明明铁轨下铺石子能减震，为何普铁有，速度更快的高铁反而没有？

（全城探秘所有原创首发文章，抄袭洗稿必究！）同样在铁轨上跑，为啥普铁需要石子“垫底”，速度更快的高铁反而不需要？这些石子到底是干什么用的？

1.铺在铁轨下的石子，有个专业名字叫“道砟”。

别小看这些不起眼的碎石，它们可不是随便从路边捡来的。道砟一般选用花岗岩、玄武岩等坚硬岩石，经过破碎、清洗、筛分等多道工序加工而成，对粒径、硬度、耐磨性都有严格标准。

以碎石的直径为例：

普通铁路或者不太繁忙的铁路，通常来说都是一级道砟，所使用的碎石直径在20-70毫米之间，至于那些重要的干线铁路或者特别繁忙的线路则属于特级道砟，对碎石的直径要求更高，需要在22.4-63毫米之间。

那么，这些精心挑选的石子，到底有什么用？

第一，分散压力。

一列火车的自重通常都达到数千吨，其载重量更是达到5000吨，尤其是一些重载列车，编组超过300节，重量则高达3万吨以上，如此重量，对铁轨和路基的影响都非常大，如果不能做到有效分散压力，就会导致铁轨变形、地面凹陷；

这个时候道砟的作用就体现出来了，火车重量通过钢轨传递到轨枕，而道砟铺在轨枕下方，能把巨大的压力均匀分散到路基上，防止轨道下沉变形。

第二，缓冲减震。

道砟使用的碎石经过破碎筛选等程序，留下几乎都是棱角分明的石子，这种碎石彼此摩擦力更大，相比那些圆滑的石子能提到18%-22%的横向阻力，并且碎石之间还存在空隙，留下一定的“活动空间”；

当列车经过时，它们相互挤压、摩擦，产生微小的形变，这种形变就像弹簧一样，能吸收和缓冲车轮与钢轨之间的冲击和振动，让列车运行更平稳。

第三，排水防涝。

石子之间的空隙，还可以让雨水迅速渗入地下，避免积水浸泡轨枕和路基，防止轨枕腐烂、路基翻浆。

第四，固定轨道。

道砟的摩擦力能把轨枕牢牢固定在原位，阻止钢轨因热胀冷缩或列车震动而产生纵向或横向移动。

整体而言，道砟就像是铁轨的“缓冲垫”和“稳定器”，用最朴素的方式保障着列车的安全运行。

2.高铁为什么不用石子？

既然道砟有这么多好处，为什么高铁反而不用了？

其实，高铁刚起步时，也曾尝试过有砟轨道。但随着速度一次次刷新，使用道砟也出现了几个非常大的问题；

全城探秘大概总结了一下：

一，道砟会“粉化”。

普通火车的时速通常在120公里以下，而高铁的运营时速可达350公里。在如此高的速度下，列车车轮对道砟的冲击力急剧增大。道砟颗粒之间相互挤压、摩擦，很快就会被磨成粉末。道砟一旦粉化，弹性就会丧失，排水性能下降，道床逐渐板结，轨道就会失去平顺性。

日本和德国等高铁先行者早年的试验表明，当列车时速超过250公里时，有砟轨道的道砟粉化速度会急剧加快，线路维修周期大幅缩短。

二，石子会“飞”。

高铁的速度超过每小时250公里，甚至达到350公里每小时，高速运营的列车就会掀起强大气流，尤其是两列高铁在狭窄的隧道里或高架桥上相向交会，气流叠加效应也会更加强烈；

这种强大气流就会产生一个非常致命的问题，那就是把碎石吹起来，不仅会损伤车底传感器、制动管线，也会威胁到车厢以及铁路沿线人员的安全；

在高速铁路面前，这些小石子不再是“帮手”，而是名副其实的“空中杀手”。

三，维修太频繁。

有砟轨道的结构特点是弹性大、稳定性差，容易出现凹陷，与此同时，列车跑得越快，对轨道平顺性的要求就越高，尤其是时速超过250公里的高铁，哪怕是一个3毫米的塌陷，都有可能造成脱轨甚至更严重后果；

