ثقل التتبع

الحصى المستخدم في بناء السكة الحديدية هو المادة التي تُشكّل قاعدة السكة التي تُوضع عليها عوارض السكك الحديدية (المعروفة في المملكة المتحدة باسم "العوارض الخشبية"). يُشتق مصطلح " الحصى " من مصطلح بحري يُشير إلى الأحجار المستخدمة لتثبيت السفينة. ^{[ 1 ]} يُرصّ الحصى بين العوارض الخشبية وأسفلها وحولها ^{[ 1 ]} لتحمّل ضغط عوارض السكك الحديدية والقضبان وعربات القطارات ؛ ولتثبيت السكة ومنع حركتها الجانبية؛ ولتسهيل تصريف المياه ؛ وللحدّ من نمو النباتات التي قد تُؤثر سلبًا على سلامة بنية السكة. ^{[ 1 ]} كما يُساعد الحصى في تثبيت السكة في مكانها أثناء مرور القطارات عليها. لا تستخدم جميع أنواع خطوط السكك الحديدية الحصى. ^{[ 2 ]}

استُخدمت مجموعة متنوعة من المواد كحصى للسكك الحديدية، بما في ذلك الحجر المكسر ، والحصى المغسول ، والحصى غير المغسول، وحصى التوربيد (مزيج من الرمل الخشن والحصى الصغير)، والخبث ، والحصى ، ورماد الفحم ، والرمل ، ^{[ 3 ]} والطين المحروق . ^{[ 4 ]}

يعتمد سُمك طبقة الحصى المناسبة للسكك الحديدية على حجم وتباعد العوارض الخشبية ، وكثافة حركة المرور على الخط، وعوامل أخرى متعددة. ^{[ 1 ]} يجب ألا يقل سُمك طبقة الحصى عن 150 مم (6 بوصات) ، ^{[ 5 ]} وقد تتطلب خطوط السكك الحديدية عالية السرعة طبقة حصى يصل سُمكها إلى 0.5 متر (20 بوصة) . ^{[ 6 ]} يؤدي نقص سُمك طبقة الحصى إلى زيادة الضغط على التربة ، وفي الظروف غير المواتية، يتسبب هذا الضغط في هبوط السكة، وعادةً ما يكون الهبوط غير متساوٍ. ^{[ 7 ]} قد يؤدي استخدام طبقة حصى بسُمك أقل من 300 مم (12 بوصة) إلى اهتزازات تُلحق الضرر بالمنشآت المجاورة. مع ذلك، لا تُحقق زيادة السُمك عن 300 مم (12 بوصة) أي فائدة إضافية في تقليل الاهتزازات. ^{[ 8 ]}   

وبدورها، تستقر طبقة الحصى الأساسية للسكك الحديدية عادةً على طبقة من الحصى الفرعي، وهي عبارة عن أحجار صغيرة مطحونة توفر دعماً قوياً للحصى الأساسي وتقلل من تسرب المياه من الأرض. ^{[ 1 ]} وفي بعض الأحيان، توضع حصيرة مرنة بين الحصى الفرعي والحصى الأساسي، مما يقلل الاهتزاز بشكل ملحوظ. ^{[ 8 ]}

من الضروري أن يغطي الحصى العوارض الخشبية وأن يشكل "كتفًا" كبيرًا ^{[ 5 ]} للحد من الحركة الجانبية للسكك الحديدية. ^{[ 9 ]} يجب ألا يقل عرض هذا الكتف عن 150 مم (6 بوصات) ، وقد يصل إلى 450 مم (18 بوصة) . ^{[ 10 ]} تستخدم معظم خطوط السكك الحديدية عرضًا يتراوح بين 300 و400 مم (12 و16 بوصة) .   

