火車鐵軌上鋪的碎石子是什么？

這種碎石學名叫“道砟”，在鐵路運輸系統(tǒng)中扮演者重要的角色。鐵路線路下，路基面以上、軌枕底下部分叫道床，道砟就是道床里鋪的石子，是道床的重要組成部分。道砟廣泛應用于鐵路基床，有著降噪緩震、分散壓力、調整路軌的重要作用。

道砟的存在使得鐵路軌道大致分為有砟和無砟兩類，我國大部分鐵路線路為有砟軌道。

在有砟軌道中，道砟成為鐵軌的保護層，在增大受力面的同時，防止鐵軌因壓力太大而下陷，分散壓力保護軌道。用作道砟的材料應具有堅硬、不易風化、富有彈性、有利排水的特點。

我國對道砟的各項技術標準有詳細的規(guī)定，包括尺寸、硬度、形狀、耐磨度等，主要材料為粗沙礫或者碎石，鐵路道砟多為巖石碎塊。

軌道工程在施工前在地基上鋪上碎石，壓實后鋪上枕木和鐵軌，道砟起到了承重緩沖的作用。碎石需經過篩選、加工達到特定標準后投入使用，目前最常用的材料為玄武巖和花崗巖。

有砟軌道和無砟軌道的區(qū)別?

“無砟軌道”是與“有砟軌道”相對應的概念。在無砟軌道結構中，用于傳遞列車荷載、保障列車運行的結構是用混凝土、瀝青等材料澆筑而成的整體。

在無砟軌道出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)意義上的鐵路都屬于有砟軌道。無砟軌道實質上是彌補有砟軌道缺陷而研發(fā)的新型結構，它的出現(xiàn)克服了有砟軌道維修成本高、速度受限、占用軌道結構等缺點，但無砟軌道自身也存在造價高、維修技術難度高、適應性較低等劣勢。目前無砟軌道并未**取代有砟軌道，有砟軌道仍有生存空間。

從材料、適用范圍和特性來看，二者有著明顯的區(qū)別：首先無砟軌道采用混凝土瀝青材料，有砟軌道則采用碎石或高分子彈性材料。其次無砟軌道適用于石質路面，需再鋪設新承重層，有砟軌道可直接鋪設路軌。

再則無砟軌道整體穩(wěn)定，但成本高(經濟成本、維修成本），有砟軌道成本低，速度受限。**無砟軌道修理周期長，維修成本高，有砟軌道維修很大程度上實現(xiàn)了自動化和規(guī)范化（我國有砟軌道結構機械化維修技術已普及75%以上地區(qū)），人工成本大幅降低。

道砟的應用?

在面對不同軌道時，道砟的應用方式有很大區(qū)別。普通鐵路使用有砟軌道，高速鐵路使用無砟軌道如今已成為世界常態(tài)。

有砟鐵路屬于彈性結構，鋪設簡單，枕木和鋼軌聯(lián)結，組成軌排，架在道床上，通過道砟的摩擦力保持軌道穩(wěn)定，相對無砟軌道的鋼筋混凝土結構來講，這種道砟的運用更普遍，但是并不適合高速鐵路這樣的高效客運專列。有砟軌道修建投入少，其功能對于重載列車來說更加明顯；

無砟軌道俗稱整體道床，修建和維護成本都很高，運行時線路平直剛性好，而在列車高速運行時，有砟軌道存在著許多安全隱患。

當兩個物體相對運動時，物體之間產生負壓，隨著兩個物體之間相對速度的增加和距離的減少，負壓成倍增長，會產生將物體“吸引”過去的力。這就是為什么列車駛來時乘務員會提醒我們站在安全區(qū)域內候車。

假設高鐵軌道采用的是有砟軌道，當列車速度達到**水平時，負壓會將石子土塊吸起來，損壞車輛或者破壞沿線環(huán)境，有造成列車事故的風險。

“平順性”和“穩(wěn)定性”是鐵路建設中的兩大核心指標。就輪軌系統(tǒng)運輸而言，由于列車與軌道的相互作用，勢必會引起軌道幾何形位的不斷變化，此時道砟在不同軌道的使用就至關重要。

平順性和穩(wěn)定性直接影響列車舒適度和安全性，決定著高速鐵路的命運。對于重載火車和普速列車而言，道砟的使用在低成本的前提下保障了列車的安穩(wěn)運行。

對于高速鐵路而言，“平順性”顯得尤為重要，道砟的使用降低了高鐵的平順性，使得有砟軌道不再適用于高鐵。

其總體優(yōu)良的特性確保它能大量應用于當今中國的鐵路建設，即使相較于無砟軌道來說是落后的。

作為中國高鐵技術的主要引進國，德國在2004年至2006年將部分高鐵產品銷往中國，如今卻在向中國購買高鐵技術，其中最值得關注的便是無砟軌道技術。

火車軌道采用有砟軌道的原因?

