軌道下的碎石子是啥？為啥火車軌道下面要鋪，高鐵軌道上卻不用

火車鐵軌上鋪的碎石子是什麼？

這種碎石學名叫“

道砟

”，在鐵路運輸系統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，道砟就是道床裡鋪的石子，是道床的重要組成部分。

道砟廣泛應用於鐵路基床，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

，鐵路道砟多為岩石碎塊。

軌道工程在施工前在地基上鋪上碎石，壓實後鋪上枕木和鐵軌，道砟起到了承重緩衝的作用。碎石需經過

篩選、加工

達到特定標準後投入使用，目前最常用的材料為

玄武岩和花崗岩。

有砟軌道和無砟軌道的區別‍

“無砟軌道”是與“有砟軌道”相對應的概念。在無砟軌道結構中，

用於傳遞列車荷載、保障列車執行的結構是用混凝土、瀝青等材料澆築而成的整體。

在無砟軌道出現之前，傳統意義上的鐵路都屬於有砟軌道。無砟軌道實質上是彌補有砟軌道缺陷而研發的新型結構，它的出現

克服了有砟軌道維修成本高、速度受限、佔用軌道結構等缺點

，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。目前無砟軌道並未完全取代有砟軌道，有砟軌道仍有生存空間。

從材料、適用範圍和特性來看，二者有著明顯的區別：

首先無砟軌道採用混凝土瀝青材料，有砟軌道則採用碎石或高分子彈性材料。其次無砟軌道適用於石質路面，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定，但成本高(經濟成本、維修成本），有砟軌道成本低，速度受限。最後無砟軌道修理週期長，維修成本高，有砟軌道維修很大程度上實現了自動化和規範化（我國有砟軌道結構機械化維修技術已普及75%以上地區），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。

有砟鐵路屬於彈性結構，鋪設簡單，枕木和鋼軌聯結，組成軌排，架在道床上，透過道砟的摩擦力保持軌道穩定，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

並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，其功能對於過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，執行時線路平直剛性好，而在列車高速執行時，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。

這就是為什麼列車駛來時乘務員會提醒我們站在安全區域內候車。

假設高鐵軌道採用的是有砟軌道，

當列車速度達到一定水平時，負壓會將石子土塊吸起來，損壞車輛或者破壞沿線環境，有造成列車事故的風險。

“平順性”和“穩定性”是鐵路建設中的兩大核心指標。就輪軌系統運輸而言，由於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。對於過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執行。

對於高速鐵路而言，“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於高鐵。

其總體優良的特性確保它能大量應用於當今中國的鐵路建設，即使相較於無砟軌道來說是落後的。

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

。

火車軌道採用有砟軌道的原因‍

截止2020年，中國的高鐵里程已經達到38000公里，位居全球第一，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採用的是有砟軌道和無砟軌道兩種，而在普速鐵路領域，基本上都採用的有砟軌道。

那麼有砟軌道在鐵路行業的應用為何如此廣泛呢？它和鐵路的適配性這麼高嗎？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，列車在鐵軌上執行時對軌道產生的壓力都是巨大的（國內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

特質花崗岩

，具有較強的硬度，鋪在鐵道上，可以成為穩定且均勻的介質，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，使得列車執行更加平穩安全。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。

利於軌道排水

碎石之間的縫隙利於

排水

，規避了積水的問題，保證鋼軌和軌枕不被積水浸泡，保障了軌道的安全。

利於施工和維護

道砟的道路工程易於實施，且材料獲取很方便，經濟實惠

。為保證列車安全，鐵軌在大多數時候要求絕對水平，自然環境中的軌道施工受限於地理條件，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現，有砟鐵道擁有這樣的特性，確實很適合應用於火車鐵道，但是嚴格意義上講是

過載鐵路的標配

。

要知道我國地質資源豐富，

過載鐵路一直是國家資源運輸的核心力量

。過載鐵路上執行的超大貨運量的貨運列車發車密度極大，

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於維護，繼續維持軌道的平穩執行。因此能在鐵路上見到碎石子也就不足為奇了。

高速鐵路不（大範圍）採用有砟軌道也是由自身特性決定的。

據世界銀行最近發表的報告顯示：在中國客運量最大的高鐵站——廣州南站2020年安全輸送旅客高達1。17億人次，日均到發31。9萬人次。這樣的資料背後，體現了中國高鐵發展的驚人速度和效率。

從技術層面看，

有砟軌道在普速、高鐵以及過載上都可以使用

，但在實際執行中，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執行的高鐵，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，更先進穩定的剛性無砟軌道才能滿足高鐵執行。

當然，並不是所有高鐵線路都沒有采用有砟軌道，部分地區的高鐵依然採用有砟軌道，但是從長遠角度看，不經濟不划算。

中國的無砟軌道品牌‍

德國、日本、法國、美國等高鐵發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佔比達到

70%

以上，日本更是達到了

80%

，我國在規劃建設高速鐵路（時速達300km/h）的客運列車時，基本全部採用無砟軌道。

近年來，中國高鐵飛速發展，經過十餘年鑽研，已經擁有自主研發的無砟軌道技術——

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、盤營等多個專案中推廣使用，並出口國外，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模採購中國高鐵列車和裝置，無砟軌道技術是未來軌道技術的發展方向，但在實際應用中，對於有砟軌道和無砟軌道的選擇需要聯絡實際。

高鐵作為一種新興事物，所用的軌道有別於傳統鐵軌，是為了滿足高速發展的需要，在不同的地理環境下，不同的鐵軌型別能幫助我們突破限制，開闢通途。

綜上所述，有砟軌道和無砟軌道各有各的優劣勢，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上邁出了堅實的一步，鐵軌聯絡的不僅僅是兩個城市，更是國家的命脈。