چرا باند فرودگاه، جاده‌ها و خطوط راه آهن بریتانیا ذوب می شوند؟

چرا باند فرودگاه، جاده‌ها و خطوط راه آهن بریتانیا ذوب می شوند؟

بریتانیا گرم‌ترین روز تاریخ خود را ثبت کرده است. طبق توضیحات یک دانشمند، آسفالت فرودگاه بریتانیا برای مقاومت در برابر گرمای شدید هوا ساخته نشده است و جاده ها و خطوط راه آهن نیز در معرض خطر کمانش در موج گرما هستند.

دمای هوا در انگلیس دیروز به ۱۰۰ درجه فارنهایت (۳۸ درجه سانتیگراد) رسید. شدت گرما باعث شد فرودگاه لوتون در لندن بسته شود زیرا سطح باند آن به مایع تبدیل شد!

به گفته دکتر جولیان دین از دپارتمان علوم و مهندسی مواد در دانشگاه شفیلد، در حالی که امکان ساخت سطوحی وجود دارد که بتوانند با دماهای شدید مقابله کنند، استفاده از آن در تمام سطوح آسفالت در این کشور بسیار گران است.

باند فرودگاه‌های بریتانیا نیاز به مقابله با دمای سرد و بارندگی زیاد، یعنی شرایط آب و هوای واقعاً متغیر، دارند.

بنابراین، موادی که دانشمندان به دنبال آنها هستند برای مقابله با بارندگی و طیف وسیعی از دما انتخاب می‌شوند، اما در دماهای شدید ممکن است مشکلاتی داشته باشند.

سطح مقاومت جاده های بریتانیا

سطوح جاده ها در زیر نور مستقیم خورشید می توانند تا ۳۶ درجه فارنهایت (۲۰ درجه سانتیگراد) گرمتر از دمای هوا باشند که معمولاً در سایه و بالای زمین اندازه گیری می شود.

این به این معنی است که حتی اگر دمای هوا تنها ۷۷ درجه فارنهایت (۲۵ درجه سانتیگراد) باشد، آسفالت در جاده ها ممکن است شروع به مایع شدن کند.

در همین حال، خطوط راه آهن بریتانیا نیز در معرض خطر کمانش در گرمای شدید هستند، زیرا نور خورشید باعث انبساط فلزات می شود.

بخش‌های زیرساختی دیگری نیز وجود دارد که می‌تواند با مشکلاتی مواجه شود. برخی از آنها از انبساط حرارتی ناشی می‌شوند؛ مانند درها و پنجره‌ها که منبسط می‌شوند و نزدیک‌تر شدن آنها را سخت‌تر می‌کند.

پانل‌های خورشیدی در گرمای شدید تا ۲۰ درصد کارایی خود را از دست می‌دهند و نیروی انتقالی از طریق خطوط برق نیز با گرم شدن کاهش می‌یابد.

به طور مؤثر، بریتانیا از موادی استفاده می‌کند که با گرما و سرما مقابله می‌کنند، بنابراین برای گرمای شدید یا سرمای شدید مناسب نیست.

ذوب شدن باند فرودگاه

فرودگاه لوتون لندن بعدازظهر دوشنبه به دلیل نقص باند فرودگاه ناشی از دمای بی سابقه به طور موقت پروازها را به حالت تعلیق درآورد.

باندها از آسفالت، ماده ای ویسکوالاستیک بر پایه قیر ساخته شده اند. ویسکوالاستیک به این معنی است که به عنوان یک جامد بسیار قوی است، اما همچنین می تواند به مایع تبدیل شود.

میانگین دمایی که در آن آسفالت شروع به نرم شدن می کند حدود ۱۲۲ درجه فارنهایت (۵۰ درجه سانتی گراد) است که بسیار بالاتر از دمای هوا است.

با این حال، هنوز هم می‌تواند زیر نور مستقیم خورشید اینقدر داغ شود؛ حتی اگر دماسنج‌ها فقط ۷۷ درجه فارنهایت (۲۵ درجه سانتی‌گراد) را نشان دهند، زیرا رنگ تیره آن گرمای بیشتری را جذب می‌کند.

