為啥火車軌道要鋪設(shè)碎石子，而高鐵軌道卻不用鋪呢？有啥科學(xué)解釋

十幾年前坐綠皮火車哐當(dāng)哐當(dāng)出行的時(shí)候，你有沒有扒著窗戶往外瞅過(guò)？那兩條一眼望不到頭的鋼軌底下，總鋪著厚厚一層灰不溜秋、大大小小的碎石子兒。它們就那么安安靜靜地躺著，風(fēng)吹日曬，雨雪澆淋，看著普普通通。

可要是小看了這堆石子兒，那可就大錯(cuò)特錯(cuò)了！它們可不是隨便撒在那兒的，它們是傳統(tǒng)鐵路能安全運(yùn)行一百多年的“大功臣”，是鐵軌腳下最任勞任怨的“隱形守護(hù)者”。

但不知道您發(fā)現(xiàn)沒，現(xiàn)在咱們國(guó)家那些跑得飛快的“復(fù)興號(hào)”、“和諧號(hào)”高鐵，它們的軌道底下，卻光溜溜的，幾乎見不著這些碎石子兒的蹤影了。哎，這就奇了怪了，同樣是鐵軌，咋還搞區(qū)別對(duì)待呢？

這得從一百多年前火車剛發(fā)明那會(huì)兒說(shuō)起。那時(shí)候的工程師們，碰到的頭號(hào)難題就是這火車死沉死沉的，咋樣才能讓它順順當(dāng)當(dāng)?shù)卦谲壍郎吓芷饋?lái)，還不把地壓塌？

兩根鋼軌硬邦邦地直接放在土地上，火車一壓，重量全集中在兩條窄窄的軌道上，那軟乎的土地哪兒受得了這個(gè)？非得給壓出坑來(lái)不可，鐵軌就得歪七扭八，火車不翻車也得顛散架。

這可咋整？這時(shí)候，就有聰明人想出了妙招：在鐵軌下面鋪上一層碎石子！可別小看這個(gè)點(diǎn)子，這層碎石子有個(gè)學(xué)名，叫“道砟”，它干的活兒，可一點(diǎn)也不簡(jiǎn)單。

您可以把這層碎石子想象成一張超級(jí)結(jié)實(shí)的“彈簧床墊”，或者千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)小個(gè)子“千斤頂”。它的第一個(gè)大用處，就是分散壓力。

火車的重量通過(guò)鋼軌壓下來(lái)，碎石子們就用自己棱角分明的身子骨，你扛一點(diǎn)，我分擔(dān)一些，把原來(lái)集中在兩條線上的巨大壓力，忽悠一下，攤開到了一個(gè)很大面積的路基上。

這就好比您直接站在雪地里，腳會(huì)陷進(jìn)去，但如果您穿上一雙寬大的雪板，就能在雪上滑行，是一個(gè)道理。土地受到的壓強(qiáng)小了，自然就不容易被壓變形，鐵軌的基礎(chǔ)就穩(wěn)當(dāng)了。

這第二樣本事，是排水，下雨下雪，水要是積在鐵軌下面，泡著路基，那土質(zhì)就容易變軟，成了“爛泥塘”，鐵軌能不沉降嗎？這時(shí)候，碎石子之間的縫隙就派上大用場(chǎng)了。

這些縫隙四通八達(dá)，像無(wú)數(shù)條微小的排水溝，能讓雨水很快地滲走，不積水，確保路基總是干爽堅(jiān)固的。

這第三樣是方便調(diào)整，火車跑久了，路基難免有極其微小的變化，或者鋼軌本身因?yàn)闊崦浝淇s有點(diǎn)移位，咋辦？

養(yǎng)路工人師傅們拿著工具，扒開碎石子，就能很方便地調(diào)整鋼軌的高度和位置，調(diào)好了再把石子填回去搗實(shí)，就跟給床墊拍拍松一樣，簡(jiǎn)單又實(shí)用。

