2015 年12 月30 日開通的海南西環高鐵，大量采用新技術、新材料、新工藝，克服了熱帶海島高溫、高濕、強腐蝕環境影響，為東南亞乃至全球熱帶海洋氣候建設運營高鐵提供了范本。

    如何防海水倒灌侵蝕？

    西環高鐵途經地區河道、海灘縱橫交錯，工程技術人員在建設過程中無疑要面對海水倒灌侵蝕、水下灌注作業等技術問題。

    海南西環高鐵的珠碧江雙線特大橋、抱套河雙線大橋，斜跨珠碧江和抱套河，所跨河道地段距離北部灣入?？诰嚯x近，受海水倒灌影響形成潮汐現象。兩座大橋在建設過程中，處于氯鹽及硫酸鹽同時作用的極端嚴重腐蝕環境。

    我國高鐵建設工程技術人員針對這種情況，開展了高溫高濕海洋腐蝕環境橋梁結構提升技術措施研究，創新了多種防腐技術舉措，提升了橋梁混凝土結構耐久性，確保橋梁在使用年限內安全服役。在水下嚴重腐蝕環境下，為確保灌注樁水下高標號混凝土順利施工，我國高鐵建設工程技術人員從混凝土原材料、混凝土制備、施工工藝等多方面進行了加強控制。

    如何防高溫高濕？

    海南地處熱帶海洋地區，長期處于高溫高濕環境，給高鐵建設和檢修提出更高要求。

    例如，為解決海南高溫、高濕、鹽霧重環境下T 梁人行道使用耐久性問題，鐵路建設者在博文村雙線大橋（34 公里382 米） 采用了纖維增強復合材料（FRP）人行道支架及步板。在此之前，進行了多輪理論研究、材料性能測試、樣品試制及樣品承載試驗，為在全國鐵路推廣應用積累了豐富經驗。

    海南地區氣溫高而且空氣十分潮濕，對動車檢修是巨大考驗。三亞動車運用所技術人員，鉆研出“人、機、料、法、環”檢修實施方案，把動車組質量整治、人員培訓、環境整治等工作細化優化。尤其是針對設備的絕緣性能和防潮功能，進行重點整治、重點驗收，對任何一個零件、一顆螺栓都不放過，確保動車組運行正常。

    如何防風、防腐、防鹽霧？

    針對海南高溫、高濕、鹽霧及臺風多發的特殊地理環境，供電接觸網采用防臺風手段。從設計結構上，采用整體式腕臂及剛性吊玄結構，特點為抗臺風、適合沿海（ 規定是風速25 米/ 秒開始降速）。軌道扣件采用了滲鋅鎳專利技術防腐處理，減少了維修費用、延長了生命周期。

    如何防雷、防震？

    海南全島特別是海口地區經常出現雷暴天氣，全年約三分之一的時間都要經歷。西環高鐵全線進行了加強防雷擊技術處理（ 海口段防雷最高）。同時，在沿線設置了地震報警系統。對海口地區的建筑物、構筑物按地震烈度8 度進行了設計，這個預防級別在我國大陸高鐵中比較罕見。

    延伸閱讀

    高鐵用到哪些高性能材料？

    鐵道車輛（ 車體、轉向架、車輛內裝及設備）

    輪- 軌、受電弓滑板、制動摩擦、路基等，高速需要大的動力，導致更大的振動。

    為滿足節能、安全、環保、舒適目標，對于高速鐵路用材料的要求：輕質高強、隔振減振、高鐵輕量化材料、不銹鋼和鋁合金。

    車體

    與普通鋼相比，不銹鋼減重40%。

    不銹鋼車體不易解決車體氣密性問題，只用于制造時速200 公里級的車體。

    由于鋁合金比強度高，特別是大型空心薄壁鋁材軋制技術的完善，成為高速列車車體最理想的材料。

    鋁合金車體的發展

    輕量化車體用中空雙表面大型鋁合金擠壓型材中空雙表面大型鋁合金擠壓型材，可大幅度減少焊接工作量，簡化車輛的制造工藝。

    日本新干線選用的鋁合金大體上有：Al-Mg 系合金、Al-Mg-Si 系合金，Al-Zn-Mg 系合金。如系合金。如5083、7003 等牌號的鋁合金。

    由于車輛輕量化的要求越來越高，于是人們把目光注視到復合材料上來。

    復合材料車體的發展

    意大利ETR500 高速列車的車頭前突部分采用的是芳綸纖維增強環氧樹脂的FRP，用這種材料模型成型的符合空氣動力學線型要求的車頭，具有優異的抗沖擊能力，當列車以 300 km/h 速度行駛時有很好的尺寸穩定性。