شما می‌توانید با استفاده از پلیمرهای ویژه و عوامل اتصال در لایه بالایی آسفالت، جاده‌هایی بسازید که بتوانند با دمای بالا مقابله کنند، مانند آنچه در اسپانیا یا نوادا می‌بینید. اما مهندسی بیش از حد هر جاده و مقاوم ساختن آن در برابر هر موقعیتی واقعاً گران است و واقعاً ممکن یا معقول نیست.

ذوب شدن آسفالت جاده ها

هرج و مرج سفر در طول دوره های گرما شروع شده و آسفالت در جاده ها شروع به ذوب شدن در زیر نور آفتاب کرده است.

جاده های بریتانیا هم مانند باند فرودگاه، از آسفالت ساخته شده که با افزایش دما نرم می شود و می تواند زیر وزن وسایل نقلیه غرق شود.

وقتی این اتفاق می افتد، جاده ها دچار برآمدگی ها شده و مانند پتک چسبناک می شوند و حتی می توانند تایرها را بپوشانند.

این بدان معناست که هر کسی که روی آن رانندگی می‌کند، احساس می‌کند که در مسیری گلی رانندگی می‌کند، زیرا مسیر چسبناک می‌شود.

جاده ها با پارامترهای طراحی «عادی» ساخته می شوند که از کشوری به کشور دیگر متفاوت است. برای مثال، جاده‌های بریتانیا برای مقابله با بارندگی بسیار بیشتر، اما گرمای بسیار کمتری نسبت به جاده‌ های اسپانیا ساخته شده‌اند.

می توان جاده های آسفالتی درست مانند باند فرودگاه ساخت که بتواند گرما را تحمل کند، اما در کشوری خنک مانند بریتانیا ارزش هزینه کردن را ندارد.

این فرضیه به ویژه در مورد جاده هایی که ترافیک زیادی ندارند صادق است، زیرا سطح آسیب و سطح خطر ممکن است به این اندازه نباشد.

هنگام رانندگی در این جاده ها، رانندگان باید سرعت خود را کاهش دهند و انتظار اتفاقات غیرمنتظره را داشته باشند، زیرا لکه های ذوب شده روی ترمز و فرمان تأثیر می گذارد.

مقایسه بریتانیا با کشورهای دیگر

در کشورهای مدیترانه، مصالح جاده‌ای برای مقابله با محدوده دمایی متفاوت از بریتانیا طراحی شده‌اند. مقاومت مصالح به طور معمول بین -۵ درجه سانتیگراد تا ۵۰ درجه سانتیگراد است. اما در انگلستان مقامت بین -۲۰ درجه سانتیگراد تا ۳۰ درجه سانتیگراد گزارش شده است.

در نتیجه، امواج گرمای قبلی در دهه‌های ۱۹۷۰ و ۸۰، مشخصات مصالح جاده‌ای را بهبود بخشید تا شامل چسب‌های اصلاح‌شده ای باشد که در برابر دماهای بالاتر بسیار انعطاف‌پذیرتر هستند.

بسیاری از آسیب‌های کنونی که در شبکه جاده‌های محلی اتفاق می‌افتد ناشی از مواد قدیمی‌تر روکش جاده است که نسبت به محصولات جدیدتر نسبت به آسیب‌های حرارتی انعطاف‌پذیری کمتری دارند.

اگر درزهای انبساط ساخته شده به درستی نگهداری نشده باشند، اغلب ممکن است آسیب به جاده ها و باندهای بتنی رخ دهد. این آسیب می تواند باعث کمانش سطح جاده شود.

کمانش خطوط راه آهن

خطوط راه آهن از فولاد ساخته شده اند که نقطه ذوب بسیار بالایی بین ۲۵۰۰-۲۸۰۰ درجه فارنهایت (۱۳۷۱-۱۵۴۰ درجه سانتیگراد) دارد.

با این حال، دمای غیرعادی بالا می تواند باعث کمانش ریل های فولادی در سراسر شبکه و لغو شدن سفرها شود.

در نور مستقیم خورشید، گرما باعث انبساط فلز به دلیل افزایش انرژی جنبشی اتم های فلز می شود.

