铁路为什么用石子(为什么铁路上都是石头)

有没有注意到这样一个问题?绿皮火车的轨道铺着碎石,高铁的轨道却没有铺。这仅仅是因为高铁更高吗?火车前进时这些碎石的作用是什么?高铁下面,因为缺少这些碎石,它的安全性能会受到影响吗?

铺在火车轨道上的粗粒沙砾统称为“道碴”。它们的质地是高硬度的特殊花岗岩。用碎石铺成的轨道称为“有砟轨道”,不用碎石铺成的轨道称为“无砟轨道”,这些铺成的碎石也称为“道碴”。

有碴轨道有两个主要目的。一是减少振动,分散压力。高速列车在铁轨上运行,必然会引起震动,碎石之间有大量的空隙,可以很大程度上吸收冲击波,进而起到减震的作用。同时,火车车轮与铁轨的接触面极小,导致铁轨承受相当大的压力。如果直接在铁路轨道下使用泥基面,由于抗压能力较弱,会发生沉降,导致事故发生,所以碎石也能起到分散压力的作用。

第二,能够进行高效的散热和排水工作。重型列车在铁轨上行驶产生的摩擦力带来巨大的热量。如果热量过多,会产生热胀冷缩效应,降低钢轨的抗压能力,从而导致列车脱轨或钢轨断裂。因此,砾石作为良好的导热体,起到抵抗热胀冷缩的作用。当那天世界上雨水很多的时候,碎石之间的缝隙也会让水快速渗入,从而避免洪水。虽然道碴起到了吸收噪音和通过压力缓冲带走热量的作用,但有碴轨道仍然需要经常维护和检修。时间久了,火车滚久了,道碴会移位,混土,杂草丛生,基础面沉降。这时就需要进行相应的加工工作如矫正轨位、清理筛面、除草、压舱等。

高铁是长轨距列车。与普通列车不同,它的每节车厢都是紧密相连的,所以在行驶时不会产生剧烈的震动。高速铁路的轨道叫无砟轨道,用混凝土结构代替轨枕和碎石道床结构,钢轨直接铺设在混凝土上,所以路基上只有轨枕(混凝土混凝土)和钢轨,没有碎石。与碎石铺成的有碴轨道相比,突然显得很高大。

为什么选择无砟轨道?因为高速铁路在行驶时,轨道只承受列车的动荷载,所以对整个路基没有很高的要求。高铁时速高达350公里,可谓快如闪电。它能安全平稳的运行不仅仅是因为无砟轨道,更是因为它本身的设计太过科学前卫。试想,如果高速铁路在有碴轨道上运行,300公里以上的时速必然会溅起大量的石块,对列车和周围的建筑物造成损害。严重时甚至可能导致车毁人亡。

这绝不是危言耸听。所以我们平时坐高铁的时候,在感觉到高铁在某些路段速度变慢的时候,也不用担心或者抱怨列车速度慢。这个时候很有可能我们是行驶在有碴轨道上,减速也是为了保证我们的安全。毕竟安全永远是第一位的。

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