摘要：随着我国高速铁路的发展，无砟轨道越来越多的被用于新建铁路中。高速铁路的建设实践表明，无砟轨道与有砟轨道两种轨道结构形式均可保证高速列车的安全运营，但由于两类轨道结构在技术经济等方面的差异，具有其各自的优缺点，因此对于我国的轨道结构选型需根据自己的国情、铁路的特点合理选用，以取得最佳的技术经济效益。
关键词：高速铁路无砟轨道有砟轨道
中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：
1前言
近年来，随着我国铁路建设的日益发展，高速铁路成为未来铁路发展的必然趋势。传统的有砟轨道具有铺设方便、造价低、容易维修等优点，但随着列车速度的提高，石砟道床的变形，道砟飞溅，轨道的各种不平顺，影响高速列车的舒适性和安全性，也给轨道的维修造成困难。无砟轨道拥有高平顺性、高稳定性和少维修等特点，在铁路运营中逐渐取得了明显的优势。实践表明，两种轨道结构均可保证高速列车的安全运营。但由于两类轨道结构在技术经济性方面的差异，因此应根据自己的国情、铁路的特点合理选用，以取得最佳的技术经济效益。
本文主要从无砟轨道和有砟轨道两种轨道结构的特点、存在的病害及各自的优缺点进行了对比分析。
2两种轨道结构特点和发展情况
2.1有砟轨道结构特点
有砟轨道结构具有建设费用低、噪声传播范围小、建设周期短、破坏修复时间短、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，但随着铁路运营速度的不断提高，对有砟轨道适应性问题，特别是有砟轨道临界速度、桥上道床稳定性、维修工作量、道砟飞散以及道砟资源等问题需作进一步技术经济分析、比较。
2.2 有砟轨道结构发展
高速铁路有砟轨道出现的问题主要是不规则沉降、轨道几何状态恶化以及道砟破碎与粉化，特别是在钢轨伤损处、焊缝处、胶结绝缘接头处及桥隧过渡段处问题更为突出，从而大大增加了维修工作量，降低了轨道使用寿命。为此，对有砟轨道结构提出以下完善措施：增大枕底有效支撑面积；增大轨枕底部纵向支撑的连续性；增加轨道弹性。
2.3无砟轨道结构特点
无砟轨道结构是用耐久性好、塑性变形小的材料代替道砟材料的一种轨道结构形式。由于取消了碎石道砟道床，轨道保持几何状态的能力提高，轨道稳定性相应增强，维修工作量减少，成为高速铁路轨道结构的发展方向。
2.4 无砟轨道发展情况
我国无砟轨道的研究起于20世纪60年代，先后推广应用的有支承块式整体道床、沥青混凝土整体道床、无砟无枕结构等。进入90年代以来，无砟轨道的研制工作进入了一个新阶段，选择了板式、长枕埋入式和弹性支承块式无砟轨道等，先后在秦沈、赣龙线、渝怀线、西康线、兰新线进行了试铺，取得了一些成功的经验。此后，通过遂渝线无砟轨道试验段、武汉无砟轨道综合试验段试验研究以及京津、沪宁、沪杭、武广、郑西、京沪等高速铁路的建设，我国高速铁路无砟轨道进入了快速发展的时期。目前，我国高速铁路采用的无砟轨道结构型式主要有：板式无砟轨道、双块式无砟轨道和岔区轨枕埋入式无砟轨道。
3两种轨道结构的病害
3.1 无砟轨道的主要病害
(1)整体道床结构病害
常见的病害有：混凝土下沉破损；混凝土道床上鼓破损；道床混凝土受地下水腐蚀而破坏；拉应力作用下的开裂失效和混凝土结构面处开裂失效。
（2）板式轨道病害
主要伤损形式有轨道板裂纹、填充层破损和凸形挡台联接构件破损。
（3）轨枕埋入式轨道病害
由于轨枕均为预先预制好的构件，在施工过程中通过现浇混凝土将轨枕埋入到道床中,这样就容易出现新老混凝土结合不良，新混凝土浇筑不实，粘结面凿毛处理引起原混凝土受到扰动，新老混凝土硬化收缩应力不同导致粘结层出现微裂缝，影响新老混凝土的粘结强度，造成粘结破坏等。
