为什么铁轨上要铺石子,作用拆解
为什么铁轨上要铺石子,这些石子学名道砟,主要承担分散列车重量、排水、固定轨枕、缓冲震动四个作用,仅适用于有砟轨道;无砟轨道比如高铁板式轨道不铺设道砟,列车持续高速运行、运量极大的线路会优先选用无砟方案,道砟材质多选用坚硬花岗岩,质地松软的砂石不能用作轨道道砟。
道砟分散承重与缓冲震动
列车车轮的压力先传递给钢轨,再传到轨枕,道砟把轨枕的压力扩散到下方路基,降低路基局部受压强度,减少路基沉降变形。列车行驶产生的冲击震动,会在石子之间的缝隙里消耗一部分,降低钢轨和轨枕的磨损,也能减弱传递到地面的震动。单块道砟尺寸一般在20到70毫米之间,棱角分明的碎石咬合在一起,不容易滑动,圆形卵石咬合差,不适合铺在轨道下方。
抓牢轨枕。
道砟排水和抑制杂草
道砟之间存在大量空隙,雨水可以顺着缝隙快速排走,避免积水浸泡路基。路基长期泡水之后土质变软,容易出现翻浆冒泥,泥土被挤到道砟缝隙里,会破坏道砟层结构,造成轨道高低不平。紧密堆叠的碎石层遮挡阳光,一定程度抑制杂草生长,杂草根系会撑开轨枕、扰动轨道几何尺寸,增加养护工作量。
道砟轨道的养护与局限
有砟轨道需要定期养护,列车长期碾压会让道砟棱角磨圆、缝隙被细土填充,轨道出现偏移、高低差,养护人员会使用捣固机把道砟重新捣实,校正轨道位置。车速超过250公里每小时的线路,列车气流容易卷起道砟,击打车辆底盘,也就是道砟飞溅问题,这也是很多高铁放弃道砟、改用混凝土板式无砟轨道的核心原因。
道砟铺设厚度有常规区间,一般路基段道砟总厚度不小于30厘米,桥隧段厚度会适当调整。
不同轨道方案对比,你可以直观判断适用场景:
| 轨道类型 | 是否铺石子 | 适合车速 | 养护成本 |
|---|---|---|---|
| 有砟轨道 | 是 | 160km/h以内为主 | 偏低,维修简单 |
| 无砟板式轨道 | 否 | 200-350km/h | 前期造价高,后期养护少 |
道砟不能随意更换材料,页岩、风化岩强度不足,受压之后容易碎裂,碎成粉末就失去咬合和排水能力,国内铁路选料大多优先花岗岩道砟,铁路工程的选材要求可以参考TB/T2140铁路碎石道砟相关技术要求。
道砟不是铺得越厚越好,厚度超标会让轨道整体稳定性下降,列车经过时更容易出现轨道晃动。
