铁轨架设在泥土上,因为铁轨与火车车轮的接触面积小,但是火车非常重,因此铁轨所承受的压力相当地大(压力=重量 ÷ 接触面积),因此,铁轨下面必须铺设枕木及石头,以分散火车的重量,防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里。
而为什么铁轨底下要铺石头呢? 是因为铁轨和枕木必须长期承受火车的重量,而碎石头的一个任务就担任着防止铁轨下陷的缓冲工作。另外火车高速通过铁轨,会产生噪音和高热,而碎石头的另外两个重要工作就是吸收噪音和吸热。 大家如果注意,会发现铁轨间铺的石头都是凿碎的,形状非常不规则,这样的石头容易碎裂,如此一来,就可以因为石头的碎裂而吸收掉火车通过时所产生的高热;如果铺的是圆润光滑的石头,因为不容易碎裂,吸热的效果就不好了!
一根根枕木是用木头做的,但也相当多是用水泥浇注,所以用木头还是用水泥来做枕木,主要是根据材料来源。
枕木最大的作用是用来支撑和固定铁轨的,防止变形或移位。
石子是用来支撑铁轨和枕木,主要作用是当火车经过的时候,承受瞬间重量对路面的压力。这些压力通过碎石分解到枕木下的碎石路面,达到瞬间路面不会下沉凹陷的目的。
碎石路面还有一个很重要的作用是:便于维护。
当火车重力不断地从铁轨通过,产生的压力不能完全均衡的情况下,枕木与碎石的接触就会产生间隙,这就是我们经常看到的铁路工人用一根象洋镐的工具往枕木下的碎石砸,让碎石紧紧支撑枕木,然后,用一根水平仪之类的东西测量铁轨间的角度,防止因路面下沉危及火车通行安全。
抗震或者防共振