在大多数人眼中,道砟无非是枕木下面的一堆石子。其实,这里面大有文章。
在美国,道砟(Ballast)是铁路公司的第5大财产,其价值甚至超过了铁路公司所拥有的货车价值的总和。接下来,我们就来研究一下这一堆小“石子”中的大学问。
本文创作同时,我对为什么普通铁路铁轨上都会铺石子而高铁铁轨不用? - 王兆洋的回答下我的答案进行了补充,下文中“更新的答案”就是这篇回答。
对道砟的基本要求是:
有足够的强度承担枕木的压力;有足够的硬度承受道砟间的磨损;有足够致密的级配(注)提供足够的力固定枕木;能够抵抗温度的变化和水的侵蚀。
注:级配,即gradation,用来反映颗粒(aggregates)大小的分布情况,可以参见维基百科Sieve analysis,gradation分为Dense(致密)、Uniform(均匀)、Gap、Open、Rich等几种,级配致密的颗粒中,各种尺寸的石头数量差不多,因此石头与石头之间的空隙小;与之相比,级配均匀的颗粒中,石头的尺寸基本相当。感谢@DerCampus 的补充。
图片来源:The role of aggregate in concrete countertop mix formulas
铁路使用的道砟主要有破碎岩石(Crushed Stone)、破碎矿渣(Crushed Slag)、改良砾石(Treated Gravel)等。其中,改良砾石除运量极小的支线或场站线路以外,一般是不会使用的。使用最广泛的是破碎岩石,以火成岩(Igneous Rock)和硬质石灰岩(Hard Limestone)为佳。本文封面为四种使用较为广泛的岩石种类,自左至右分别为花岗岩(Granite)、石英石(Quartzite)、玄武岩(Basalt)和石灰岩(Limestone)。