小时候,我家住在铁路边上,每次放学回家都会经过那片熟悉的铁轨。我常常会踢着小石子玩耍,当时只觉得在铁路边的小石子似乎取之不尽用之不竭。
后来,随着知识的增长,我了解到这些小石子并非随意放置,而是被称为“道砟”,承载着重要的科学原理。这些道砟主要由特级花岗岩制成,它们的存在有着深厚的历史背景。
从英国工业开始,早期的铁路轨道是由木材搭建的。到了19世纪,随着技术的发展,钢轨的出现使得人们开始考虑如何减少地面应力。于是,人们在轨道下铺设了一层由碎石组成的道床,这种传统一直延续到今天。
道砟的作用众多,它不仅能够承载路基,分散铁轨和火车的重量,还能缓冲震动,减少铁轨的变形。想象一下,如此重的火车以高速通过铁轨时,仅仅依靠几颗钉子固定是远远不够的。铁轨可能会因为各种原因如热膨胀、地面移动或震动而移位,而道砟的存在能够确保轨道的稳定。
很多人可能会好奇,为什么一定要使用石子呢?是否可以用其他材料替代?实际上,小石子因其高硬度和强大的抗压强度而被选用,它们能够承受火车的巨大重量。石子间的相互摩擦可以吸收噪音和能量,将承载的重量分散到地基上,缓解铁轨的承重力。使用石子还有成本低、维修方便的优点。
铁轨长期在户外,面临着各种天气条件。小石子之间的空隙可以让雨水直接渗入地下,避免积水。这样设计也有助于防止野草和其他植被的生长。
随着时代的发展,道砟的缺点逐渐显现。传统的有砟轨道虽然成本低,但容易出现老化和变形问题。当列车车速过高时,小石子可能会滚落出来,对人和车辆造成危险。许多高速铁路现在都采用了无砟轨道,直接将铁轨浇灌在混凝土上,以减少维护、降低粉尘、提高车速和美化环境。
无砟轨道作为新技术,在技术上可能还有提升的空间。不过我相信,随着科技的进步,列车在不断提升速度的各方面技术也会日趋完善。