为什么普通铁路铁轨上都会铺石子而高铁、地铁的铁轨不用？
先说说普通铁路，为什么离不开那些“铺盖”的石子？
普通铁路，特别是那些承载着大量货物列车和速度相对较慢的客运列车的线路，道砟可以说是它们的“顶梁柱”之一。它主要有这么几个关键作用：
1. 分散压力，保护路基： 这是道砟最核心的功能。沉重的火车轮子压在钢轨上，然后通过扣件、轨枕传递到道砟上。道砟是由许多不规则形状的石块组成的，它们之间会形成一个互相支撑的立体网格。这样一来，车轮巨大的压力就能被有效地分散开，均匀地传递到更宽阔的范围。想象一下，如果你用一根手指去压一块软泥，很容易留下一个深坑；但如果你用整个手掌去压，压力就分散了，效果就完全不一样。道砟就是起了这个“分散器”的作用，避免了巨大的集中压力把下面的路基（通常是泥土或砂石层）压坏。没有道砟，路基会很快被压实、变形，甚至塌陷，导致轨道不平，列车运行不安全。
2. 固定轨道，提供稳定性： 石子之间相互挤压，能够牢牢地锁住轨枕，让轨枕在受到火车运行产生的横向和纵向力的作用时，不容易发生位移。这对于保持轨道的几何形状（比如轨距、水平度和方向）至关重要。尤其是在弯道和坡道上，道砟的固定作用更能防止轨道发生“跑道”（即轨道偏离原定位置）。
3. 排水良好，防止冻胀和浸水： 石子之间存在大量的空隙，这使得道砟层具有良好的透水性。雨水、融雪水能够快速渗透下去，而不会积聚在轨道下方。这有两个好处：一是防止路基被水浸泡而变得软弱；二是关键在于防止冬季的冻胀。如果水渗透到路基或轨枕下方，在严寒天气下结冰膨胀，就会顶起轨道，导致轨道变形，影响行车安全。道砟的排水性大大降低了这种风险。
4. 吸收振动和噪音： 火车运行时会产生巨大的振动和噪音。道砟层在一定程度上能够吸收和衰减这些振动和噪音，虽然效果不如其他减震材料那么好，但对于传统铁路来说，它是一个相对经济有效的解决方案。
5. 易于维护和修复： 当轨道发生不平整时，可以通过增添或调整道砟来快速有效地进行线路的拨道、捣固，恢复轨道的平顺度。这种维护方式相对简单、成本也较低。
那么，为什么高铁和地铁的轨道就“抛弃”了石子呢？
高铁和地铁之所以不需要铺设道砟，主要是因为它们有着截然不同的运行环境、速度要求和技术设计。
高铁：
高铁的特点是“快”和“稳”。为了达到每小时几百公里的速度，并且保证乘客的舒适度和安全性，高铁线路对轨道的精度要求极高，而且需要非常平顺的运行面。道砟结构在这个速度下，暴露出了一些先天性的不足：
1. 难以承受高速冲击和气流： 高铁列车速度极快，运行时会在轨道上方形成强大的气流（也叫“真空效应”或“气动效应”）。这种气流会把道砟吹得四处飞溅，不仅会磨损道砟本身，更重要的是会损坏轨道附近的设备，甚至对人身安全造成威胁。想象一下，一列高速列车呼啸而过，道砟被卷起来的威力有多大！
2. 维护难度大且成本高： 高铁线路对轨道几何形状的误差要求非常小。而道砟轨道容易因为道砟的松动、磨损以及火车通过时的扰动而产生微小的变形。要依靠传统的方式，比如人工或机械进行道砟的捣固和调整，来达到高铁所需的绝对平顺，其频率和精度要求非常高，维护成本巨大，而且对行车也会产生一定的影响。
3. 排水和冻胀问题： 虽然道砟排水性好，但在极寒地区，冻胀问题仍然是高铁需要考虑的。而且，为了保证轨道精度，高铁的道床结构设计也更加复杂。
因此，高铁普遍采用了另一种先进的轨道结构——“无砟轨道”。
什么是无砟轨道？ 最常见的一种是“CRTS（China Railway Track System）型”无砟轨道。简单来说，它不是用石头铺，而是直接将轨枕固定在混凝土或沥青混凝土等更坚实的整体结构上。这种结构通常是一个连续的、刚性或半刚性的板式结构，上面再铺设钢轨。
无砟轨道的优势：
极高的平顺性和稳定性： 整体式的道床结构提供了极其稳定的支撑，大大减少了轨道变形的可能性，为高铁的高速运行提供了保障。
适应高速气流： 由于没有松散的道砟，避免了高速列车带来的气流对道砟的扰动，提高了安全性。
更低的维护需求： 一旦建成，无砟轨道在很长一段时间内不需要像道砟轨道那样频繁进行线路调整和维护，这降低了长期运营成本。
更强的耐久性： 整体式结构通常设计得更加坚固耐用。
更好的减振降噪： 通过优化道床材料和结构，可以在一定程度上实现更好的减振降噪效果。
