CT51 ระบบทางรถไฟในอนาคต Slab Track – Low Maintenance; Next Generation of Railway Track System
ลิขสิทธิ์ © พ.ศ.2551 กรมอุตสาหกรรมพื้นฐานและการเหมืองแร่
ผู้เขียน ดร. พงษ์ธนา วณิชย์กอบจินดา
1) บทนำ
เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วการก่อสร้างทางรถไฟ Ballasted Track เพื่อขนส่งคมนาคมทั้งสินค้าและผู้โดยสารเป็นการก่อสร้างที่ต้องใช้งบประมาณที่สูง อยู่ที่ประมาณ 70 – 200 ล้านบาท โครงสารทางรถไฟนี้จะมี Design Service Life Cycle อย่างน้อย 50 ปี เมื่อมองด้านค่าใช่จ่ายสำหรับการก่อสร้าง และการบริหารทางรถไฟนั้น การของบประมาณก่อสร้างนั้นไม่ยากเท่าการของงบประมาณในการบำรุงรักษาทางรถไฟ มูลค่าของการซ่อมบำรุงทางจะเพิ่มขึ้นเปรผันตามสภาพใช้งาน ดังนั้นในการบริหารทางรถไฟเพื่อให้มีพื้นทางวิ่งที่สมบูรณ์ไม่เกิดการเสื่อมสภาพซึ่งจะทำให้ความสามารถในการรับน้ำหนักและความเร็วลดลง (ดังแสดงในแผนภาพที่ 1) เพื่อที่จะทำให้การขนส่งทางรถไฟทำได้อย่างมีประสิทธิภาพจะต้องมีการวางแผนการบำรุงทางที่ดีตามกำหนดระยะเวลา เพื่อให้ทางรถไฟมีสภาพการใช้งานที่ดีและลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาในระยะยาว จากการศึกษาวิจัยของ Lake et. al[1]., (2000) จาก School of Engineering, Queensland University of Technology, Australia พบว่าในประเทศ Australia จะต้องเสียค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาทางรถไฟประเภท Ballast Track ประมาณ 25 – 35% ของ Rail Operation Cost ดังนั้นเมื่อพิจารณาถึงค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงทำในระยะยาวที่มีมูลค่าที่สูงดัง นอกจากนั้นยังต้องมีเครื่องจักรในการบำรุงที่มีมูลค่าสูงอีกด้วย วิศวกรรถไฟในหลายประเทศ จึงพยายามที่จะออกแบบพื้นทางที่ต้องการบำรุงรักษาน้อย ทำให้เกิดการ Utilisation Track ให้ได้สูงสุด ซึ่งวิศวกรรถไฟ ก็ได้พัฒนา Slab Track หรือ ทางรถไฟคอนกรีต ขึ้นมาเพื่อลดจุดอ่อนของ Ballasted Track เพื่อสมรรถะของการขนส่งทางราง
2) Slab Track
Slab Track หรือเรียกอีกอย่างว่า ทางรถไฟไร้หินโรยทาง (non-ballasted track) (ดังแสดงในแผนภาพที่ 1) Slab Track นี้มีข้อได้เปรียบหลัก ๆ เมื่อเทียบกับ Ballasted Track คือ มีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาทางที่ต่ำ และ มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน หากเปรียบเทียบกับ Ballasted Track นั้น Slab Track จะมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา (เช่น Ballasted Tamping, Ballasted Cleaning) ทั้งยังต้องมีการทำ Track Re-alignment หรือ Track Lining ใหม่ เนื่องจากเป็น Slab Track นั้นเป็น Concrete ซึ่งค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษามีเพียงแค่ 20 – 30% เท่านั้น[2]
โครงสร้างทางรถไฟไม่สูงนัก (Low Structure Height) น้ำหนักเบา (Light Weight Structure) มีเพิ่มเสถียรภาพของโครงสร้างทางวิ่ง (Track Stability) จากแรงกระทำของรถไฟโดยเฉพาะรถไฟที่วิ่งด้วยความเร็วสูง (High Speed Rail: HSR) และไม่มี Drag Forceรถไฟขนส่งสินค้าที่มีน้ำหนักมาก ข้อได้เปรียบทางด้าน Track Stability นี้เองเป็นผลทำให้สามารถนำรถไฟความเร็วสูง และรถไฟขนส่งสินค้าที่มีน้ำหนักมากมาวิ่งในทางเดียวกันได้ เนื่องจากความมั่นคงของและไม่เคลื่อนตัวของตำแหน่งราง นอกจากนั้น Slab Track ยังเป็นทางรถไฟที่มี
