同樣是鐵軌,為何火車軌道下要鋪滿碎石子,而高鐵軌道卻不鋪?
坐上火車,火車出站的時候,大家可能會注意到縱橫交錯的幾條火車軌道,這些軌道下面往往的鋪著灰白色的小石頭,不同的是,高速鐵路的鐵軌下面一般不會鋪石頭,這是為什麼呢?
小石塊常見於普通火車鐵軌下方,
它
的學名是
道砟
,又
叫道碴
,
鋪
有道
砟
的軌道,就是人們常說的
有砟
軌道
。
在鐵路軌道的進化史中,
有砟
軌道可以說扮演了重要的作用。在很長一段時間保證了鐵路的正常執行。
為什麼這麼說呢?英國工業革命中,為了運輸礦石,1605年第一條木製軌道誕生
,
過了大約150年,鑄鐵軌道出現了
。
又過了大約一百年
,
1865年,鋼軌取代鐵軌軌道
,
具備了比較完整的結構形式,並且軌道下方鋪設碎石
道
床
,有砟
軌道出現了
。
我國的普通快車軌道,基本都會鋪設碎石。這也是繼承了國際上鐵路修建的先進經驗。道
砟
用的碎石子都有哪些作用呢?這種用來建設鐵路的小石頭,說普通卻又不普通,一般都是用的特級花崗岩,石質非常堅硬,鋪設在一起,能夠承載火車的重量,而且道
砟
採用的碎石子都是稜角分明的,彼此之間
參差
交錯形成了一定的穩定結構。
這樣在火車經過的時候,扛住來自縱向和橫向的壓力,防止火車的軌道和枕木受壓陷入地面,起到很強大的抗壓緩衝的作用。道
砟
鋪開還分散了列車執行所帶來的震動和噪音,對周邊環境和列車乘客來說體驗感更好,道
砟
也會佔據土地空間,防止雜草在枕木軌道周圍生長。
另外,下雨天碎石子不吸水,能夠很好的排除雨水,把軌道枕木和泥土
隔離開,
路軌不會因為天氣原因就陷入地面,而是穩定的存在於道床之上。等到鐵路維修的時候,維修人員也能更好的調整軌道的位置。說了道
砟
的這麼多好處,鐵路軌道還是需要經常維修的。
道
砟
雖然堅硬,整體結構比較穩定,但是日積月累,各自獨立的碎石子還是會因為列車的重壓發生移位,所以鐵路需要定期調整路軌的位置。
又由於天氣等原因,
碎石
會被損耗,泥土和雨水滲進道
砟
中,導致軌道面不平整甚至沉降,所以定期補充或者更換道
砟
是十分必要的。
雖然說道
砟自
1865年以來,在很長一段歷史時期扮演了重要角色。但是隨著科技的進步,道
砟
不太適合承載高速鐵路,首先就是因為列車高速行駛時產生的氣流會導致道砟飛濺,這對列車和軌道周圍的居民區來說都十分危險,並且高速鐵路所採用的軌道是將一段段鋼軌焊接而成,是一體的結構,而普通火車則是將鋼軌用鐵路道釘聯結而成。道閘與這樣的軌道能夠比較和諧的共存
。
但高鐵的軌道就不能採用道
砟
作為
道床
了,高鐵行駛速度大大高於普通火車。如果
道床
不夠穩定,會導致鋼軌發生形變,甚至會有脫軌的危險。總之,高鐵三大部分路段採用的是更為穩定的混凝土整體套裝,能夠保證較好的平順度,保證高鐵行駛的安全性,但是高速鐵路就完全不會採用道
砟
作為道床嗎?
在中國,高鐵並不是全路段採用混凝土整體道床,因為這種道床修建起來成本較高,而且是適合高速行駛的鐵路路段。在列車進站出站時的低速行駛路段仍然有采
用有砟
軌道的路段。放眼世界,大多數修建高速鐵路的國家都是採用無砟軌道,而法國是個例外。
法國的高鐵
道
床仍然是鋪設的基石。當然了,法國的基石經過特殊處理,用強力的膠水處理過
,
保證
基石
整體結構的穩定,所以加固後的鐵軌上,即使是行駛每小時574。8公里的高速列車
道床
和列車都安然無恙。高速鐵路的研發和修建技術在不斷的進步。
所謂高速,廣義上認為是每小時200千米的速度以上成為高鐵。但是過幾年這個標準或許又會提高。目前我國普通執行的高鐵軌道設計與普快火車的軌道設計理念是一致的。都是由
道床
軌道構成,而科學家和工程師們沒有停下探索的腳步,嘗試改變列車和軌道的接觸狀況來提速。
比如著名的磁懸浮列車是以電磁力為驅動,使得列車與軌道之間無接觸,懸浮摩擦力大大降低,從而使得磁懸浮列車高速執行。中國目前正在研製的真空管道懸浮技術,據稱時速可高達每小時4000千米,這是十分驚人的,並且同距離能源消耗不到航天客運機的十分之一,而噪音、廢氣排放汙染幾近於0 ,交通事故的發生機率也極低。
感覺就像是“空間瞬移”
的出行方式。不遠的將來,這種出行方式或許就能在現實中運用。
隨著科技的進步,鐵路軌道的技術在不斷創新
,
碎石子雖然不再代表鐵路執行的先進技術手段
,但是卻
象徵著人們創新思路,不斷最佳化鐵路軌道的探索精神
。
未來我們會以怎樣的方式出行呢?
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