就這么一層不起眼的碎石子，集分散壓力、高效排水、便于維護(hù)三大功能于一身，絕對(duì)是傳統(tǒng)鐵路不可或缺的“最佳拍檔”。從世界上第一條鐵路誕生，到咱們中國(guó)早期的鐵路，都用這個(gè)法子，經(jīng)受了時(shí)間的考驗(yàn)。

可故事講到這兒，風(fēng)云突變，高鐵時(shí)代來(lái)了，火車速度從每小時(shí)一百多公里，猛增到三百公里甚至三百五十公里以上。這時(shí)候，老辦法就有點(diǎn)力不從心了。高鐵跑起來(lái)，那叫一個(gè)風(fēng)馳電掣，帶來(lái)的震動(dòng)和沖擊力，跟綠皮火車完全不是一個(gè)量級(jí)。

那層碎石子“床墊”雖然能緩沖，但石子畢竟是松散的個(gè)體，在高鐵強(qiáng)大的“氣場(chǎng)”下，它們自己反而可能被震得亂竄，甚至飛濺起來(lái)，這叫“道砟飛濺”，那可是安全隱患，能打壞車底設(shè)備。

而且石子之間互相摩擦、碰撞，天長(zhǎng)日久自己也會(huì)粉化，導(dǎo)致軌道不平順。高鐵對(duì)軌道的平順性要求有多高呢？

那是毫米級(jí)別的，哪怕有一丁點(diǎn)的不平整，乘客都會(huì)感覺到晃動(dòng)，影響舒適度，更影響安全。這松散的碎石子“床墊”，在三百多公里的時(shí)速面前，就顯得有點(diǎn)“hold不住”場(chǎng)子了。

那咋辦呢？工程師們拿出了新法寶：無(wú)砟軌道。這個(gè)“砟”，指的就是碎石子。無(wú)砟軌道就是不用碎石子的軌道。它把原先的碎石子層，換成了一整塊超級(jí)堅(jiān)固的“大水泥板”。

這塊“大水泥板”可不是普通的水泥，它是用鋼筋混凝土或?yàn)r青混凝土，經(jīng)過(guò)精密計(jì)算和施工澆筑而成的整體結(jié)構(gòu)，硬氣得很。

您可以把無(wú)砟軌道理解成給高鐵鋪了一條又平又硬的“超級(jí)馬路”，鐵軌就直接固定在這條堅(jiān)不可摧的“馬路”上。

這么一來(lái)，好處太明顯了，軌道超級(jí)平穩(wěn)。因?yàn)槭且徽麎K堅(jiān)固的基底，幾乎沒有下沉或者變形的空間，能長(zhǎng)久保持極高的平順度，高鐵跑在上面，那叫一個(gè)穩(wěn)當(dāng)，杯水不晃可不是吹的。

維護(hù)工作量大大減少，碎石子軌道需要定期檢查和搗固，而無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，幾乎不用調(diào)整，省時(shí)省力還省錢。再者，壽命更長(zhǎng)，能抗住高速列車的巨大沖擊力。

當(dāng)然無(wú)砟軌道也有缺點(diǎn)，就是一開始建設(shè)的成本非常高，對(duì)施工工藝的要求也極其苛刻，一點(diǎn)都馬虎不得。

但在高鐵追求高速度、高舒適度、高安全性的目標(biāo)下，這點(diǎn)高昂的初始投入是完全值得的。所以，您看咱們國(guó)家縱橫交錯(cuò)的高鐵網(wǎng)絡(luò)，絕大多數(shù)線路都采用了這種先進(jìn)的無(wú)砟軌道技術(shù)。

火車軌道鋪不鋪碎石子，根本不是誰(shuí)高級(jí)誰(shuí)低級(jí)的問(wèn)題，而是個(gè)“看菜吃飯，量體裁衣”的技術(shù)選擇。

傳統(tǒng)的碎石道床，好比是一張性價(jià)比超高、適應(yīng)性強(qiáng)的“彈簧床”，伺候了普速鐵路一百多年，功勛卓著；而高鐵使用的無(wú)砟軌道，則是一張為極致速度而生的“硬核水泥板”，追求的是頂級(jí)的平穩(wěn)和精準(zhǔn)。

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