有砟轨道与无砟轨道的区别

伍赛特

1 概述

尽管目前铁路仍然以传统的有砟轨道为主，然而铁路向无砟轨道发展的趋势越来越明显。无砟轨道的主要优势是维护少、可用性高、结构高度低以及重量轻等。此外，最近开展的轨道结构寿命周期研究表明，无砟轨道在成本方面也具有很大的竞争优势。

高速铁路轨道维修作业的经验表明，有砟轨道需要经常进行维护。尤其是在高速行车时道砟飞溅会对车轮和钢轨造成严重的损害，而无砟轨道则可避免经常性维护。

在铁路线路设计中，生命周期成本、施工时间、可用性和耐久性等因素发挥着越来越重要的作用。在这些方面，无砟轨道具有一定的技术优势。随着交通强度的日益增长轨道维护和大修作业越来越难以有效开展。

在此背景下，少维护的轨道设计越来越受到青睐，过去根据投资成本来评估新建铁路项目，而如今则采用生命周期成本原则来评估新建铁路项目。因此，与无砟轨道系统相比，有砟轨道正逐渐失去其吸引力。

2有砟轨道与无砟轨道对比

有砟轨道的常见问题是列车荷载引起的道砟粉化。道床由松散的颗粒体组成，在列车荷载作用下这些颗粒相互挤压、磨耗并碎裂，导致轨道几何不平顺增大，细小颗粒堵塞道床进而引起排水问题。因此，必须对其进行定期维护，以修复轨道的几何形位。

在有砟轨道的上部结构中，钢轨由轨枕支承，因而每根轨枕都可能影响轨道的几何形位。而在无砟轨道中，钢轨支承和扣件的位置是固定的。

显然，若无砟轨道具有良好的支承基础，则具有较高的橫向和纵向稳定性，且轨向偏差及其发生的机率也会明显降低。这样，轨道的几何形位状态良好且易于保持，从而可以提高乘客的乘坐舒适度并大幅降低维护次数。

2.1有砟轨道

相对于无砟轨道而言，有砟轨道的缺点有：

（1）运营一段时间后，轨排在纵横向方向上均有“移动”的趋势；

（2）由于道砟所能提供的横向阻力有限，因此曲线上未被平衡的横向加速度受限；

（3）道床中道砟颗粒粉碎，产生的细颗粒可能损伤钢轨和车轮；

（4）由于道床污染、道砟磨耗以及源自路基的细颗粒入侵道床后导致其渗透性下降；

（5）相比无砟轨道，结构更重，高度更高，需要修建更加牢圊的桥梁或高架结构。

轨道劣化速率与轨道部件的质量、部件装配方法(或施工方法)、轨道几何形位、基础的均质性以及底砟层的支承能力等密切相关。

对于桥梁上（或隧道内）连续铺设的有砟道床，还须采用如下方式以提供轨道系统所需的额外的弹性：

（1）采用道砟垫；

（2）提高钢轨扣件的弹性。

除此以外，还需定期开展维护作业。

2.2无砟轨道

与有砟轨道相比，无砟轨道的总体优势在于减少了维护次数以及提高了轨道的稳定性。

（1）在很大程度上无需维护轨道，无需开展像捣固、道砟清筛以及轨道校正等维护作业，维护成本仅为有砟轨道的20%~30%（此处为欧洲方面数据）；

（2）提高了轨道的使用寿命，在达到使用寿命期限时，几乎可以实现整体更换；

（3）实用性强，由于在夜间开展的维护作业很少，所以几乎不会对周边居民产生干扰；

（4）在高速列车通过时，不会产生对道砟的吸力；

（5）对车轮电磁转换式制动器的使用无任何限制；

（6）轨道的过超高和欠超高、客车和货车的混跑都不会导致轨道几何形位的改变；

（7）轨道竖冋上的最大调整量可达26mm，横向上的最大调整量达5mm，可用于调整较小的变形；

（8）可减小轨道结构的高度和重量。

无砟轨道的应用还有如下原因：

（1）缺乏合适的道砟材料；

（2）（出于某些原因）轨道还要兼作汽车车辆的道路；

（3）为了减少噪声，尤其是为了诚少振动干扰；

（4）防止有砟道床中的灰尘释放到环境中。

与有砟轨道相比，无砟轨道的缺点一般有如下几点：

（1）施工成本较高；

（2）空气噪声的反射量较多；

（3）更改轨道平面位置和轨道超高所需工作量较大；

（4）难以适应路基基础的较大位移；

（5）如果发生了脱轨，需要花费更多时间和精力来进行维修；

（6）需要注意有砟轨道和无砟轨道之间的过渡。

如果采用无砟轨道，则需要采取大量的措施来对地基进行处理。基床表层必须具有均质性并且能够承受较大的荷载，并且不会发生显著的沉降。当前，无砟轨道的高施工成本一定程度上限制了其在铁路干线上的广泛使用。

参考文献

[1] 方宜.有砟—无砟轨道过渡段动刚度研究[D].西南交通大学,2009.

[2] 朱高明.国内外无砟轨道的研究与应用综述[J].铁道工程学报,2008(07):28-30.

[3]（荷）CoenraadEsveld.现代铁路轨道[M].北京：中国铁道出版社, 2014.07.