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火車軌道下要鋪滿石子,高鐵卻不需要,這背後的根本原因是什麼

簡介而現在高鐵的軌道上卻什麼也沒有,為什麼同樣是鐵軌,火車軌道需要那麼多石子

軌道為什麼要鋪石子

小時候家在鐵路附近的朋友,回家路上一定都會有個下意識的動作,那就是踢石子。相比其他地方,鐵軌旁的石子好像格外多。而現在高鐵的軌道上卻什麼也沒有,為什麼同樣是鐵軌,火車軌道需要那麼多石子?這背後有哪些科學道理?今天我們就從科學的角度一起來分析這個問題。

火車軌道下要鋪滿石子,高鐵卻不需要,這背後的根本原因是什麼

想要弄懂這個問題,我們還得先從這些小石子說起。路旁的小石子,主要成分是特級花崗岩,被稱為“道砟”。為什麼鐵軌上要鋪道砟?這和火車軌道的發展有關,最早的火車軌道是用木頭做的,到了19世紀,鋼軌出現了,為了減少地面的應力,人們開始在軌道下鋪設一層碎石,這就是道砟。

而這層碎石子的作用其實很多,首先他們可以承載路基,並分散火車和鐵軌的重量。我們知道,鐵軌架設在泥土上,和火車的接觸面積很小。但是火車本身是非常重的,因此鐵軌需要承受相當大的壓力。所以在鐵軌上鋪設枕木和石子是非常有必要的,這樣就可以幫助軌道分散火車的重量,避免路基損壞;還可以減少列車對地面的壓力,減少共振現象,保證列車能夠平穩地執行;而且火車在高速行駛時,還會產生噪音和高熱,這些碎石子能很好地吸收噪音和高熱。加上這些小石子鋪設簡單,價格也相對較低,又便於維護,在幫助提高道床排水的同時,對防止植被在鐵軌上生長也起到一定作用。這些優點讓道砟很受歡迎。

火車軌道下要鋪滿石子,高鐵卻不需要,這背後的根本原因是什麼

但人們逐漸發現,這些小石子並不是“十全十美”的,它們產生的問題也不容忽視。比如這些小石子需要經常進行清篩和維護。因為高速行駛的火車會讓土地震動,長期震動就會使泥土混進小石子中,如果不及時清理,道砟的整體強度會被減弱,還很容易造成軌面沉降。這些小石子還很容易飛濺,一旦沒有做好防護措施,就很可能傷害行人或過往車輛。

為了出行更加安全,如今高鐵大多采用“無砟” 軌道。這種軌道直接把鐵軌澆灌在混凝土上,這樣不但能能夠達到減少維護,降低粉塵的效果,還能美化環境,更可以在保證安全的情況下讓列車提速。

火車軌道下要鋪滿石子,高鐵卻不需要,這背後的根本原因是什麼

而且無論是火車還是高鐵,都需要一個用於檢查、維護的時間段,我們把這個時間段稱為“開天窗”。普通的火車可以在白天“開天窗”。利用執行線的間隙時間就對線路進行檢查、維護。在此期間一些過往列車還可能被限速,這使工人有更多養護道砟的時間。但高鐵執行線密集,在白天“開天窗”幾乎不可能。而且高鐵速度更快,傳統的維護方式並不安全。即使在夜間檢修也主要是檢查車輛、訊號、以及供電。不能及時維護也是高鐵不鋪石子的一個重要原因。

現在知道原因了嗎?從火車到高鐵,從帶有石子的鐵軌到“無砟” 軌道,科技發展就在我們身邊,他為我們的生活帶來了諸多便利。

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