为什么火车铁轨下要铺一层石(为什么火车轨道下面要铺碎石子)

综述

我们不得不感叹,时代变迁,才短短十多年的时间,交通就已经发展到了如此便利的地步,遍及城市的公交、地铁,连通城市和成分的轨道航线,高铁的出现让很多跨省跨市的上班族节省了许多时间。

但是一些细心的人便会发现,虽然目前轨道交通如此丰富,但它们的轨道都有不同的区别,最明显的就是火车的轨道下总是铺着一层石头,而高铁的轨道却没有,这究竟是为什么呢?

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有砟轨道和无砟轨道

如今轨道主要分为两种,一种是无砟轨道一种是有砟轨道

目前比较流通的结构是有砟轨道,这也是比较传统的工艺,它由钢轨、轨枕和道床、道岔等各种零部件组成,其上还会铺上一层由粗砂、卵石和碎石等组成的物质。

不仅仅在国内,在国外也十分的常见,这种轨道需要的材料便宜,并且建设时间段,后期的修复维护的难度也不大,行驶时造成的噪声对周边的影响更小。

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它的缺点也很明显,比如在使用了一段时间后,轨道会出现移动的趋势,也就是原本的形状稳定性并不高,容易产生变化。

由于道床中有许多颗粒,所以在使用过程中会加快轨道和车轮的损伤,为了避免事故的出现,就必须要定期进行维护。

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为了解决这种问题,一种新型的轨道结构无砟轨道便出现了。

无砟轨道主要是利用混凝土或者沥青混凝土直接浇灌组成的结构,也被称为是整体床道铁轨,它就没有传统铁轨所铺设的一层碎石,所以提高了轨道的寿命,同时也降低了车轮的磨损。

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因为它直接建立在地基之上的,且没有那么多复杂的零部件,每个扣件的位置都相对固定,很难有偏离的趋势,所以后期维护的成本也降低了,也因此增加了其纵横向的稳定性。

对于乘客来说,乘坐这样的车辆,舒适性自然是要提高不少的,作为目前最先进的一种轨道形式,可以说完美地弥补的传统轨道的缺点。

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不过这种方法也并不完美,它的技术要求更高,所以施工周期更长,建造的成本也更大,另外由于结构的原因,它并不能很好地分散列车行驶的噪音,所以容易对周围的居民带来一些噪声。

因为无砟轨道很依赖于规划路面,对于路基基础有很大位移的情况并不能很好适应,所以在建设之前必须得考虑到路面的状况,比如地基是否平整,承受能力是否更大,会不会产生大型的沉降等,导致前期建设的工作量更大。

虽然无砟轨道一体化的缘故比较稳定,但一旦脱轨了,修复的成本也就更高。

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由此可见,现在市面上并没有一种非常完美的轨道类型,有砟轨道的的适应性更强,应用范围更广;但是无砟轨道更加清洁美观,并且后期维护的动作更少。

那么我们也发现了一个问题,有砟轨道上的碎石头看上去并没有起到什么作用,甚至还增加了轨道的磨损,那为什么要多此一举呢?

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有砟轨道的碎石头

其实这些碎石头也有一个专业的称呼,名叫道砟,它们主要是由特质的花岗岩组成,硬度自然是没得说,它们的作用主要有两点,首先,轨道一年四季都处在露天的环境中,夏天的高强度光照,雨天的大强度将于都会影响铁轨的寿命。

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在铁路运行的时候,车轮于铁轨产生摩擦会生出热量,根据热胀冷缩的原理,铁轨极易产生断裂或者脱轨的情况。如果有道砟的话,它们便能充当导热体,分散产出的热量,减少这样的变化。

而如果遇上暴雨天气,铁轨还可能会积聚雨水无法短时间散开,这些道砟的缝隙能够帮助水的通过,减缓洪涝的情况。

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其次由于有砟轨道与地面的联结不如无砟轨道来的紧密,所以列车在其上行驶的时候会产生剧烈的震动。铺设的碎石之间存在着大量的缝隙,所以在一定程度上能够减轻震感

如果仅仅只由轨道来承担所有的列车重量,并且铺设轨道的地面还是泥土质地,原本这种路面的抗压性就并不强,那么巨大的压强还会导致路面沉降,这些道砟在一定程度上也能起到分摊压力的作用,增加轨道的抗压能力,避免事故的发生。

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这些都是道砟带来的不可替代的作用,无砟轨道因为没有道砟的缘故,上述问题都成了缺陷。

不过目前大多数的高铁轨道一般都不会采用无砟轨道,原因是高铁的速度较快,如果行驶在有砟轨道上的话,很有可能会造成铺设路面石子的飞溅。

这个临界速度一般为两百到三百公里的时速,一旦超过这个阈值,反而容易对列车行驶引发安全问题,甚至造成车毁人亡的惨剧。

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结语

不论是有砟轨道还是无砟轨道,目前都是轨道交通的重要组成部分,他们各自拥有各自的优缺点,不能说谁更好,只能说谁更加适合。

如果交通的行驶速度并不快,那么在考虑建设成本和噪音的情况下可以考虑有砟轨道;如果是为了建设长途高速的列车,考虑到道路的安全性,无砟轨道便成为了优选。

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综上,在各种因素的权衡之下,安全才是第一位,无论是火车还是高铁,其根本作用是安全的将乘客带到目的地,才能达到便捷的目的,所谓的速度都是基于这一点做出的改善。

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