If you have ever sat by the window of a train and looked straight down instead of at the passing scenery, you have seen

நீங்கள் எப்போதாவது ஒரு ரயிலின் ஜன்னல் ஓரம் அமர்ந்து, கடந்து செல்லும் காட்சிகளைப் பார்ப்பதற்குப் பதிலாக நேராகக் கீழே பார்த்த ever, அவற்றைக் கண்டிருப்பீர்கள். தண்டவாளங்களுக்குக் கீழேயும், மரத்தாலான அல்லது கான்கிரீட் ஸ்லீப்பர்களுக்கு (sleepers) இடையிலும் நெருக்கமாக அடுக்கப்பட்டிருக்கும் ஆயிரக்கணக்கான கூர்மையான, கருமையான கற்கள் அவை. அவை பார்ப்பதற்குச் சாதாரணமாகத் தெரியலாம். அவை ஜல்லிக்கடை போலச் சிதறி இருந்தாலும், ஆயிரக்கணக்கான கிலோமீட்டர்கள் தண்டவாளத்தைப் பின்பற்றி ஒரு சீரான அடுக்காக அமர்ந்திருக்கும். அனுபவமில்லாத ஒருவருக்கு, இவை தண்டவாளம் அமைக்கும்போது மிஞ்சிய கழிவுகள் போலத் தோன்றலாம். ஆனால் அவை அப்படியல்ல. பொறியாளர்கள் இந்த அடுக்கை பேலஸ்ட் (ballast) என்று அழைக்கிறார்கள், மேலும் இது முழு இரயில்வே அமைப்பிலும் மிகவும் கவனமாகத் திட்டமிடப்பட்ட ஒரு பகுதியாகும்.

பேலஸ்ட் (Ballast) என்பது உண்மையில் என்ன?

'பேலஸ்ட்' என்ற சொல், ஒரு கப்பலை நிலையாக வைத்திருக்க அதன் அடிப்பகுதியில் வைக்கப்படும் கனமானப் பொருளைக் குறிக்கும் ஒரு பழைய கடல்சார் சொல்லிலிருந்து வந்தது. இரயில்வே பொறியாளர்கள் இந்தச் சொல்லைப் பயன்படுத்தக் காரணம், அந்தப் பொருள் அதே போன்ற ஒரு முக்கியமான பணியைச் செய்கிறது: இது தண்டவாளத்திற்கு ஒரு குறைந்த ஈர்ப்பு மையத்தை (low centre of gravity) அளிக்கிறது மற்றும் கட்டமைப்பை நகராமல் பாதுகாக்கிறது. இந்த கற்கள் பெரும்பாலும் உடைக்கப்பட்ட கடினமான பாறைகளாக இருக்கும், பெரும்பாலும் கிரானைட் அல்லது அது போன்ற உறுதியான பாறைகளாக இருக்கும். இவை ஆற்றுப் படுகைகளில் காணப்படும் உருண்டையான கற்கள் அல்ல. இவை வேண்டுமென்றே கோண வடிவில், கூர்மையான விளிம்புகளுடன் கூடிய துண்டுகளாக உடைக்கப்பட்டவை; பொதுவாக ஒரு பெரிய நாணயத்தின் அகலம் முதல் உங்கள் கட்டைவிரலின் நீளம் வரை அளவில் இருக்கும். இந்த குறிப்பிட்ட அளவு மற்றும் வடிவம் தற்செயலானது அல்ல. விநியோகஸ்தர்களும் தண்டவாளப் பொறியாளர்களும் கற்களின் அளவு எவ்வளவு மாறுபடலாம் என்பதைத் துல்லியமாகத் தீர்மானிக்கிறார்கள், ஏனெனில் தண்டவாளத்தின் செயல்பாடு அவற்றுக்கிடையேயான இடைவெளிகளின் வடிவியலைப் (geometry) பொறுத்தே அமைகிறது.

கூர்மையான விளிம்புகள் நீங்கள் நினைப்பதை விட ஏன் முக்கியம்

மார்பிள்களைக் கொண்டு ஒரு நிலையானக் குவியலை உருவாக்க முயற்சிப்பதாகக் கற்பனை செய்து பாருங்கள். நீங்கள் அதன் மீது அழுத்தும் ஒவ்வொரு முறையும், அந்த உருண்டைகள் விலகிச் செல்லும். இரயில் தண்டவாளங்களுக்குக் கீழே உள்ள மென்மையான கற்கள் ஏன் தோல்வியடைகின்றன என்பதற்குக் காரணம் இதுதான். நீங்கள் காணும் கூர்மையான கருப்பு கற்கள் வேண்டுமென்றே கரடுமுரடாக வடிவமைக்கப்பட்டவை. தண்டவாளம் அமைக்கப்படும்போது, ஆயிரக்கணக்கான இத்தகைய சொரசொரப்பான துகள்கள் ஸ்லீப்பர்களுக்குக் கீழேயும் சுற்றியும் அடுக்கப்படுகின்றன. கடந்து செல்லும் ரயில்களின் எடை மற்றும் பராமரிப்பு இயந்திரங்களின் அழுத்தத்தின் காரணமாக, இந்த விளிம்புகள் அருகிலுள்ள கற்களிலும் அல்லது மர அல்லது கான்கிரீட் ஸ்லீப்பரிலும் பதிந்து கொள்கின்றன. அவை சிமெண்ட் கலவையில் அழுத்தப்பட்ட மொசைக் துண்டுகளைப் போல ஒன்றோடொன்று பிணைக்கப்படுகின்றன. இந்த ஒன்றோடொன்று பிணைந்த அமைப்பு, பக்கவாட்டுத் தள்ளுதல் மற்றும் முன்னும் பின்னுமாக நகர்தல் ஆகியவற்றைத் தடுக்கும் ஒரு உறுதியான, முப்பரிமாணத் தளத்தை (three-dimensional mattress) உருவாக்குகிறது. வளைவில் நுழையும் ஒரு கனரக சரக்கு ரயில் மிகப்பெரிய பக்கவாட்டு விசையை (lateral force) உருவாக்குகிறது. பேலஸ்ட் வழங்கும் உராய்வு மற்றும் இயந்திரப் பிணைப்பு இல்லையென்றால், தண்டவாளங்கள் சென்டிமீட்டர் சென்டிமீட்டராகத் தனது நேர்க்கோட்டை விட்டு விலகி, இறுதியில் பாதுகாப்பற்ற நிலையை அடையும்.

