同样是铁轨,为什么火车轨道下面要铺碎石子,而高铁轨道却没有?

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综述木心的《从前慢》里有这样一句话 , “从前的日色变得慢 , 车、马、邮件都慢 , 一生只够爱一个人” , 因为其中描绘的悠闲舒适的美好氛围 , 深受广大网友的喜欢 。 不过本世纪的人肯定是没有机会体验了 , 如今高铁已经遍布全国 , 出一趟外省就像赶个集一样方便 , 火车虽然比较慢 , 但也还没有淘汰 , 当然二者肯定是有很多不同的 , 比如我们会发现 , 在火车的轨道下面有很多碎石子 , 而高铁的轨道上却没有 , 这是为什么呢?
轨道发展史在说火车和高铁之前 , 我们先来聊聊轨道的发展史 。 很多人可能不知道 , 但是轨道和最早的火车并不是一起出现的 , 最早的轨道并不是用来运输乘客的 , 而是建在煤矿上用来运输煤炭的 , 因为这样比较省时省力 。
按照矿车的大小 , 先搭出两条平行的轨道 , 然后再用一些大小和长度一致的木头将两条轨道连接在一起 , 这样就可以保证它在矿车行车的过程中不会发生变形 , 就像一条水平放置的梯子 , 只不过上面可以走矿车而已 。
而用来载人的火车要到工业革命的时候才出现 , 我们知道这时候已经有了蒸汽机 , 能够为运输提供动力 , 也就是说原来只能用人来推着走的矿车 , 现在可以变成借助蒸汽自己行动的车厢了 , 很快 , 轨道根据承载需求得到了改进 , 从原来的木制品变成了更耐磨更坚固的铁轨 , 从18世纪中后期开始 , 欧洲的轨道已经基本上都是铁轨了 。
当然 , 为了适应越来越高的运输强度 , 铁轨自身的设计也在不断改进 , 那么到底是什么问题不能通过这些改进解决 , 却非要铺上一些不那么美观的碎石呢?碎石在轨道上的使用最晚出现在19世纪中期 , 这个时期的轨道虽然已经都是铁轨了 , 但是中间的枕木却还是木制的 , 这一方面是为了降低建设的成本 , 另一方面则是因为木头确实有其它材料无法代替的优点 , 比如更有弹性 。
但同时它又有一些让人头疼的问题 , 比如容易受到雨水的影响 , 出现质量问题 , 成为安全隐患 , 而频繁地检修又会大大增加整个道路运行的成本 , 如何解决这个问题呢?工程师们仔细观察了雨水浸泡枕木的过程 , 发现是因为水流无法及时从轨道里排出 , 才形成的积水 , 于是他们建议铺设轨道的时候 , 可以在地基上铺上碎石 , 这样雨水就可以从碎石的空隙中流走 , 也就不再淹没积木了 。
一石多用不过碎石的作用可不只这一点 , 随着铁路运输的发展 , 火车的运载量也越来越大 , 相应地也就对铁轨的承载能力提出了更高的要求 , 如何在不改变现有结构、并且还能最大程度节省成本的前提下提高轨道的抗压能力呢?专家很快发现 , 原本用来排水的碎石还有另外一个作用 , 分散压力 。
【同样是铁轨,为什么火车轨道下面要铺碎石子,而高铁轨道却没有?】具体怎么做呢?简单来说就是将这些碎石铺满铁轨和地面之间的空隙 , 这样当火车载着乘客或者货物经过的时候 , 车厢的重量就不会交给轨道和枕木来分担 , 而是通过这些碎石均匀地分给地面 , 如此一来 , 不仅减轻了轨道和枕木的负担 , 还能够借助其天然的缓冲结构降低对地基的冲击 , 并且成本也非常低廉 , 可以说是性价比非常高了 。
不过在选择碎石的时候也是有讲究的 , 一般来说最好是形状不规则的沙砾、乱石 , 如果是我们在公园里经常见到的那种圆溜溜的鹅卵石 , 就会出现因为摩擦力不够 , 无法形成相对稳定的一体结构的现象 , 施加的压力稍微大一点 , 就可能出现打滑、陷落 , 这对于交通安全是非常大的隐患 。
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