يجب أن تكون الأحجار غير منتظمة الشكل، ذات حواف حادة لضمان تشابكها مع بعضها البعض ومع الروابط لتثبيتها بإحكام ومنع حركتها. غالبًا ما يتم تخفيض حدود السرعة لفترة من الوقت على أجزاء من السكة الحديدية حيث تم وضع طبقة جديدة من الحصى للسماح لها بالاستقرار بشكل صحيح. ^{[ 11 ]}

لا يمكن تنظيف الحصى إلا لعدد محدود من المرات قبل أن يتلف تمامًا ويصبح غير قابل لإعادة الاستخدام. ولا يمكن إصلاح الحصى المتسخ تمامًا بتنظيف جوانب السكة. ^{[ 12 ]} إحدى طرق "استبدال" الحصى هي ببساطة وضع حصى جديد على السكة، ورفع السكة بأكملها فوقه، ثم دكه. ^{[ 13 ]} بدلاً من ذلك، يمكن إزالة الحصى الموجود أسفل السكة باستخدام قاطع سفلي، وهو ما لا يتطلب إزالة السكة أو رفعها. ^{[ 12 ]}

لا يمكن استخدام طريقة التفريغ والرفع عبر الأنفاق أو أسفل الجسور أو في الأماكن التي توجد بها منصات. عند مدّ السكة الحديدية فوق مستنقع، من المرجح أن يغوص الحصى باستمرار، ويحتاج إلى إعادة تعبئته للحفاظ على استقامته وتوازنه. بعد 150 عامًا من إعادة التعبئة في هيكسهام، أستراليا، يبدو أن هناك 10 أمتار (33 قدمًا) من الحصى الغارق تحت السكة. ^{[ 14 ]} تسبب الهبوط في تشات موس بالمملكة المتحدة في تحديات أثناء الإنشاء، مما دفع المهندسين إلى وضع طبقة "عائمة" من مواد منخفضة الكثافة مثل الخث أسفل الحصى. ^{[ 15 ]}  

Regular inspection of the ballast shoulder is important.^[5] The shoulder acquires some amount of stability over time, being compacted by traffic, but maintenance tasks such as replacing ties, tamping, and ballast cleaning can upset that stability. After performing those tasks, it is necessary either for trains to run at reduced speed on the repaired sections, or to employ machinery to compact the shoulder again.^[16][17]

If the trackbed becomes uneven, it is necessary to pack ballast underneath sunken ties to level the track again, which is usually done by a ballast tamping machine. A more recent, and probably better,^[6] technique is to lift the rails and ties, and to force stones, smaller than the track ballast particles and all of the same size, into the gap. That has the advantage of not disturbing the well-compacted ballast on the trackbed, which tamping is likely to do.^[18] The technique is called pneumatic ballast injection (PBI), or, less formally, "stoneblowing".^[19] However, it is not as effective as fresh ballast, because the smaller stones tend to move down between the larger pieces of ballast and degrade its bonds.^[20]

The quantity of ballast used tends to vary with gauge, with the wider gauges tending to have wider formations, although one report states that for a given load and speed, narrowing the gauge only slightly reduces the quantity of earthwork and ballast needed. The depth of ballast also tends to vary with the density of rail traffic, as faster and heavier traffic requires greater stability. The quantity of ballast also tends to increase over the years as more and more ballast is piled onto an existing roadbed. Some figures from an 1897 report listing requirements for light railways (usually narrower than standard gauge) are:

• first class line – 60 lb/yd (29.8 kg/m)rail – 1,700 cu yd/mi (810 m³/km).
• second class line – 41.5 lb/yd (20.6 kg/m) rail – 1,135 cu yd/mi (539 m³/km).
• third class line – 30 lb/yd (14.9 kg/m) rail – 600 cu yd/mi (290 m³/km).^[21]

• Ballastless track
• Ballast tamper
• Gandy dancer
• Maintenance of way
• Track maintenance

• نيو ساوث ويلز: الحصى 1850-1987، لونغورث، جيم، تاريخ السكك الحديدية الأسترالية ، ديسمبر 2004، الصفحات 443-462

• صور لعمال تنظيف الصابورة في المملكة المتحدة
• صور لمنظمات الصابورة في المملكة المتحدة