จากการพัฒนาของระบบ Track Slab โดยมีเป้าหมายเน้นไปที่การลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาเพิ่มประสิทธิภาพของทางวิ่ง วิศวกรรถไฟ ในหลาย ๆ ประเทศจึงมีการคิดและพัฒนาขึ้นมาเพื่อปรับให้เหมาะสมกับความต้องการ ทั้งในแง่ของการติดตั้ง ระบบการยึดติดกับตัวรางด้วยเครื่องยึดเหนี่ยว (Fastening) โดยเฉพาะในกรณีของ Rheda 2000 กับ Zublin ที่แตกต่างกันเพียงรูปทรงของ Sleeper กับระบบ Fastening เท่านั้น การออกแบบให้เหมาะสมกับผลกระทบจากสภาวะแวดล้อมเช่นการเปลี่ยนแปลงความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคือเนื่องจากต้องการป้องกันการขยายตัวของเหล็กรางรถไฟแล้วแผ่นพื้นทางวิ่งคอนกรีต ซึ่ง Slab Track ที่พบได้บ่อยมีดังนี้ Rheda 2000, Zublin, Shinkansen, และ Bogl Track ดังแสดงในแผนภาพที่ 1 – 4
แผนภาพที่ 1 Rheda 2000 Slab Track
3) แนวทางพัฒนา Slab Track ในอนาคต
ประเทศไทยการใช้ Slab Track ยังไม่เป็นที่แพร่หลายนักเนื่องจากมีต้นทุนการก่อสร้างที่สูงเมื่อเทียบกับ Ballasted Track ซึ่งโดยปกติการลงทุนเพื่อก่อสร้าง Slab Track จะใช้เฉพาะเส้นทาง หรือ ทางวิ่งที่ต้องการรอบการวิ่งถี่ หรือ ต้องการ Track Utilisation ที่สูง นอกจากนั้น การก่อสร้าง Slab Track ยังมีปัญหาเรื่องความยากลำบากในการติดตั้ง เนื่องจากในการวางรางรถไฟจะต้องมีความความแม่นยำในเรื่อง การวางรางให้ถูกต้องตาม Vertical & Horizontal Alignment ที่สูงเพื่อป้องกันการตกรางของรถไฟ อย่างไรก็ตามวิศวกรรถไฟในปัจจุบันก็ได้พยายามคิดค้น Slab Track ที่ง่ายต่อการติดตั้งและมีต้นทุนที่ต่ำเพื่อให้เกิดการลดต้นทุนค่าก่อสร้างและเพิ่มการ Utilisation ทางรถไฟเพื่อส่งให้เกิดการขนส่งทางรถไฟมากขึ้น
[1] Lake M., Farreiera L., and Murray M., 2000, Minimising costs in scheduling railway track maintenance, International Conference on Computers in Railway No7, Bologne, Itally
[2] Esveld, E., 2001, Modern Railway Track (2nd Edition), Delft University of Technology
--------------------------------
สนใจบทความฉบับสมบูรณ์เพิ่มเติม ดาวน์โหลดที่เอกสารแนบด้านล่าง
สนใจบทความอื่นในชุดนี้คลิกดูได้ตามหัวข้อด้านล่าง
CT51 เอกสารเผยแพร่เรื่อง “การจัดการโลจิสติกส์เพื่อการพัฒนาอุตสาหกรรมอย่างยั่งยืน” ปี 2551
เอกสารเผยแพร่เรื่อง “การจัดการโลจิสติกส์เพื่อการพัฒนาอุตสาหกรรมอย่างยั่งยืน ปี 2551” จึงเป็นการนำบทความดังกล่าวที่น่าสนใจจำนวน 80 บทความ นำมาจัดทำเป็นรูปเล่มเพื่อเป็นอีกช่องทางหนึ่งที่สะดวกสำหรับผู้สนใจในการศึกษากรณีศึกษาความรู้ด้านโลจิสติกส์และโซ่อุปทาน หวังเป็นอย่างยิ่งว่าเอกสารนี้จะเป็นประโยชน์แก่ผู้อ่านให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในองค์กรได้อย่างมีประสิทธิผล
--------------------------------
ที่มา
เอกสารเผยแพร่เรื่อง “การจัดการโลจิสติกส์เพื่อการพัฒนาอุตสาหกรรมอย่างยั่งยืน” ปี 2551
โดย สำนักโลจิสติกส์ กรมอุตสาหกรรมพื้นฐานและการเหมืองแร่