地铁：
地铁的运行环境与普通铁路和高铁都有很大区别。它主要在地下或封闭的线路上运行，速度相对不高（一般在60120公里/小时）。但地铁对噪音和振动的控制要求非常高，因为很多线路都穿行在居民区或商业区下方，过大的噪音和振动会对周边环境造成严重影响。
1. 噪音和振动控制： 这是地铁轨道设计中非常重要的一环。道砟轨道在运行过程中会产生相对较大的振动和噪音，而且道砟本身在车辆通过时也会发出摩擦声。为了解决这个问题，地铁轨道通常采用：
整体道床（预制式整体道床）： 与高铁的无砟轨道类似，但结构设计更侧重于隔振吸振。通常是在混凝土基础上，再铺设一层具有弹性吸振功能的材料（如橡胶垫），然后将轨枕或直接将钢轨固定在上面。
弹条式扣件系统： 这种扣件本身就具有一定的弹性，能够吸收部分冲击和振动。
2. 空间限制： 地铁线路通常在狭窄的地下隧道中，对空间要求非常严格。道砟层会占用一定的垂直空间，而整体道床结构可以设计得更紧凑，为地铁车辆的运行和设备布置留出更多空间。
3. 环境因素： 地下隧道通常比较潮湿，道砟的排水功能在一定程度上也有帮助，但更重要的是整体式道床的结构密实性，可以更好地防止地下水的渗入和影响。
4. 维护便利性： 虽然道砟轨道维护相对简单，但在狭窄、封闭的地铁隧道中进行维护，其难度和对交通的影响会更大。整体道床虽然初期建设成本高，但后期的维护频率较低，且维护方式也更可控。
总结一下：
普通铁路用道砟： 是一个成熟、经济、易于维护的解决方案，能有效分散压力、稳定轨道、排水防冻，满足其运行速度和载荷的要求。
高铁不用道砟： 是为了应对极高速度带来的气流扰动、保证轨道极高的平顺度和稳定性，采用了整体式的无砟轨道。这是一种更高技术、更高精度但初期投资更大的系统。
地铁不用道砟（通常）： 是为了最大限度地降低噪音和振动对周边环境的影响，同时适应隧道内的空间限制和维护便利性，采用了整体式或弹性扣件式的轨道结构。
可以说，轨道的结构设计是与铁路的“身份”——即它的运行速度、载荷、环境要求以及技术发展水平——紧密相关的。随着技术的发展，轨道工程也在不断进步，以适应更严苛的运行需求。
网友意见
这是我昨天晚上才写好的一个专栏的文章，经人发现好像也适合这个问题，于是转帖过来~~
题主所见的石子，准确的说是道床。道床，顾名思义，就是铁道的床，上面说的那些东西构成轨道框架然后就放在道床上，好像一个人躺在床上一样，很形象。
废话不多叙，咱们先来看看目录
之所以说万变不离其宗，一是因为它种类少变化也少，二是因为它无论怎么变化都是为了同一个目的——支撑轨道框架。
碎石道床
首先来说碎石道床，咱们最常接触的也是碎石道床，在铁路发展的初期几乎只有这一种形式，我国也是开始建设客运专线后才尝试了其他的道床形式。
它的优点是弹性好、施工简单、造价低，缺点也很明显：易变形流失、维修工作量大、容易磨损激发灰尘。所以，它从一开始就几乎和地铁无缘，所以一般只在停车场使用，总不能隧道里天天灰蒙蒙的吧？也不能天天去改道吧？
但是我们还是喜欢它，一整个停车场被我们收拾的干干净净、平平整整、服服帖帖看起来实在是太舒服了。
整体道床
整体道床就是用混凝土把框架浇筑在一起的道床形式，基本上就是一坨钢筋混凝土然后把轨枕埋在里面，它是地铁（地下线路）的主流道床形式。非常适合地铁，一旦成型基本就不再变化了，稳定坚固免维护，简直为地铁而生，就是价格高一点。
按照轨枕的不同，又分短枕埋入式和长枕埋入式。
不要看整体道床其貌不扬，但是稳定可靠，一直是最受我们欢迎的。
减震道床
这个是新生事物，是专门为了城市轨道交通发展需要而建造的。因为客运专线、高铁大部分都是在桥上和郊外，没有减震的需求，而即便是少量隧道那也是山体隧道，也不需要减震。而地铁不同，大量穿越繁华城区，大家可能都有过地下在地下走的时候觉得地面在震动的体会，要是地面上是个学校、医院那可不得了，所以就需要减震。
结构减震有很多手段，无非就是把要传导地面的震动消化在隧道里，减震道床就是其中之一。一般的形式有橡胶浮置板、刚弹簧浮置板和梯形轨枕，这个梯形轨枕说是轨枕其实就是橡胶浮置板的简配形式，所以就一起来说了。无论何种减震，都是把整体道床和隧道结构之间的刚性连接减弱以起到减震的效果。