3.2有砟轨道的主要病害
（1）轨道不平顺
碎石道床在列车的不稳定重复荷载下轨道会出现垂向、横向的动态弹性变形和残余积累变形。这些变形不仅影响列车的平稳运行而且这种变形累计到一定限度时威胁行车安全。轨道不平顺的种类有高低不平顺、水平不平顺、钢轨出现三角坑、方向不平顺等。
(2)道床病害
轨道变形的主要原因是道床的变形，道床的不均匀沉降将引起一系列的病害，直接危及行车安全。道床病害的种类有道床脏污、道床沉陷、道床翻浆。
（3）混凝土轨枕常见病害
混凝土轨枕伤损的主要形态有轨下截面出现过大的横向裂缝、轨下截面压溃、轨枕纵向裂缝、轨枕的龟裂、轨枕挡肩破损、轨枕底边掉块。
（4）道岔的病害
道岔病害有道岔与前后线路衔接不良，线路方向和高低超限、轨距超限、轨向不良、高低超限、尖轨和基本轨离缝、心轨和翼轨磨耗低塌等。
4无砟轨道与有砟轨道优劣点比较
4.1无砟轨道结构相对于有砟轨道结构的优点
（1）轨道稳定性好，几何形位能持久保持，线路养护维修工作量显著减少；
（2）长波不平顺性好，轨道弹性均衡稳定，可提高乘坐舒适度；
（3）耐久性好，轨道使用寿命长；
（4）横向阻力提高，可获得高运营安全性；
（5）运营速度高；
（6）结构高度低，自重轻，可降低隧道净空，减少桥梁二期恒载；
（7）寿命周期成本低；
（8）通过少维修，提高线路使用率，减少对运输的干扰，从而减少事故隐患；
（9）道床整洁美观，无道砟飞散带来的一系列问题。
4.2无砟轨道结构相对于有砟轨道结构存在的主要问题：
（1）初期投资和综合效益问题
初期投资大一直是影响无砟轨道推广应用的重要问题。但是，投资分析本身就是一个比较复杂的问题。目前综合分析无砟轨道结构的经济效益还比较困难。
（2）噪声问题
在高速铁路上，相对于有砟轨道来说，无砟轨道噪声水平要高5dB，传播范围比较大。
（3）轨道弹性问题
无砟轨道的弹性主要由扣件提供，从而对扣件结构设计、材料选用和技术标准上提出了更高的要求。
（4）与信号系统匹配问题
如果采用谐振式轨道电路，道床泄漏电阻以及无砟轨道钢筋网与轨道电路间的电磁作用对信号系统影响比较大，需要采取措施增大扣件绝缘电阻，减少钢筋网与轨道电路感应阻抗。
（5）修理与修复问题
无砟轨道作为刚性结构，在后期运营阶段仅允许进行少量的改善，如调整轨道几何状态，一般只能靠扣件来实现，当发生较大的变化时，调整不仅十分困难，而且要付出高昂的代价。特别是采用混凝土承载层的无砟轨道，达到承载强度极限时将产生断裂，轨道几何尺寸将发生急剧和难以预见的恶化。
另外，到目前为止，对基础沉降过大等原因造成的无砟轨道严重损坏还没有提出特别有效的修复措施，一些修复手段不仅还在概念阶段，代价也比较大。混凝土承载层无砟轨道由于混凝土的养生和硬化需要很长时间，修复时需要关闭线路时间比较长，对运输影响比较大。
5结束语
通过高速铁路的建设实践，无砟轨道与有砟轨道两种轨道结构均可保证高速列车的安全运营，都有其各自的优缺点。但由于两类轨道结构在技术经济性方面的差异，对于我国的轨道结构选型需根据自己的国情、铁路的特点合理选用，以取得最佳的技术经济效益。总之，要做好不同轨道结构型式的经验总结，不断修正和完善轨道结构形式，加大对不同轨道结构型式的对比分析，从工程成本、工程进度、施工工艺和方法、运营效果等方面进行比较，研究最适合我国高速铁路建设的轨道结构型式。
参考文献
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