在鐵路線上,我們經常會看到鐵軌下那些看似普通的石碓,但如果你細心觀察,這些石頭的形狀和質地都出奇地相似。我們稱之為軌道道砟,為什么鐵路都會選擇使用這樣的道砟呢?這背后有著怎樣的原因和科學原理?
道砟構成了道床,枕木就鋪設在這個道床上。道砟的厚度通常在25-30厘米之間,并根據地理位置和鐵路軌道的特定條件而有所變化。道砟通常包括碎石或石頭,但在某些情況下,也會使用如燒粘土這樣的替代品。然而,并非隨意堆放一堆石頭就能完成鐵路的鋪設,道砟的形狀、大小和質地都有其獨特之處。它們的表面不光滑,邊緣參差不齊,從而保持原地不動。
鐵軌是由鋼和其他金屬部件制成的,容易腐蝕和生銹。而道砟的存在,主要是為了保護軌道。以下是道砟的幾個關鍵功能:
1.支撐枕木:道砟將枕木固定到位,貨運和客運列車每天都在鐵軌上穿梭,軌道必須不斷承受很大的壓力。道砟的作用是固定軌道,防止它們縱向移動。
2.負載分擔:列車非常重,對軌道和枕木施加了巨大的壓力。由于道砟中的石塊呈鋸齒狀,它們以這種方式相互連鎖,使得施加在枕木和軌道上的巨大載荷通過道砟均勻分布。
3.減振:道砟吸收了由移動列車引起的振動,石塊提供的緩沖作用增加了乘客乘坐火車的舒適度。
4.排水:確保鐵路道路不被雨水淹沒或水堵塞。沒有道砟的枕木上或周圍,水會積聚在鐵軌上,導致金屬部件迅速生銹。
5.防止軌道周圍植被:石頭和道砟在很大程度上有助于阻擋植被,這些植被可能會損害鐵路軌道的結構和強度。
6.噪聲吸收:行駛中的火車聲音很大,道砟提供了比平面更大的表面積,這極大地促進了噪音吸收。
7.最大程度地減少熱膨脹:在夏季,由于炎熱,鐵軌往往會膨脹。道砟有助于保持熱量,擴展到安全的最小值,確保軌道的有效性和安全性。
然而,值得注意的是,道砟的有效性并非永恒不變。若被過多的污垢或泥漿覆蓋,將影響其排水和支撐能力。因此,軌道道砟需要定期維護和清潔。現代鐵路系統已經采用了專業的壓載清潔劑機器,以確保道砟始終保持最佳狀態。