截止2020年，中國的高鐵里程已經達到38000公里，位居全球**，高速鐵路里程超全球總里程的60%以上，其中京滬高鐵以350km/h的時速成為世界最快高鐵，鐵路運營里程達到14.6萬公里，排名全球第二。

我們國家目前鐵路軌道采用的是有砟軌道和無砟軌道兩種，而在普速鐵路領域，基本上都采用的有砟軌道。那么有砟軌道在鐵路行業(yè)的應用為何如此廣泛呢？它和鐵路的適配性這么高嗎？我們先來看看鐵路道砟的幾點重要作用。

• 分散壓力

不論是客車還是貨車，列車在鐵軌上運行時對軌道產生的壓力都是巨大的（**滿載火車重量一般為132噸），而道砟的存在就起到了分散軌枕壓力，延長了軌道的壽命。

用作道砟的碎石子主要成分是特質花崗巖，具有較強的硬度，鋪在鐵道上，可以成為穩(wěn)定且均勻的介質，將受力均勻分散，成為鐵道的保護符。

• 減震減噪

有砟軌道上密集的碎石子還有一個重要的作用便是減震。我們知道，這些碎石的外形是不規(guī)則的，當列車經過時，巨大的壓力使得石子相互摩擦，產生形變，如同彈簧一樣擠壓伸縮，很好地緩解了壓力，減輕了列車的震動，使得列車運行更加平穩(wěn)安全。同時，車輪摩擦鐵軌產生的巨大噪音也被石子吸收，大幅度地降低了噪音的強度。

• 利于軌道排水

碎石之間的縫隙利于排水，規(guī)避了積水的問題，保證鋼軌和軌枕不被積水浸泡，保障了軌道的安全。

• 利于施工和維護

道砟的道路工程易于實施，且材料獲取很方便，經濟實惠。為保證列車安全，鐵軌在大多數(shù)時候要求**水平，自然環(huán)境中的軌道施工受限于地理條件，鋪設道砟可以解除軌道施工的地形限制，減輕工作難度。

不知道大家有沒有發(fā)現(xiàn)，有砟鐵道擁有這樣的特性，確實很適合應用于火車鐵道，但是嚴格意義上講是重載鐵路的標配。

要知道我國地質資源豐富，重載鐵路一直是國家資源運輸?shù)暮诵牧α?/span>。重載鐵路上運行的超大貨運量的貨運列車發(fā)車密度**，多次施加的巨大壓力可以輕易將無砟軌道的混凝土結構和有砟軌道的道砟壓碎，相比鋼筋混凝土，土石構成的道砟更便于維護，繼續(xù)維持軌道的平穩(wěn)運行。因此能在鐵路上見到碎石子也就不足為奇了。

高速鐵路不（大范圍）采用有砟軌道也是由自身特性決定的。

據世界銀行最近發(fā)表的報告顯示：在中國客運量**的高鐵站——廣州南站2020年安全輸送旅客高達1.17億人次，日均到發(fā)31.9萬人次。這樣的數(shù)據背后，體現(xiàn)了中國高鐵發(fā)展的驚人速度和效率。

從技術層面看，有砟軌道在普速、高鐵以及重載上都可以使用，但在實際運行中，時速250km/h以下的鐵路才使用有砟軌道。

有砟軌道彈性大的特點不適配高速運行的高鐵，而且維修頻繁、車速受限這樣的特點使得高鐵在鋪設軌道上基本不會考慮有砟軌道，更先進穩(wěn)定的剛性無砟軌道才能滿足高鐵運行。

當然，并不是所有高鐵線路都沒有采用有砟軌道，部分地區(qū)的高鐵依然采用有砟軌道，但是從長遠角度看，不經濟不劃算。

中國的無砟軌道品牌?

德國、日本、法國、美國等高鐵發(fā)展起步快的國家高鐵線路都以無砟軌道為主，其中，德國新建高速鐵路的無砟軌道線長占比達到70%以上，日本更是達到了80%，我國在規(guī)劃建設高速鐵路（時速達300km/h）的客運列車時，基本**采用無砟軌道。

近年來，中國高鐵飛速發(fā)展，經過十余年鉆研，已經擁有自主研發(fā)的無砟軌道技術——CRTS無砟軌道系列技術。如今，第三代CRTS型板式無砟軌道已在京沈客、成灌、沈丹、盤營等多個項目中推廣使用，并出口國外，成為中國名片。

結語?

高鐵競爭的核心技術便是軌道技術，中國的無砟軌道走在世界前沿，曾經的高鐵技術領頭羊德國近幾年開始大規(guī)模采購中國高鐵列車和設備，無砟軌道技術是未來軌道技術的發(fā)展方向，但在實際應用中，對于有砟軌道和無砟軌道的選擇需要聯(lián)系實際。

高鐵作為一種新興事物，所用的軌道有別于傳統(tǒng)鐵軌，是為了滿足高速發(fā)展的需要，在不同的地理環(huán)境下，不同的鐵軌類型能幫助我們突破限制，開辟通途。

綜上所述，有砟軌道和無砟軌道各有各的優(yōu)劣勢，都有不同的用途，因此需要因地制宜、靈活運用。而中國已經在高鐵技術的研發(fā)上邁出了堅實的一步，鐵軌聯(lián)系的不僅僅是兩個城市，更是國家的命脈。

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