حرکت تقویت‌شده اتم‌ها باعث می‌شود که فضای بیشتری به دست آورند و در نتیجه سطح فلز منبسط شود. فولاد با گرمتر شدن منبسط می شود، هیچ مانعی برای این اتفاق وجود ندارد.

گرما باعث ایجاد استرس در فلز می شود. اگر فلز در جای خود ثابت شود، مانند راه آهن، شروع به تاب برداشتن، خم شدن و کمانش می کند.

طیف وسیعی از تنش ها وجود دارد که مواد و مسیر می توانند با آنها مقابله کنند.

راه‌آهن‌های بریتانیا از مواد فولادی پیش تنیده استفاده می‌کنند تا مطمئن شوند این محدوده تنش ایمن در مکان مناسبی برای این کشور قرار دارد.

آنها نقطه عاری از تنش مواد را روی ۲۷ درجه سانتیگراد قرار می دهند، که تقریباً میانگین دمای تابستان در انگلستان است. بنابراین می توانند با دمای گرمتر و سردتر در اطراف آن نقطه مقابله کنند.

قطارهای کندتر باعث نیروهای کمتری در مسیر می شود که احتمال کمانش را کاهش می دهد.

روش جلوگیری از گرم شدن زیاد

یکی از راه‌های کلیدی که باعث می شود شبکه‌ها بیش از حد گرم نشوند، رنگ‌آمیزی آن‌ها با رنگ سفید است. این راهکار می‌تواند دمای مسیر را تا ۹ درجه فارنهایت (۵ درجه سانتی‌گراد) کاهش دهد و خرابی سیگنال‌ها را کم کند.

متأسفانه، حتی با وجود اقدامات پیشگیرانه، باز هم ریل ها می توانند کمانش کنند.

هنگامی که این اتفاق می افتد، شبکه راه آهن مجبور می شود قبل از اینکه قطارها دوباره حرکت کنند، خط را ببندد. وقتی خط بسته می شود انجام تعمیرات ممکن می شود.

خطوط راه آهن بریتانیا حدود ۲۰۰۰۰ مایل مسیر دارد. بازسازی همه آن برای مقابله با گرما آن هم از نوع شدید بسیار گران است.

نه تنها این، بلکه اگر دمای بسیار پایینی تجربه شود، ممکن است مشکلاتی ایجاد کند.

سایر کشورها بر اساس میانگین دمای تابستان خود، مجموعه متفاوتی از دماهای «بدون استرس» خواهند داشت.

این بدان معناست که کشورهایی که اغلب گرمای شدید را تجربه می‌کنند، می‌توانند با آن مقابله کنند. اما حتی در این صورت هم محدودیت‌هایی برای موادی که در بریتانیا استفاده می شود وجود دارد. این محدویت ها را تغییرات شدید آب و هوایی آنها را بروز داده است.

پیشنهاد می کنیم این مطلب را هم بخوانید:

ساخت نوع جدیدی از آسفالت با بطری های پلاستیکی و چند برابر استحکام و دوام بیشتر

ویدئوی آسفالت کردن جاده ای در استرالیا به یکی از پربازدیدهای هفته تبدیل شده است [تماشا کنید]

۱۲ گانه بهترین و زیباترین باندهای فرود در دنیا

منبع: dailymail
دیجیاتو
۷ نظر

ورود

  • rezaei تیر ۲۹, ۱۴۰۱

    گشنمه. چون کمتر از گذشته ماکارونی پختیم.

  • محمود تیر ۳۰, ۱۴۰۱

    چرا ازشهرهای جنوبی ایران(اهواز بندرعباس وبوشهرو…)که گرم‌ترن، حرفی نمیزنید.لندن چه ربطی به ما داره

  • رضا تیر ۳۰, ۱۴۰۱

    چه ربطی به ایران داره الان که گرم‌ترین شهر اهوازه

  • افرین به کلامت تیر ۳۱, ۱۴۰۱

    افرین به کلامت

  • امیر تیر ۳۱, ۱۴۰۱

    خدارو شکر آسفالت شهر ما (ماهشهر) برای جهنم هم مناسبه

  • علی مرداد ۲, ۱۴۰۱

    این بخاطر بی حجابی در انگلیس است
    اینها خشم خداوند است