文|整點科普

坐過綠皮火車和高鐵的人會發現一件非常奇怪的事情：火車運行的軌道下面和周圍，鋪設了很多碎石子，但高鐵卻沒有。

火車軌道下鋪碎石，難道不會導緻火車在運行的過程中更颠簸，甚至是發生脫軌事件嗎？為什麼高鐵軌道下不用鋪碎石，難道這是高鐵行駛平穩的原因之一？

要解決這些問題，我們需要先了解，這些碎石子到底是什麼東西。

火車軌道下的碎石可不是普通的小石頭，它有一個的專業名稱叫“道砟”。

通常來說，路基面以上、軌枕底下的部分稱為道床，分為有砟道床和無砟道床，鋪碎石的就是有砟道床。

但是，并不是所有的石頭都能被選上，有砟道床所選用的材料必須同時具備堅硬和彈性的統一，同時還要不易被風化，有一定的排水性能。

在備選的材料中，碎石、卵石、粗砂都具備這些性質，但碎石的性能符合度是最高的，所以我國鐵路普遍采用的是碎石。

然而，不是路邊随便一顆碎石就能入選，玄武岩和花崗岩由于硬度高被選為原材料，還需要經過打碎、篩選加工等步驟後，達到特定的标準的碎石才能被用到鐵路中，所以不用擔心會影響到火車正常運行。

使用碎石的有砟道床，不僅具有建設成本低、周期短的優勢，噪音傳播範圍也很小，而且還很容易修複。

除此之外，這些碎石還有其它更重要的作用。

一般來說，火車軌道下的道砟厚度約為20CM，鐵路工作人員會按時進行監測，假如出現沉降現象，就需要用碎石重新将沉降部分墊回去并壓實；

鐵路每年施工時也需要換道砟，但也有個别鐵路需要的時候才更換，換完之後要進行搗固，将其壓實。

對這些碎石頭這麼上心，主要是因為它在鐵路中發揮了不可缺少的作用。

• 減少震動，分散受力：

火車非常重，僅一個火車頭的重量就在126-132噸之間，最重的高達184噸，再加上每節車廂的重量和載重量，僅靠幾根鐵軌支撐是不現實的；

火車在鐵軌上高速行駛時會引起劇烈震動，輪子與鐵軌的接觸面積也非常小，鐵軌承壓是非常大的，如果鐵軌下方是松軟的泥質面，根本無法抗壓，很容易發生沉降或陷落，引發事故。

使用道砟填充，不僅能夠穩固軌枕的位置，還能防止軌道下凹，起到分散壓力、減少震動和保護路基的作用。

• 散熱排水：

火車在行駛過程中，輪子與軌道所産生的摩擦力會轉變成巨大的熱量，熱脹冷縮的原理下，火車軌道容易斷裂，發生脫軌事故。

而且，若是泥質面，下雨時火車可能根本無法運行。

鐵軌下的道砟在雨天時能夠利用彼此之間的縫隙疏導積水，避免軌道被侵蝕，同時還能充當熱導體，起到散熱排水的的作用。

• 吸收噪音：

火車在行駛時造成劇烈的震動，勢必會發出噪音，不僅會影響到乘客，還會影響到周圍居民，也會幹擾駕駛員的判斷和接收信息。

這些道砟可以吸收一部分震動，降低噪音，讓火車行駛更加平穩。

除此之外，鐵軌的周圍會長雜草，如果不鋪道砟，這些生命力頑強的雜草很容易就會占據整個鐵軌，妨礙火車正常運行。鋪了道砟，這些雜草就沒有生長的空間了。

就是這麼不起眼的碎石頭，凝聚成一股力量，讓我們的鐵路運輸變得更加安全。

那麼，為什麼高鐵軌道不鋪設碎石呢？

鋪設碎石的鐵路會出現磨損或者污濁的現象，最嚴重的就是塌陷，需要經常進行養護，這是一項不小的工程，費時費力又費财。

而且，傳統的鐵軌存在噪音污染大、經常需要維護等缺點，時間久了容易出現安全問題。

為了徹底解決這問題，提高鐵路運輸的效率，我國在設計高鐵軌道時，将鐵軌用混凝土固定住，還用焊接技術鋪設成嚴絲合縫的線路，每節車廂連接更為精密，也就不需要用到道砟了。

• 震動小，運行平穩：

我國在修建鐵軌時，利用熱脹冷縮的原理，将伸展得最長的鋼軌一根根焊接，使軌道縫隙變得更小，冬天時，高鐵軌道也能憑着鋼材本身的抗拉強度，保持不變形，高鐵軌道也能變得平滑整齊。

所以，即便不鋪設碎石，高鐵在高速運行時也就能夠保持平穩，同時産生的噪音和震動都非常小，連硬币都能在行駛過程中長時間保持立起來的狀态。

• 影響運行速度，造成事故：

高鐵軌道不需要鋪設碎石，也和運行速度有很大關系。

火車的速度大緻約為80-120km/h，而高鐵時速一般在250-350km/h，幾乎超出火車速度2、3倍。

正所謂汝之蜜糖彼之砒霜，高鐵在高速運行中會形成氣流，軌道上若是有碎石就會被氣流卷起來，可能會砸到玻璃，影響乘客的生命安全。

卷起來的碎石也會幹擾駕駛，影響運行速度，容易造成高鐵事故。

有砟軌道和無砟軌道的區别，實際上體現的是我國在鐵路運輸技術上的進步，我們不僅做到了更快，還更加平穩安全，效率更高。

但不管哪一種，都有其存在的意義，小小的碎石子也能發揮出巨大的力量，而技術的進步使我們的生活變得更加便捷有效。

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