因此，高铁的铁轨，要求每公里的水平度差不能超过2毫米，高低起伏则是不能超过1.5毫米。

这意味着，如果高铁铁轨下也铺石子，不仅存在巨大的安全隐患，也会严重影响高铁的运营效率；

原因很明显！

对道砟的维护是一项非常繁复的工作，需要清筛、补充、捣固等，就比如京哈铁路此前的一次道砟维护，单单是126公里的清筛以及5万根换枕的升级维修，就调集了超6000名职工和170余台设备，从5月7日开始持续到6月低；

不难想象，如果线路更长或人员减少，维修周期还会更长；

偏偏呢，我国的高铁网络，承担着全国相当一部分的中远程客流，高铁运行线非常密集，如果还使用道砟，为了对其进行维护，沿线高铁就需要调整运行线或限速运行，并对全国高铁的运营都产生影响，这显然是无法接受的。

3.不用石子，高铁靠什么跑得又快又稳？

既然石子靠不住，就必须找到一种更稳固的轨道结构。于是，无砟轨道应运而生。

无砟轨道，顾名思义，就是不再使用散粒碎石道床，转而采用混凝土、沥青混合料等整体基础来取代。钢轨直接铺设在厚度达到2.5米、由钢筋混凝土浇筑的轨道板上，通过高强度的弹条扣件牢牢固定。

相比传统有砟轨道，无砟轨道拥有几个非常明显的优势：

一方面，能保证高铁高速平稳运行；

无砟轨道由混凝土整体浇筑而成，轨道的几何尺寸能够长期保持稳定，相比有砟轨道，其抗沉降能力提升了超过60%，降低了30%-40%的列车振动频率，平顺性的提升还使列车最高时速提升8%-12%，保证高铁能以超过250公里的时速平稳安全运行。

另一方面，虽然相比有砟轨道，无砟轨道建设成本更高，每公里综合造价达到1.2-1.5亿元，但无砟轨道使用寿命超过50年，远超有砟轨道，并且还不需要进行频繁维护维修，综合算下来，其全生命周期成本比有砟轨道低了多达42%；

更别说，无砟轨道还减少了轮轨的磨损维护成本，避免频繁维修又提升了高铁的运营效率等；

整体而言，对高铁而言，使用无砟轨道明显更划算。

最后还有一个很有意思的问题：

无砟轨道是怎么来的呢？

在今天，无砟轨道已经成为包括我国在内大部分高铁线路的主流，但很多人可能想不到，所谓的无砟轨道其实并非高铁“专有”，并且早在1840年就已经诞生，彼时英国修建的大西铁路上就出现过早期无砟轨道的尝试；

至于现代高铁使用无砟轨道，最初是在德国和日本，前者的博格板技术以及后者的板式轨道技术，都曾被我国引入后借鉴。

而真正将无砟轨道发扬光大、成为高铁主流的，无疑是中国！

中国引进德国和日本的无砟轨道后，并没有简单地重复“拿来主义”，而是在此基础上，结合我国具体情况，迅速地“推陈出新”；

2008年，结合成都至都江堰铁路工程建设，我国开始研发CRTSⅢ型板式无砟轨道结构；

2011年，我国正式立项开展“高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道系统深化试验研究”，并且在2014年通过结题验收和技术评审；

CRTSⅢ型板式无砟轨道主要由钢轨、弹性不分开式扣件、预制有挡肩轨道板、自密实混凝土填充层、隔离层土工布、弹性缓冲垫板和钢筋混凝土底座等部分组成。其中P5600型标准轨道板长5.6米、宽2.5米，自密实混凝土填充层厚度为10厘米，在我国开展的综合试验中，CRTSⅢ型无砟轨道甚至经受住了397km/h的最高速度考验。

过去数十年，我国高铁迅速发展，2025年底全国高铁运营里程已经突破5万公里，占全世界的70%以上，成为全球最发达完善的高铁网络；

而我国自主研发的无砟轨道技术，不仅是我国高铁建设取得如此巨大成绩的关键，还随着我国高铁走出国门，成为“高铁名片”重要组成部分；

相比德国与日本，已经是名副其实的“青出于蓝胜于蓝”。

在全城探秘看来，从有砟到无砟，看似只是“有没有石子”的区别，背后却代表着技术的巨大跨越，下次坐高铁时，你不妨试一下，那枚稳稳竖立的硬币，就是中国高铁无砟轨道最好的证明与体现。