减震道床是为了特别的目的而设置的，施工难度大、造价高，而且也很不好伺候，是不得已的选择，也是城市轨道交通发展的需要。
混凝土预制道床板
刚才上面说的都是地下线和地面线（碎石道床），但是现在桥上线路出现的越来越多，理论上桥上线路也可以使用整体道床，但是自重太大且施工进度和架桥速度太不匹配（具体可以看我的另一个答案。。。。。。。。），所以在桥上一般使用预制道床板，它的特性和整体道床类似，可谓是“桥用整体道床”。
这个有点很明显，施工快、工程数量少所以价格低，但是也有缺点，就是和桥面连接位置容易破损流失，不过无伤大雅。
其他
为啥我最后又要列一个其他？
因为道床类型也不算少，只能大概分类，有些却不知道归在哪一类，连是不是都不好说，从功能上说是的，但是又每个样子，所以还是留白为好。
啰嗦了半天，算是说完了。
一句话总结，在地铁行业里我们喜欢整体道床或者桥上板式道床，为了节约价格所以我们在停车场使用碎石道床，为了满足减震的需要我们部分采用减震道床。
普通铁路采用的是有砟轨道，而没有“碎石子”（铁路上成为“道砟”）的高铁采用的是无砟轨道。
1、道砟的作用
承受枕木、钢轨和列车的重量，将重量分散到路基上，以避免路基损坏。
2、传统有砟轨道的优点
铺设简便、透水性好。
3、传统有砟轨道的缺点
（1）需要经常维护（这里的“经常”是相对于无砟轨道而言）。换道砟和清筛等等是工务维护的重要工作之一。列车经过时会带来震动，长期的震动会使路基上的泥土掺入道砟当中。不好理解的话，下完雨找块泥地，用脚快速地踩两分钟，看是不是有水溢上来。掺入道砟的泥土会削弱路基的强度，导致轨面沉降、不平。因此，干线铁路上，每年都需要进行清筛或换道砟、捣固作业。
（2）平顺度和道砟飞溅问题。道砟再平整，也不可能达到混凝土整体道床的水平。并且，由于枕木不是刚性地固定在道床上，列车驶过时，车轮之间的钢轨会带动枕木一起向上弯曲，这一弯曲在重载铁路上肉眼可见。另外列车高速驶过时会出现道砟飞溅的问题。
4、高速铁路不（大范围）使用有砟轨道的原因
就是为了克服3中的缺点呗。之所以括号中注明“大范围”，是因为一些出站后的非高架区段等低速、地面区段，仍有少量采用有砟轨道的。
（1）铁路维护的时间称为“开天窗”，普通铁路可以开在白天，利用运行线的间隙进行，期间一些列车可能限速。春末夏初，有时候坐火车可以看到路边的养护人员。车一来，立刻撤下线路；车一过，继续上。高铁由于运行线密集，且几乎全部是客运，调整运行线或限速运行影响很大，并且速度高，传统作业方式不安全，因此需要易于维护的路基。（有同学可能会说夜间检修，夜间施工毕竟不方便，高铁的夜间检修主要是信号、车辆、供电什么的，既然现在无砟轨道技术已经可以承受，就别再来给施工添乱了）。
（2）为了更好的噪音控制、平顺性和避免道砟飞溅。这一点不用多说了，坐既有线的时候，如果你对面有个胖纸，看TA的肉是怎么颤抖的就行了……
4.5、11/13/2015补充：混凝土整体道床的缺点
混凝土整体道床也不是完全没有缺点的，主要的缺点例如：
（1）道床太硬。比较硬的道床有助于减小列车运行时的阻力，提高列车运行的平顺性，但是不利于吸收列车运行时带来的冲击，混凝土道床上扣件的寿命有时不及普通道床就是由于这个原因。
（2）建设要求高。混凝土道床一旦建成，很难再对其几何参数进行调整，因此对建设的要求很高。
（3）维护困难。与上一条相同的原因。虽然混凝土道床的几何参数不容易随着列车运行而发生改变，但是一旦改变很难调整；而传统道床可以通过增加或减少道砟进行调整。
（4）噪声高。由于缺乏对列车冲击的吸收，列车在混凝土道床上运行时的噪声高于传统道床。大家平时不觉得是因为动车组本身噪声小……
5、补充一点东西……
一些车站中使用了一种介于普通道床和混凝土整体道床之间的结构，叫做轨枕板……就是很多宽枕木连续铺设，形成一种接近于整体道床的结构，然而实际上并不是……
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我在知乎专栏文章
http:// zhuanlan.zhihu.com/trai ns-cars-bikes/20341170中，详细对传统道床的道砟进行了说明，欢迎移步观看。
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