எடை எவ்வாறு பூமிக்குக் கடத்தப்படுகிறது

ஒரு ரயில் தண்டவாளங்களின் மீது மிதந்து செல்வது போலத் தோன்றலாம், ஆனால் உண்மை என்னவென்றால், எஃகு சக்கரங்களிலிருந்து கீழே உள்ள மண்ணிற்குத் Tremendous force (மிகப்பெரிய விசை) கடத்தப்பட வேண்டும். எஃகு தண்டவாளம் வலிமையானது ஆனால் குறுகலானது. அது தனியாக இருந்தால் ஒரு கத்தி போல மண்ணைத் துளைத்துவிடும். ஸ்லீப்பர்கள் அந்தச் செறிவூட்டப்பட்ட எடையை ஒரு பரந்த பகுதிக்குக் பரப்புகின்றன, ஆனால் ஸ்லீப்பர்கள் கூட அடியில் உள்ள மென்மையான மண்ணைப் பாதுகாக்கப் போதுமான அளவு அகலமானவை அல்ல. பேலஸ்ட் அடுக்கு ஸ்லீப்பர்களுக்கும், 'ஃபார்மேஷன்' (formation) என்று அழைக்கப்படும் தயார் செய்யப்பட்ட நிலத்திற்கும் இடையில் அமர்ந்து, அழுத்தத்தைப் பரப்பும் ஒரு கருவியாகச் செயல்படுகிறது. ஒவ்வொரு கல்லும் டஜன் கணக்கான பிற கற்களை அழுத்துவதன் மூலம், எடையை ஒரு பரந்த பரப்பளவில் பரப்புகிறது. ஸ்லீப்பர்கள் நேரடியாக மண்ணின் மீது இருந்தால் ஏற்படும் அழுத்தத்தை விட, தண்டவாளத்திற்கு அடியில் உள்ள நிலம் ஒரு சதுர சென்டிமீட்டருக்குக் குறைவான அழுத்தத்தையே அனுபவிக்கிறது. இது நிலம் சீரற்ற முறையில் அழுத்திப் போவதையோ அல்லது பள்ளமாகத் தோன்றுவதையோ தடுக்கிறது; அவ்வாறு பள்ளம் ஏற்பட்டால், ஒவ்வொரு முறை ரயில் கடந்து செல்லும்போதும் சக்கரங்கள் அந்தப் பள்ளத்தில் மோதி நிலைமை மோசமடையும்.

நீங்கள் காணாத வடிகால் சிக்கல்

இரயில்வே பொறியாளர்கள் தண்ணீரைப் பற்றி கவலைப்படுவதற்காக வியக்கத்தக்க அளவு நேரத்தைச் செலவிடுகிறார்கள். தண்டவாளத்தில் விழும் மழைநீர் எங்காவது செல்ல வேண்டும். அது ஸ்லீப்பர்களைச் சுற்றித் தேங்கி அடியில் உள்ள களிமண் அல்லது வண்டல் மண்ணில் ஊறிவிட்டால், அடித்தளம் சேறாக மாறிவிடும். கடந்து செல்லும் ரயில்கள் அந்தச் சேற்றை இணைப்புகளின் வழியாக மேல்நோக்கித் தள்ளும், இது ஒரு வழுவழுப்பான கலவையை உருவாக்கி, தண்டவாளம் மூழ்கவும் நகறவும் வழிவகுக்கும். குளிர் பிராந்தியங்களில், தேங்கியிருக்கும் நீர் உறைந்து விரிவடைவதால், தண்டவாளம் சமநிலையற்ற நிலைக்குத் தள்ளப்படும். பேலஸ்ட் அடுக்கு கிட்டத்தட்ட முழுமையாகத் துளைகள் கொண்டதாக (porous) இருப்பதால் இந்தச் சிக்கலைத் தீர்க்கிறது. கோண வடிவக் கற்கள் ஒன்றோடொன்று ஒரு புள்ளியில் மட்டுமே தொட்டுக்கொள்வதால், அவற்றுக்கிடையே இடைவெளிகள் (voids) உருவாகின்றன. நீர் இந்த இடைவெளிகள் வழியாகக் கீழே இறங்கி, சாய்வான அடுக்கின் வழியாகச் சென்று பக்கவாட்டு வடிகால்கள் அல்லது பரந்த நிலப்பரப்பிற்குச் செல்கிறது. இதனால் தண்டவாளத்தின் அடியில் பகுதி உலர்ந்தே இருக்கும். கற்கள் அதிக நீரை உறிஞ்சுவதில்லை, மேலும் அவற்றின் கருமையான நிறத்திற்குப் பாதியளவு பாறையின் வகையும், மீதிப் பாதியளவு அதில் படிந்துள்ள தூசியும் எண்ணெயும் காரணமாகும்.