การวิเคราะห์การเสื่อมสภาพของส่วนผสมหินโรยทางรถไฟและเศษยางรถยนต์ที่หมดอายุการใช้งาน โดยเครื่องมือ Los Angeles Abrasion test และ ภาพถ่ายแบบสามมิติ

บทคัดย่อ

ในปัจจุบันระบบการขนส่งทางรางเริ่มมีบทบาทสำคัญต่อการพัฒนาระบบคมนาคมขนส่งในประเทศไทย หินโรยทางรถไฟเป็นองค์ประกอบสำคัญของโครงสร้างทางรถไฟ  เมื่อผ่านการใช้งานช่วงเวลาหนึ่ง หินโรยทางรถไฟ (ballast track) จะเสื่อมสภาพ ส่งผลต่อการกระจายตัว การทรุดตัว และการปนเปื้อนของวัสดุอนุภาคเล็ก งานวิจัยที่ผ่านมามีการศึกษาวัสดุต่างๆ เพื่อยืดอายุการใช้งานของหินโรยทาง แต่ยังมีข้อจำกัดเรื่องต้นทุนที่สูงขึ้น งานวิจัยนี้จึงได้นำเสนอการศึกษาการเสื่อมสภาพของหินโรยทางที่ผสมเศษยางรถยนต์ โดยวิเคราะห์ความทนทานต่อการสึกหรอในสัดส่วนและขนาดยางที่ต่างกัน ภายใต้สภาวะแห้ง และการวิเคราะห์สัณฐานวิทยาระดับพื้นผิวจากภาพการสแกนสามมิติ การทดลองใช้เศษยางรถยนต์ 3 รูปแบบ ได้แก่ ยางทรงลูกบาศก์ ทรงแท่ง และทรงแผ่น ตัวอย่างหินจะถูกสแกนด้วยเครื่องมือสแกนสามมิติ และทดสอบความทนทานต่อการสึกหรอในรอบการหมุน 100, 500 และ 1,000 รอบ โดยผสมเศษยางในสัดส่วน 5%, 15% และ 25% โดยปริมาตร ในแต่ละรอบการหมุนจะใช้ตัวอย่างเดิมในการทดสอบสลับกับการสแกนหลังการทดสอบการสึกหรอ (Los Angeles Abrasion Test, LAA) จากการศึกษาพบว่า การเพิ่มสัดส่วนของเศษยางช่วยลดการสึกหรอของหินโรยทางได้ โดยเศษยางทรงลูกบาศก์มีผลในการลดการสึกหรอได้ดีที่สุด รองลงมาคือทรงแท่ง และทรงแผ่น เมื่อเพิ่มสัดส่วนเศษยางมากกว่า 15% การลดลงของความลึกการสึกหรอกลับไม่แตกต่างมากนัก การศึกษาด้านสัณฐานวิทยาด้วยฟังก์ชันฮาร์มอนิกทรงกลม (Spherical Harmonics Function, SHF) พบว่ารูปทรงของเศษยางมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของลักษณะทางกายภาพของอนุภาคหินอย่างชัดเจน โดยเฉพาะดัชนีความเป็นมุม (AI3D) และดัชนีพื้นผิว (MT3D) ซึ่งเศษยางทรงลูกบาศก์มีการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับทรงอื่นๆ นอกจากนี้ รัศมีความขรุขระของเศษยางทรงลูกบาศก์ก็มีค่าต่ำที่สุดในทุกอัตราส่วนผสม ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเศษยางสามารถลดการสึกหรอของหินได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะเมื่อใช้เศษยางในอัตราส่วน 15% ที่ส่งผลให้อัตราการสึกหรอลดลงน้อยที่สุด