火車劃過軌道，松散的小石頭在軌道下輕輕晃動，之後歸于平靜。

大家在乘坐綠皮火車的時候，基本都見過火車軌道下面摞着一層小石子。可是，我們座高鐵的時候，這些小石子都消失不見了，這是為何？

這就要先了解一下這些小石子的來曆。别看隻是一些平平無奇的小石子，它們的來頭可不小。

這些石頭有個專有名詞——道砟。它們不是在路邊随便撿來的，每一個道砟都是經過專門挑選才送到火車鐵軌下。

道砟的尺寸，耐久性，形狀，級配等方面的标準，國家都做了專門的規定，而且材質必須是特級花崗岩。

想不到吧，看似普通的石頭還藏着這麼多的玄機。但是，它們的作用配得上，如此複雜的工序要求。

火車行駛過程中，自身重量達到數百噸。對鐵軌和枕木施加了巨大的壓力，根據壓強公式P=F/S（P為壓強，F為壓力，S為受力面積），受力面積越小，壓力強度就越大。

火車鋪設的道砟，可以看作是和鐵軌、枕木連為一體的受力面。如果沒有道砟作為支撐，分散受力面積，那麼鐵軌和枕木是無法承受那麼大的壓力，幾天就需要重新更換。有了道砟就能減小鐵軌和枕木受到的壓力，并且延長鐵軌和枕木的使用壽命。

道砟全部是不規則的小石子，每個石子之間具有縫隙，在鋪設好之後，由于摩擦力較大，不容易滑動。行駛途中的火車，将壓力施加到這些小石子之上。小石子之間相互摩擦，将壓力分散開來，差不多每塊石子之間的力都差不多。

由于力的作用是相互的，這些小石子在壓力的作用下發生細微的形變，就像一個減震器一樣，減少了火車的震動。這樣，火車在行駛過程中更安全，不容易發生脫軌事件。在乘坐過程中，車體不會發生晃動，坐着更舒心。

摩擦後的火車輪

其次，火車行駛過程中，車輪摩擦軌道，會産生特别大的噪聲以及一些熱量。道砟能很好地吸收噪聲以及熱量，給人們提供一個安靜的乘坐環境。

排水也是火車行駛中需要考慮的一個重要因素。道砟之間的空隙，使得雨水不會停留在軌道下面，它們會順着道砟縫隙流到火車旁邊的排水渠之中。鐵軌和枕木就不會受到水的侵蝕，冬天也不會因為積水結冰，造成火車碾壓異物，發生安全事故。

植物因為道砟有空隙，無法留住水分的特點，不能在道砟上紮根生長。這樣減少了火車正常行駛需要清理的障礙，行駛安全再一次得到保證。

道砟

火車軌道的鋪設基本要求路面的絕對平整，這樣才能保證行駛安全。由于我國地形複雜的區域很多，并不能保證所有路段都是開闊平坦。即使在平整的路段，要讓軌道平直鋪設也不是一件容易的事。

道砟的出現很好地解決了這個問題。在一些山地，峽谷類地形中鋪設道砟就能很容易找到一個水平面。并且鋪設過程中發現問題要更改也很容易，隻需要添加或者減少道砟的鋪設就可以。這樣一個方便還安全的道砟就成了鋪設鐵路的必要條件。

服務于普通火車運行的道砟好像并未廣泛應用于高鐵，這是為什麼？

高鐵和普通的火車設計理念不同，高鐵屬于長軌列車，行駛車廂是精密連接的，并且動力是分散式的，不像傳統火車動力由車頭車尾提供。這就能保證高鐵在行駛過程中相對穩定，不再需要道砟提供的穩定性。

高鐵行駛在無道砟軌道上

高鐵由于行駛速度非常快，一般每小時行駛裡程都超過了200千米。在行駛中會形成極大的壓強，壓強會帶動氣流，卷起軌道附近的小石子。

這些石頭會無規則的運動，一般都會砸到高鐵上，具有極大的安全隐患。雖說高鐵一般都分布在人煙稀少的地方，可萬一有什麼人經過，正好被飛馳而來的石頭給砸到，那就危險了。

脫軌的火車

枕木固定在道砟上面是不平穩的，在列車低速行駛的時候沒有什麼問題。可速度一旦超過160千米每小時，道砟在高速行駛的列車壓迫下，會發生短暫且快速的浮動。道砟變動連帶着枕木和鐵軌也會發生形變，在高速度的沖擊下可能導緻列車脫軌，造成巨大的人員傷亡。

無道砟軌道

從後期維修方面來說，道砟也不利于高鐵的鋪設使用。由于道砟的鋪設并不是牢牢固定在地面的，在壓力和震動下會導緻道砟向外移動。一段時間後，軌道就會變得不平整，這時就需要檢修，重新将它填充到合适的位置。不固定的枕木也容易造成損壞，需要及時修理。

老舊火車枕木

火車維修道砟、枕木一般是鐵路工人白天直接乘坐火車，到達需要維修的地方，修好後在乘坐另一班火車回去就行了。高鐵則不一樣，高鐵主要承擔的是客運功能，并且行駛速度快，停靠非常的不方便。由于客流量大，白天一般不會進行維修工作。隻能夜間進行維修，長期維修，一方面耽擱行駛進程，另一方面無形中增加了工作量。

道砟填充

高鐵為了避免出現上述的問題，采用了無道砟軌道的鋪設。無道砟軌道的材料采用了混凝土和瀝青材料相結合，保證了軌道的穩定性和耐久性。以一個整體的基礎取代了道砟分散式不固定的道路基礎。能更好的适應高速行駛的列車，符合現代社會發展的需求。

無道砟軌道鋪設

在軌道鋪設前，要先将無道砟地基的排水和形變參數設計好。因為路基穩定後就不會再輕易修改，所以一切都要以高标準來設計。這也保證了後續使用過程中基本不需要進行維修。而且，高鐵線路上鋪設的軌道大都是500米以上長軌，并且軌距誤差由道砟鐵路的6毫米變為了1毫米，保證了行駛過程中的連貫性。

穩定、安全、連貫的無道砟軌道就變成了新時代的需求。我國第一段無道砟軌道的實驗是在2004年，鐵道部建設了第一條連接四川遂甯和重慶的無砟軌道試驗段，全長13.16公裡。

無道砟軌道

到了2007年1月10号，試運營第一條無道砟高速鐵路，其運行時速超過230千米每小時，實驗過程中列車行駛平穩，舒适級别達到了優級。

但是，無道砟鐵路并不是完美的，由于沒有道砟分散壓力，無道砟路基承受着很大的壓力，壽命比有道砟的鐵路有短一些。其次，高标準造就了它高昂的造價，前期投入的成本很多，維修起來要求的技術也很專業。

無道砟軌道對修建線路也有很高的要求，一些地形無法鋪設，隻能繞道而行。而且在行駛過程中産生的噪聲比有道砟軌道更大，需要進行降噪處理。

有困難代表着新的改進方向，一條條新的高鐵線路開通，也代表着我國的高鐵無道砟技術朝着系統化、現代化、國際化發展。

新的技術和方向必定會取代落後的産品，但是，有道砟火車也不會完全退出曆史的舞台，在很多地區還需要有道砟火車的運行，才能保障交通出行。并且，在貨運方面老式火車還具有很大的優勢。

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