為何火車軌道上有石頭，高鐵的軌道上卻沒有呢？看完長見識

每當路過火車軌道的時候，大家都能看到滿滿一地的 碎石子，這些石子是干什麼的，為何高鐵的鐵軌沒有？

生活中的細節往往能衍生出問題

火車軌道的碎石子

有的人猜想，碎石子的出現是因為火車重量太大，導致軌道周圍的石頭被碾碎了。

可問題是，這些碎石子密密麻麻，擺放得相當整齊，怎麼看也不像是自然形成的。

其實，火車軌道的碎石其實就是人工鋪在路面上，其原因有三點。

其一，碎石子是為了增加火車行駛的 安全性，為地面加固加穩。

通常來講，一列8節的客運列車的重量在420噸到510噸之間，客運列車一般是16節，重量可能會達到1000噸左右，而貨運列車裝滿貨物的重量只會更高。

普通列車的內部結構

如此重的列車在軌道上行駛，勢必會給路面帶來 巨大的負擔，大家平時看到的瀝青路也坑坑洼洼，這就是行駛的汽車給路面帶來的損害，而列車行駛在軌道上帶來的后果只會更嚴重

如果是地質堅硬的路面還好，一旦遇到松軟的泥土層，軌道很容易塌陷進去，影響列車正常行駛。

在路面上鋪滿石子，就能很好地解決這一問題。

這些石子別看都是碎石，但是 內部的結構都相當堅硬，能夠為軌道分攤壓力，讓列車在行駛的時候更加安全。

列車軌道受力分析

所以，并不是所有碎石都能夠鋪上軌道，只有玄武巖、花崗巖這類密度較高的巖石，才有這個資格，這些石頭被打碎之后還要進行加工處理，使它們能夠在路面上發揮更好的效果。

值得一提的是，這種碎石也被運用在高速公路的建設上，由此看來，碎石的硬度是受到工程師的認可的。

減噪減震

列車在行駛的過程當中， 噪音對于乘客來說也是一大問題。

由于火車輪軌的相互作用，在軌道附近產生了復雜的運動形式，并通過火車的外殼傳入到車廂當中。

路面的石子可以減少列車與軌道之間的 相互作用力，讓列車產生的震動更小，行駛起來相對要穩定許多，大大減少了噪音污染。

這也是為什麼，同樣是平坦的路面，火車運行要比汽車平穩得多。

平安出行把家還

減少噪音的操作一方面是為了增加乘客的乘坐體驗，另一方面也能減少對周圍環境的影響。

因為列車行駛過程當中要經過大量的 野外地帶，噪音很容易對當地的野生動物造成影響。

排水定型

由于每個碎石之間的形狀不一，堆積到一起的碎石空隙很大，降落到軌道當中的雨水和很容易通過這些縫隙排出。

如果沒有這些碎石，雨水會在軌道內部堆積起來，鐵制的軌道很容易受到雨水侵蝕，出現生銹等情況，從而導致軌道壽命的減少。

此外，碎石還起到 定型的作用，所謂的定型主要是軌道的形狀。

在自然環境當中，軌道經歷寒冬和酷暑，在熱脹冷縮作用下，鐵軌用不了幾年就已經不成原樣。

熱脹冷縮原理

軌道當中的石子將軌道擠滿，使得軌道很難向內收縮，而外部的石子起阻攔作用，軌道又幾乎無法外擴張，以此來保證軌道幾年甚至是十幾年都不會改變原有的形狀。

最后就是，鋪在路面上的碎石子能夠抑制雜草的生長，減少人工清理的成本，讓列車在軌道上行駛得更加通暢。

總之，碎石子的好處多種多樣，後來人們也將這些小碎石鋪成的道路稱之為道砟，屬于鐵路建設的基礎工程。

人工填鋪道砟

在修建 道砟的過程當中，要用重物將路面的碎石子壓實，使得碎石子的耐風化能力有效提升。

既然碎石子對鐵軌的幫助如此巨大，為何在高鐵修建的過程當中，不采用道砟的方式？

多提問，多探究：道砟為何不適用于高鐵

高鐵不用碎石子的理由

首先碎石子鋪在高鐵路面上相當不安全，因為高鐵的速度很快，一般在200到380千米每時。

普通火車的速度也才140千米每時，在高鐵高速行駛的 氣流下，小碎石可能飛出原本的軌道，對周圍的人或物造成危害。

這并不是危言聳聽，我國路面交通就經常出現碎石傷車的情況。

比如在高架橋上高速公路行駛的汽車，有時就會蹦跶兩顆石子到橋下，導致橋下的車窗玻璃損壞。

高速路上的汽車行駛的車速一般只有 80到120km每時，這種速度蹦出的石子都足以傷及車窗玻璃，如果是換做高鐵，后果難以想象。

物體被拋出窗外會產生加速度

隨著我國技術的進步，如今的高鐵時速能夠達到600公里，考慮到列車安全問題，傳統的道砟肯定是不能使用了。

其次，我國的鐵軌建設技術上已經相當成熟，在高鐵的鐵軌當中采用的是特殊混凝土單元來替代原本道砟的作用。

無砟軌道結構

這種新式的混凝土與軌道融為一體，在保證軌道性能的同時，也有著較高的 安全性。

最后，道砟也不利于高鐵的高速行駛，高鐵為了加快速度在軌道上采用的是無渣軌道，這種軌道最大的特點就是光滑，在行駛的過程當中軌道沒有任何阻礙。

而道砟上的碎石會嚴重影響 高鐵的速度，甚至對某些特定的高鐵造成損壞。

高鐵軌道結構

因為這些高鐵被設計出來，就是為了投放在新型高鐵軌道上，設計結構更偏向于這一方面，所以很難適應道砟結構。

通俗來講，就像是跑車不能適應陡峭的鄉間小路一般。

話雖如此，但并不是說高鐵的軌道完全不能采用道砟的方式。

法國的高鐵軌道是世界上為數不多的，采用道砟的國家。

這種道砟并不是普通的道砟，當中的碎石全部都是利用了一種強力的黏合劑加固，保證列車行駛的安全。

特殊的法國高速鐵路

理論上，黏合之后的道砟碎石能夠承受的列車時速高達570千米左右，在這個數值以下，碎石不會飛出，沒有安全隱患。

這也僅僅是 理論值，因為法國的商業高鐵速度也不過在250到300千米之間，遠遠達不到理論數值。

我國的客運高速鐵路早在2011年的時候，就已經達到了380千米每時，這就是著名的京滬高速鐵路，在設計上，京滬高速鐵路最低時速都可以達到350千米，是「中國速度」的驕傲。

京滬高速鐵路路線圖

另外，法國的道砟也伴隨著 巨大的成本，這些成本最終都會反映到民眾身上。

畢竟鐵軌的建造成本越高，發售的車票票價也就越高。

法國高鐵票價在1.65到2.13元每公里之間，1318千米所需要的費用折合人民幣高達2000元，這是我國的京滬高速鐵路的距離，而我國京滬高速鐵路二等座的費用常年在500到600人民幣之間浮動。

京滬高速鐵路：中國人的驕傲

可見技術進步的最終受益人，還是普通老百姓，在技術的背后，正是有著無數的科學家夜以繼日地研究、實驗才有了今天的成果。