小时候家在铁路附近的朋友，回家路上一定都会有个下意识的动作，那就是踢石子。相比其他地方，铁轨旁的石子好像格外多。而现在高铁的轨道上却什么也没有，为什么同样是铁轨，火车轨道需要那么多石子？这背后有哪些科学道理？今天我们就从科学的角度一起来分析这个问题。
想要弄懂这个问题，我们还得先从这些小石子说起。路旁的小石子，主要成分是特级花岗岩，被称为“道砟”。为什么铁轨上要铺道砟？这和火车轨道的发展有关，最早的火车轨道是用木头做的，到了19世纪，钢轨出现了，为了减少地面的应力，人们开始在轨道下铺设一层碎石，这就是道砟。
而这层碎石子的作用其实很多，首先他们可以承载路基，并分散火车和铁轨的重量。我们知道，铁轨架设在泥土上，和火车的接触面积很小。但是火车本身是非常重要的，因此铁轨需要承受相当大的压力。所以在铁轨上铺设枕木和石子是非常有必要的，这样就可以帮助轨道分散火车的重量，避免路基损坏；还可以减少列车对地面的压力，减少共振现象，保证列车能够平稳地运行；而且火车在高速行驶时，还会产生噪音和高热，这些碎石子能很好地吸受噪音和高热。加上这些小石子铺设简单，价格也相对较低，又便于维护，在帮助提高道床排水的同时，对防止植被在铁轨上生长也起到一定作用。这些优点让道砟很受欢迎。
但人们逐渐发现，这些小石子并不是“十全十美”的，它们产生的问题也不容忽视。比如这些小石子需要经常进行清筛和维护。因为高速行驶的火车会让土地震动，长期震动就会使泥土混进小石子中，如果不及时清理，道砟的整体强度会被减弱，还很容易造成轨面沉降。这些小石子还很容易飞溅，一旦没有做好防护措施，就很可能伤害行人或过往车辆。
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为了出行更加安全，如今高铁大多采用“无砟” 轨道。这种轨道直接把铁轨浇灌在混凝土上，这样不但能够达到减少维护，降低粉尘的效果，还能美化环境，更可以在保证安全的情况下让列车提速。
而且无论是火车还是高铁，都需要一个用于检查、维护的时间段，我们把这个时间段称为“开天窗”。普通的火车可以在白天“开天窗”。利用运行线的间隙时间就对线路进行检查、维护。在此期间一些过往列车还可能被限速，这使工人有更多养护道砟的时间。但高铁运行线密集，在白天“开天窗”几乎不可能。而且高铁速度更快，传统的维护方式并不安全。即使在夜间检修也主要是检查车辆、信号、以及供电。不能及时维护也是高铁不铺石子的一个重要原因。
现在知道原因了吗？从火车到高铁，从带有石子的铁轨到“无砟” 轨道，科技发展就在我们身边，他为我们的生活带来了诸多便利。返回搜狐，查看更多