鐵路在日常生活中很常見，但是，鋼軌和枕木或者高鐵上的道床為什麼不直接鋪在地面上呢？

物理課中學過，如果要增大壓強，可以增大壓力或者減小受力面積;要減小壓強，可以減小壓力或者增大受力面積。鐵軌下面鋪放枕木，這些是通過增大受力面積來減小壓強。

通過這個原理，使列車巨大的壓力不會通過輪子集中落在輪子與路基接觸的極小面積上，而是通過枕木、道砟後分散到路基上，道砟就是用來鋪設鐵路路面的碎石。

正是因為接觸面擴大，所以才能把全部壓力分散傳播到整個路基面上。路基受到的平均重量小了，就不會産生高低不平的沉陷。

根據類似的原理還有鋒利的篆刻刀刀口，錐狀的破窗錘。不過，這些是通過減小受力面積來增大壓強。

事實上，道砟不僅能起到減少壓強的作用，它還有很多優點:一是，枕木周圍填塞了道砟，能防止枕木在列車通過産生劇烈震動時前後左右移位；二是道砟墊高了軌道。顆粒狀的道砟相互間的空隙很多，軌道的通風排水容易，不易積水，軌道下面就能經常保持幹燥狀態，這對鋼軌的抗腐防銹很有好處。

但是，細心的朋友會發現，為什麼普通鐵軌邊上有很多小石子，高鐵卻沒有？這是因為“道砟”也有一些缺點。

傳統的有砟軌道雖然成本較低，但是容易使鐵軌産生老化和變形的問題。而且當列車車速過高時，那些小石子有時候也會滾落出來，在沒有完善防護措施的道路上砸到人或者車輛。

所以，如今世界上很多高鐵都不用小石子了，而是採用無砟軌道。軌枕由混凝土澆築，這樣既可以減少維護、降低粉塵，還美化了環境。

本文由山東省威海市鳳林學校二級教師劉歡進行科學性把關。

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