Waar is de kedeng-kedeng tijdens de treinreis gebleven?

Wekelijks zoekt de redactie wetenschap het antwoord op een veelgestelde vraag. Vandaag: zetten spoorrails nog wel uit in de warme zomer?

Een spoorspatting: plotseling verbogen rails door warmte-uitzetting. Wikimedia

‘Kedeng-kedeng, kedeng-kedeng, oe oe”, zingt Guus Meeuwis. Maar klopt dat nog wel? Het kenmerkende ‘kedeng-kedeng’ hoorde je wanneer een trein over een voeg in de rails reed. De voegen, die om de 30 meter zaten, gaven de stalen rails op warme dagen de ruimte om uit te zetten zonder het spoor te beschadigen. Staal zet uit door warmte en krimpt bij kou. In de winter was de voeg wijd.

Eind vorige eeuw is het overgrote deel van het Nederlandse spoor voegloos gemaakt. Het kedeng-kedeng-geluid is grotendeels verdwenen. Dat is veiliger. De klap op het spoor en de wielen wanneer een trein over een voeg dendert veroorzaakt schade en kan er zelfs voor zorgen dat een trein ontspoort. Hoe hoger de snelheid, hoe harder de klap en hoe meer schade. Voegloos spoor heeft dit probleem niet. Op een voegloos spoor kan een trein harder rijden.

Waarom zijn de voegen niet meer nodig? De zomers zijn niet minder warm. En de rails zijn nog steeds van staal, met een uitzettingscoëfficiënt van ongeveer 0,012 millimeter per meter, per graad temperatuursverandering. Hoeveel verandert een spoorstaaf daardoor van lengte? Reken mee: spoorstaven zijn zo gemonteerd dat ze zich bij 25°C in hun spanningsvrije toestand bevinden, schrijft ProRail in de Richtlijn van het voegloos maken van sporen, wissels, wisselverbindingen, kruiswissels, kruisingen en emplacementen. Boven de 25°C rekt het dus uit en eronder krimpt het. Een stuk spoor van 30 meter wordt 0,36 millimeter langer als de temperatuur van 25°C naar 26°C stijgt. Niet erg indrukwekkend. „Maar bij 30°C met zon, kan de temperatuur van het staal 70°C bereiken”, zegt Valeri Markine, universitair docent railbouwkunde aan de TU Delft. Dan zet 30 meter spoorstaaf ruim een centimeter uit.

Is er geen voeg die de lengtevermeerdering ‘bergt’ dan ontstaat er een behoorlijke spanningsdruk, waardoor rails kan knikken. Dat heet een spoorspatting. Dit kan binnen enkele seconden gebeuren en levert gevaarlijke situaties op: in de zomer van 2006 ontspoorden er twee treinen door, op de trajecten Bodegraven-Alphen aan den Rijn en Heerlen-Landgraaf. „Spoorspattingen ontstaan vooral op zwakke plekken in het spoor”, zegt Markine. Daarom wordt er vaak gecontroleerd op slijtage, braamvorming en andere onregelmatigheden in het spoor.

Een voegloze railstaaf kan honderden meters lang zijn, maar beide uiteinden, van ongeveer 70 meter, krijgen de ruimte om tot 220 millimeter uit te zetten. Zo’n lange voeg is niet mogelijk, daarom wordt er een schuine voeg gemaakt, waarin naar één kant spits toelopende staven langs elkaar kunnen schuiven.

In het midden van zo’n lange spoorstaaf ontstaat spanning. Vroeger lagen rails op houten dwarsliggers. Die konden die spanning niet opvangen. „Nu zijn er veel zwaardere, betonnen dwarsliggers”, zegt Markine. „Die zijn sterk genoeg om de rails op hun plek houden.” Ook de gebroken stenen van het ballastbed, waar de dwarsliggers in liggen, vangen de krachten deels op. Samen maken ze voegloos spoor mogelijk.

Bij bruggen die soms open moeten zijn nog steeds voegen of compensatielassen nodig. Ook bij wissels en spoorovergangen, zie je soms nog voegen. En je hoort ze. Even kun je dan genieten van het ouderwetse ‘kedeng-kedeng’. De ‘oe oe’ mag je er zelf bij zingen.