高速铁路有碴轨道和无碴轨道轨道比较

高速铁路有碴轨道和无碴轨道轨道比较

高速铁路轨道结构主要类型有有碴轨道和无碴轨道。有碴轨道是铁路的传统轨道结构。它具有弹性良好、价格低廉、更换与维修方便、吸噪特性好等优点。但随着行车速度的提高，其缺点也显示出来。由于有碴轨道不均匀下沉产生的120Hz以下频率范围的激振严重，轨

道破损和变形加剧，从而使维修工作量显著增加，维修周期明显缩短。根据德国高速铁路的资料，当行车速度为250～300km/h时，其线路维修费用约为行车速度为160 ～200 km/h时的2倍；速度为250～300km/h时，通过总重达3亿吨后道碴就需全部更换，而在160～200km/h时，通过总重则可达10亿吨。日本对高速铁路桥上的有碴

轨道与无碴轨道维修费用进行的统计分析表明，有碴轨道的线路维修费用比无碴轨道高111%，也就是说有碴轨道的维修费用相当于无碴轨道的2倍多。览于这一情况，许多专家认为，从经济角度和维修管理角度看，高速铁路应采用无碴轨道。特别是在桥隧结构上，由于无碴轨道减少了二期恒载和建筑高度，采用无碴轨道更为有利。除此

以外，无碴轨道还具有使用寿命长、线路状况良好、不易胀轨跑道、高速行车时不会有石碴飞溅等优点，因此无碴轨道在国外高速铁路上获得了越来越广泛的应用，其铺设范围己从桥梁、隧道发展到上质路基和道岔区，无碴轨道结构在高速铁路上的大量铺设已成为发展趋势。拿板式无砟轨道来说，它取消了传统有砟轨道的轨枕和道床，采用预制的钢筋混凝土板直接支承钢轨，并且在轨道板与混凝土基础版之间填充CA砂浆垫层，是一种全新的全面支撑的板式轨道结构。显示出

稳定性、平顺性良好；建筑高度低、自重轻，可减小桥梁二期荷载和降低隧道净空；轨道变形缓慢，耐久性好；不需要维修或者少维修且维修费用低等优点。无砟轨道对工程材料和基础土建工程的要求都非常高，因此初期建设费用高于有砟轨道，但是它的稳定性好、使用寿命长。因此，在铁路客运专线中采用板式无砟轨道结构已成为现在高速铁路建设的主流模式和必然趋势。

日本除在1964年开通的东海道新干线未采用无碴轨道外，其后修建的高速铁路采用无碴轨道的比例逐年增加。德国在20世纪70年代修建的高速铁路，无碴轨道不足30%；而1998年开通的柏林－汉诺威高速铁路，无碴轨道比例达到80%以上。我国台湾高速铁路无碴轨道155 km，占正线长度的45％。荷兰高速铁路土质条件不好，软土较多，但也积极采用无碴轨道。法国是以有碴轨道为主的国家，目前也在铺设无碴轨道。我国京沪高速铁路全线采用无碴轨道。

与任何事物一样，都是一分为二的，再先进的技术也存在欠缺之处。在2005年出版的德国《轨道概论》中详细的描述了无碴轨道十个方面的不足：

一是投资问题。无碴轨道的初期投入比有碴轨道高得多，在优化施工方法与建设量增大情况下，无碴轨道的成本系数仍为有碴轨道的1.5～2.0。另外，随着运营时间的延长，无碴轨道钢轨打磨工作量比有碴轨道大、修复工作比较复杂等都会增加投入，而这些投人在初期是无法计算的。

二是混凝土无碴轨道为刚性承载层，当达到承载强度极限时将产生断裂，并引起轨道几何尺寸的突变或出现难以预料的恶化状况。

三是无碴轨道的建设和维修都远未达到自动化程度，无碴轨道的质量需要高水平的养护措施提供保障，这意味着在施工工序和质量控制方面都要增加额外的费用和时间。建立期间的质量缺陷将为整个使用寿命期留下隐患，并需要花高昂的代价进行弥补。而有碴轨道维修的大型养路机械作业精度越来越高、作业质量越来越好、保持轨道几何状态的周期延长，这些都会增强有碴轨道的竞争力。

四是无碴轨道作为刚性结构，在后期运营阶段允许作少量补修，如调整轨道几何状态，不仅十分困难，而风险需要花费高昂代价。

五是无碴轨道不能在粘土深路堑、松软土路堤或地震区域铺设。

六是无碴轨道噪声水平比有碴轨道高约5 dB，必须采取有效的降噪措施。

七是对脱轨或其他原因导致的严重损坏还没有特别有效的措施，而且一旦发生问题，修复时间很长。

八是无碴轨道改进的可能性很小。

九是在路基上铺设无碴轨道时，在任何情况下都要铺设防冻层（至少70cm厚）。要延长无碴轨道的寿命周期，水凝性材料层厚度几乎不能减少。路基处理深度也比有碴轨道深。

十是目前大部分的经济研究没有考虑无碴轨道到了寿命周期后高昂的再建费用。