آیا تا به حال در هنگام رانندگی در بزرگراه، یک تکان ناگهانی را تجربه کرده‌اید، گویی به یک مانع نامرئی برخورد کرده‌اید؟ این دست‌اندازهای آزاردهنده - که گاهی اوقات ترسناک هستند - احتمالاً از آن درزهای فلزی به ظاهر بی‌اهمیت روی سطح جاده ناشی می‌شوند: درزهای انبساط (که به آن‌ها درزهای پل نیز می‌گویند). در حالی که اغلب به عنوان مزاحمت تلقی می‌شوند، این «دست‌اندازهای نجات‌بخش» نقش مهمی در حفظ ایمنی زیرساخت‌ها ایفا می‌کنند. امروز، ما رازهای پشت درزهای انبساط بزرگراه را فاش می‌کنیم و اینکه چرا نمی‌توانیم آن‌ها را با وجود پیشرفت‌ها در تجربه رانندگی نرم‌تر حذف کنیم.

درزهای انبساط: «خون حیات» پل‌ها و بزرگراه‌ها

آن نوارهای فلزی زیگزاگی که اغلب در بزرگراه‌ها و پل‌ها دیده می‌شوند، رسماً «دستگاه‌های انبساط» نامیده می‌شوند. همانطور که از نام آن پیداست، عملکرد اصلی آن‌ها تطبیق انبساط و انقباض حرارتی در عرشه پل‌ها و سطوح جاده است. این سازه‌ها که از موادی مانند بتن مسلح ساخته شده‌اند، به طور طبیعی در گرمای تابستان منبسط می‌شوند و در سرمای زمستان منقبض می‌شوند. بدون درزهای انبساط، عرشه پل‌ها در هنگام انبساط، نیروهای فشاری خطرناکی را تجربه می‌کنند یا در هنگام انقباض، ترک‌هایی ایجاد می‌کنند. با گذشت زمان، این امر می‌تواند منجر به آسیب ساختاری شدید - حتی فروپاشی فاجعه‌بار - شود.

درزهای انبساط که مانند «مفاصل» پل عمل می‌کنند، امکان حرکت کنترل‌شده را فراهم می‌کنند و از تنش‌های داخلی مخرب ناشی از نوسانات دما جلوگیری می‌کنند. آن‌ها همچنین تغییر شکل‌های ناشی از فعالیت‌های لرزه‌ای، بارهای وسایل نقلیه و خزش بتن را جذب می‌کنند. این امر باعث می‌شود که درزهای انبساط، اجزای ایمنی ضروری - واقعاً «خون حیات» زیرساخت‌های حمل و نقل - باشند.

چرا نمی‌توانیم به سادگی شکاف‌ها را با آسفالت پر کنیم؟

اگر درزها برای تطبیق حرکت وجود دارند، چرا آن‌ها را به طور دائم با آسفالت یا مواد مشابه مهر و موم نکنیم؟ در حالی که این ممکن است دست‌اندازها را از بین ببرد، خطرات بیشتری ایجاد می‌کند. درزهای مهر و موم شده در برابر انبساط/انقباض طبیعی مقاومت می‌کنند و تنش‌های تجمعی ایجاد می‌کنند که در نهایت باعث ترک خوردن یا تغییر شکل ساختار می‌شوند. علاوه بر این، خود مواد پرکننده با تغییرات دما منبسط و منقبض می‌شوند و فشار ساختاری را تشدید می‌کنند.

درزهای طراحی شده به درستی، امکان حرکت لازم را فراهم می‌کنند و در عین حال بارهای وسایل نقلیه را با خیال راحت منتقل می‌کنند. ساختار فلزی دندانه‌دار آن‌ها این عملکرد دوگانه را از طریق دقت مهندسی - متعادل کردن یکپارچگی ساختاری با ایمنی ترافیک - امکان‌پذیر می‌کند.

آناتومی و انواع درزهای انبساط

این دستگاه‌ها سیستم‌های پیچیده‌ای هستند که از چندین جزء تشکیل شده‌اند:

• بدنه درز: عنصر باربر که امکان حرکت را فراهم می‌کند، معمولاً فولاد.
• لنگرها: تجهیزات با استحکام بالا که درز را به پل محکم می‌کنند.
• غشاهای ضد آب: واشرهای لاستیکی یا پلاستیکی که از نفوذ رطوبت جلوگیری می‌کنند.
• صفحات انتقالی: عناصر رابط که اتصال به سطح جاده را هموار می‌کنند.

انواع درزهای رایج عبارتند از:

• درزهای صفحه انگشتی: شانه‌های فولادی در هم قفل شده برای بارهای سنگین روی پل‌های با دهانه بلند.
• درزهای مدولار: سیستم‌های چند واحدی قابل تنظیم که با پل‌های مختلف سازگار هستند.
• درزهای مهر و موم فشاری: درزهای پر شده با لاستیک/بیتومن مقرون به صرفه برای دهانه‌های کوتاه‌تر.
• درزهای بدون درز: طرح‌های پیشرفته با صدای کم که با سطح جاده ادغام می‌شوند (هزینه بالاتر).

چالش‌های نگهداری

قرار گرفتن مداوم در معرض ترافیک و آب و هوا باعث تخریب درزها می‌شود. مسائل معمول عبارتند از:

• بدنه‌های درز تغییر شکل یافته/شکسته شده از اضافه بار
• لنگرهای شل/خورده شده که ثبات را به خطر می‌اندازند
• ضد آب تخریب شده که باعث خوردگی ساختاری می‌شود
• صفحات انتقالی آسیب دیده که باعث افزایش ضربه وسایل نقلیه می‌شود

بازرسی‌ها و نگهداری منظم - سفت کردن لنگرها، تعویض واشرها، پاک کردن زباله‌ها - برای طول عمر ضروری است.

آینده: نوآوری‌های «بدون درز»

در حالی که درزها حیاتی هستند، صدا و لرزش ایجاد می‌کنند. فناوری‌های «بدون درز» با هدف به حداقل رساندن این موارد از طریق:

• طراحی‌های پل پیوسته که نیازهای حرکتی را کاهش می‌دهند
• آسفالت با مدول بالا با مقاومت برتر در برابر تغییر شکل
• سیستم‌های درز بدون درز پیشرفته

اگرچه این نوآوری‌ها امیدوارکننده هستند، اما با موانع هزینه و پیچیدگی مواجه هستند و نیازمند اجرای دقیق هستند.

نکات ایمنی برای رانندگان

• هنگام نزدیک شدن به درزها سرعت خود را کاهش دهید
• مسیر مستقیم را حفظ کنید
• از ترمز ناگهانی در نزدیکی درزها خودداری کنید
• در شرایط مرطوب احتیاط بیشتری کنید
• درزهای آسیب دیده قابل مشاهده را به مقامات گزارش دهید

این نوارهای فلزی بی‌ادعا مسئولیت زیادی در محافظت از زیرساخت‌های ما دارند. درک هدف آن‌ها باعث رانندگی ایمن‌تر و قدردانی بیشتر از مهندسی پشت جاده‌های ما می‌شود.