেলওয়ে প্রকৌশলীরা এই শব্দটি ধার করেছেন কারণ এই পদার্থটিও একই গুরুত্বপূর্ণ কাজ করে: এটি ট্র্যাকের মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্র (centre of gravity) নিচে নামিয়ে আনে এবং কাঠামোটিকে স্থানচ্যুত হওয়া থেকে রক্ষা করে। এই পাথরগুলো সাধারণত চূর্ণ করা শক্ত পাথর, প্রায়শিত্তই গ্রানাইট বা অনুরূপ কোনো কঠিন পাথর। এগুলো গোল নদীপাথর নয়। এগুলোকে ইচ্ছাকৃতভাবে কৌণিক এবং ধারালো প্রান্তযুক্ত টুকরোয় ভাঙা হয়, যার আকার সাধারণত একটি বড় মুদ্রার প্রস্থ থেকে শুরু করে আপনার বুড়ো আঙুলের দৈর্ঘ্য পর্যন্ত হয়ে থাকে। এই নির্দিষ্ট আকার এবং আকৃতি কোনো আকস্মিক বিষয় নয়। সরবরাহকারী এবং ট্র্যাক প্রকৌশলীরা ঠিক কতটুকু বিচ্যুতি হতে পারে তা নির্দিষ্ট করে দেন, কারণ ট্র্যাকের কার্যকারিতা এই পাথরগুলোর মধ্যবর্তী ফাঁকা অংশের জ্যামিতির ওপর নির্ভর করে।
ধারালো প্রান্তগুলো কেন আপনার ভাবনার চেয়েও বেশি গুরুত্বপূর্ণ
মার্বেল দিয়ে একটি স্থিতিশীল স্তূপ তৈরি করার কথা ভাবুন। আপনি যখনই এতে চাপ দেবেন, গোল মার্বেলগুলো গড়িয়ে আলাদা হয়ে যাবে। ঠিক এই কারণেই রেললাইনের নিচে মসৃণ পাথর ব্যবহার করলে তা ব্যর্থ হয়। আপনি যে ধারালো কালো পাথরগুলো দেখেন সেগুলো উদ্দেশ্যমূলকভাবেই খাঁজকাটা। যখন ট্র্যাক বসানো হয়, তখন হাজার হাজার এই খসখসে কণা স্লিপারের নিচে এবং চারপাশে ঠাসাঠাসি করে ভরা হয়। চলন্ত ট্রেনের ওজন এবং রক্ষণাবেক্ষণ যন্ত্রের চাপে এই প্রান্তগুলো পাশের পাথর এবং কাঠের বা কংক্রিটের স্লিপারের ভেতরে গেঁথে যায়। এগুলো অনেকটা মশলার (mortar) মধ্যে চেপে বসানো মোজাইকের টুকরোর মতো একে অপরের সাথে আটকে যায়। এই ইন্টারলকিং একটি শক্ত, ত্রিমাত্রিক ম্যাট্রেস তৈরি করে যা পার্শ্বীয় ধাক্কা এবং সামনে-পেছনের নড়াচড়াকে প্রতিরোধ করে। একটি ভারী মালবাহী ট্রেন যখন বাঁক নেয়, তখন এটি প্রচণ্ড পার্শ্বীয় বল (lateral force) তৈরি করে। ব্যালস্টের মাধ্যমে প্রাপ্ত ঘর্ষণ এবং যান্ত্রিক ইন্টারলকিং ছাড়া রেললাইনগুলো ধীরে ধীরে সেন্টিমিটার হিসেবে লাইনচ্যুত হতে শুরু করত, যতক্ষণ না এর জ্যামিতিক গঠন অনিরাপদ হয়ে পড়ত।
কীভাবে ওজন মাটির নিচে স্থানান্তরিত হয়
একটি ট্রেন দেখে মনে হতে পারে যেন এটি রেললাইনের ওপর ভাসছে, কিন্তু বাস্তবতা হলো স্টিলের চাকা থেকে প্রচণ্ড বল নিচের মাটিতে স্থানান্তরিত হতে হয়। স্টিলের রেল শক্তিশালী কিন্তু সরু। এটি একা থাকলে একটি ব্লেডের মতো মাটিতে ঢুকে যেত। স্লিপারগুলো সেই ঘনীভূত চাপকে একটি বড় এলাকায় ছড়িয়ে দেয়, কিন্তু স্লিপারগুলোও নিচের নরম মাটিকে রক্ষা করার জন্য যথেষ্ট চওড়া নয়। ব্যালস্টের স্তরটি স্লিপার এবং প্রস্তুতকৃত মাটির (যাকে কখনও কখনও 'formation' বলা হয়) মাঝখানে থাকে এবং একটি চাপ বণ্টনকারী (pressure distributor) হিসেবে কাজ করে। প্রতিটি পাথর ডজন ডজন অন্য পাথরের ওপর চাপ দেয়, যা পুরো এলাকা জুড়ে ওজন ছড়িয়ে দেয়। স্লিপারগুলো যদি সরাসরি খালি মাটিতে থাকত, তবে ট্র্যাকের নিচের মাটি প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে যে পরিমাণ চাপ অনুভব করত, ব্যালস্টের কারণে তার চেয়ে অনেক কম চাপ অনুভব করে। এটি মাটির স্তরকে অসমভাবে সংকুচিত হওয়া বা দেবে যাওয়া থেকে রক্ষা করে, যা না হলে একটি গর্ত তৈরি হতো এবং প্রতিটি চাকা সেই গর্তে পড়ার ফলে সমস্যাটি আরও প্রকট হতো।
ড্রেনেজ বা জল নিষ্কাশনের সমস্যা যা আপনি কখনও দেখেন না
রেলওয়ে প্রকৌশলীরা জল নিয়ে ভাবার জন্য আশ্চর্যজনকভাবে অনেক সময় ব্যয় করেন। ট্র্যাকের ওপর পড়া বৃষ্টির জলকে কোথাও না কোথাও যেতে হয়। যদি এই জল স্লিপারের চারপাশে জমে নিচের কাদা বা পলিমাটিতে মিশে যেত, তবে ভিত্তিটি কাদায় পরিণত হতো। চলন্ত ট্রেনগুলো তখন সেই কাদা জোড়গুলোর মধ্য দিয়ে উপরের দিকে ঠেলে দিত, যা একটি পিচ্ছিল কাদা তৈরি করত এবং ট্র্যাককে দেবে যেতে ও সরে যেতে সাহায্য করত। শীতল অঞ্চলে, আটকে থাকা জল জমে বরফ হয়ে যায় এবং প্রসারিত হয়, যা ট্র্যাককে সমতল থেকে তুলে দেয়। ব্যালস্টের স্তরটি প্রায় সম্পূর্ণ ছিদ্রযুক্ত (porous) হওয়ার কারণে এই সমস্যার সমাধান করে। কৌণিক পাথরগুলো একে অপরের সাথে কেবল নির্দিষ্ট বিন্দুতে স্পর্শ করে, ফলে তাদের মাঝে ফাঁকা জায়গা থেকে যায়। জল এই ফাঁকা জায়গা দিয়ে নিচে নেমে ঢালু স্তর বরাবর প্রবাহিত হয় এবং পাশের ড্রেন বা আশেপাশের পরিবেশে বেরিয়ে যায়। এর ফলে ট্র্যাকের নিচের অংশ শুকনো থাকে। পাথরগুলো নিজে খুব বেশি জল শোষণ করে না, এবং তাদের কালো রঙের কারণ আংশিকভাবে পাথরের ধরন এবং আংশিকভাবে জমে থাকা ধুলোবালি ও তেল।