轨道的类型及特点

轨道的类型及特点
根据行车速度、机车车辆轴重和铁路每年通过的最大运量的要求，《铁路线路设计规范》（GB 50090—2006）按轨道的强度将正线轨道分为特重型、重型、次重型、中型和轻型5种，如表所示。

（1）有砟轨道。

有砟轨道是带有散体道床的一种轨道结构，用不同力学性质的材料如碎石、矿渣、卵石、粗砂等构筑而成，是一种传统的轨道类型，具有合理的受力传递功能，从而保证了路基的完好无损。

有砟轨道被广泛地应用于世界各国铁路。

有砟轨道由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔等部分组成，如图所示。

有砟轨道具有建设费用低、噪声传播范围小、建设周期短、破坏时修复时间短、自动化及机械化维修效率高、轨道超高和几何状态调整简单等优点，其在国内、外已获得广泛应用。

但在列车荷载的反复作用下，散体道床将产生较大的变形和各种病害，从而使轨道的几何形状产生较大变化，不利于高速与重载列车的运行。

为修复这些变形与破损，需增加轨道的维修工作量和维修次数。

因此，在维修工作条件较差的地段（如隧道和地下铁道等），最好不采用有砟轨道结构。

为了克服有砟轨道的上述缺陷，人们发明了新型的有砟轨道结构，主要有两种，即混凝土宽轨枕（轨枕板）轨道和沥青道床轨道。

混凝土宽轨枕（轨枕板）轨道用混凝土宽轨密铺在道床上。

轨枕宽55 cm，其长度和厚度与普通混凝土轨枕相同，枕间空隙用沥青混凝土封塞。

宽轨枕支撑面积大且较重，可使道床应力和振动加速度明显减小，轨道纵横向阻力增大，致使轨道稳固、线路变形减少且可保持轨道表面清洁、美观。

其缺点是造价较高，在繁忙干线上换铺困难。

混凝土宽轨枕（轨枕板）轨道用于隧道和车站中。

沥青道床轨道即用沥青或其他聚合物材料将道床的散粒道砟固结成一个整体并封闭道床表面，以减少道床变形和防止雨水浸入。

它具有纵横向位移阻力大、弹性好，并且便于再加工和修复等优点。

（2）无砟轨道。

无砟轨道是在坚实基底上直接浇筑混凝土或钢筋混凝土或沥青混凝土以取代传统的道碴层的轨道结构。

这种轨道无散体道碴层，因此有时也称为整体道床轨道。

无砟轨道消除了道砟道床的固有缺陷，线路稳固，轨道变形小，维修工作量少，在列车荷载作用下可长期保持轨面的平顺性，有利于高速及重载列车的运行，因而其发展速度较快。

从总体结构来看，可把各种结构形式的无砟轨道归纳为两类，即整体轨道和板式轨道。

除钢轨、扣件、轨枕以外，整体轨道的组成部分包括镶嵌轨枕层、承重层和基底。

变换各层结构及轨枕类型就会派生出各种形式的整体轨道。

例如，轨枕可以是整根轨枕，也可以是两个轨枕块；轨枕块下可垫有弹性垫层，也可以在轨枕块上套上弹性靴套或套加弹性垫层；镶嵌轨枕层可以是混凝土、钢筋混凝土或沥青混凝土；承重层多为钢筋混凝土，但也可换成钢筋沥青混凝土；基底可以是桥面板或隧道基底。

板式轨道是用预制钢筋混凝土板（轨道板）代替轨枕与道床而直接支撑钢轨的轨道结构。

轨道板支承在路基或在桥隧建筑物基底上浇筑的混凝土基础板上，为便于调节轨道变形和缓冲列车荷载，在轨道板与基础板之间填充水泥沥青砂浆垫层。

无砟轨道的结构由钢轨、扣件、轨道板、CA砂浆、混凝土底座及凸形挡台组成。

无砟轨道结构与有砟轨道结构的根本区别在于，无砟轨道结构中用塑性变形小、耐久性好的混凝土或沥青材料代替了有砟轨道结构中容易磨耗、粉化和破碎的道砟材料。

相对于有砟轨道，无砟轨道结构的优点包括：稳定性、平顺性、耐久性良好；结构高度低、自重轻，可降低隧道开挖面积，减少桥梁二期恒载；道床整洁、美观，可消除列车运行时的道砟飞溅；轨道变形缓慢，可减少养护与维修工作量。

其缺点是初期投资费用高，刚度较大，轨道弹性较差，振动及噪声较大。

由于无砟轨道存在刚性较大、施工复杂、造价较贵、一旦出现病害整治困难等缺点，在相当长时期只在隧道与地下铁道的一些特殊地段使用。

随着无砟轨道结构的改进和施工技术的完善，无砟轨道在高速线路上得到了广泛的应用。

日本自东海道新干线以后的新干线均以铺设无砟轨道为主；德国在经历多年的有砟轨道运营后，也提出以无砟轨道为发展趋势的意向。

法国、中国台湾等高速线路都大比例地应用无砟轨道，荷兰、西班牙、意大利、韩国等国也都积极进行无砟轨
道的试验与试铺。

从一些高速铁路国家的综合运营经验来看，轨下基础稳定是铺设无砟轨道的基本条件，设计时速在300 km及其以上的高速铁路采用无砟轨道结构较有砟轨道结构更具优越性。

我国在客运专线的建设中积极推广和研究开发无砟轨道，根据无砟轨道结构的特点和线下基础的设计要求，在桥梁、隧道和路基稳定的地段采用无砟轨道。