    法國國營鐵路公司（SNCF） 認為對于未來的TGV 高速列車，考慮到迫切需要進一步減輕車體質量，采用法國國營鐵路公司（SNCF） 認為對于未來的 TGV高速列車，考慮到迫切需要進一步減輕車體質量，采用碳和玻璃纖維強化環氧脂包覆發泡蜂窩材料芯碳和玻璃纖維強化環氧樹脂包覆發泡蜂窩材料芯，制造雙層掛車，并進行線路運行試驗，對其耐火性、抗沖擊強度等進行運行測試，結果表明：

    復合材料車體的制造工藝是有效的，它比鋁制或鋼制車體的強度大，用碳纖維復材預計可比鋁制車的質量減少25%；復合材料車體在振動性能、透聲性能和絕熱性能方面的優點，提高了車體的舒適性。

    轉向架

    能相對車體回轉的一種裝置，起支承車體、轉向和制動的作用，并保證機車車輛在軌道上安全平穩地運行。

    轉向架的構架是特別重要的高強度部件，關系到整個車輛安全性。轉向架必須滿足安全、運行舒適度以及耐磨損、易檢修等要求。

    多采用優質碳素鋼、低合金低碳高強度鋼、耐候鋼制造的構架。近來研究熱點為高分子復合材料和鋁合金制造的構架。

    德國開發了世界上第一個纖復合材料的轉向架構架，并過了靜態模擬實驗、耐久試驗、運行試驗，運營了100 多萬km后檢測未現任何損壞、磨損或撕裂。

    車輛內裝及設備

    車輛內裝及設備主要有裝飾板、廁所、盟洗室、座椅及水箱等，應以鋁合金和高分子材料為主，如裝飾板采用鋁合金上疊合一層不燃性的纖維增強塑料，廁所、盟洗室、座椅及水箱還要考慮到衛生和耐腐蝕性，也以不燃性的為佳。

    輪 輪 - 軌材料

    輪- 軸

    當列車的時速達到300 公里時，高速列車車輪的雜質含量必須嚴格控制。在鋼鐵冶煉的時候，就必須要求車輪鋼當列車的時速達到300 公里時，高速列車車輪的雜質含量必須嚴格控制。在鋼鐵冶煉的時候，就必須要求車輪鋼雜質含量極低且分布均勻。由于車輪不過關，曾經導致德國高速列車脫軌，人員傷亡。車軸是空心軸，列車所有的重量都壓在車軸上，技術雖然不是特別尖端，但批量生產的時候單件產品質量控制必須非常嚴格。

    鋼軌

    就線路而言，高速鐵路區別于一般鐵路最主要的特點是曲率半徑大、應變速率高、軸重輕和牽引力大，鋼軌的磨耗較小，疲勞損傷相對突出，因此對鋼軌材料的選擇要求較高。

    對于鋼軌材料而言，歐洲鐵路一直在合金鋼軌上進行研究，如非熱處理的Cr-Mo。合金鋼軌除了有較高的循環軟化抗力外，也有較好的抵抗短波磨損的能力，是今后鋼軌材料的重點選擇對象之一。

    此外，還應從鋼軌鋼的 強韌化 和純凈化方面進行努力，大力發展全長熱處理鋼軌、稀土鋼軌和降噪降振新鋼軌。

    接觸網導線材料

    高速列車通常采用電力牽引。需要保證接觸網導線與受電弓滑板之間在高速運行時具有良好的受流性能，目前高速鐵路研究開發了銅合金導線，主要品種有高速列車通常采用電力牽引。需要保證接觸網導線與受電弓滑板之間在高速運行時具有良好的受流性能，目前高速鐵路研究開發了銅合金導線，主要品種有 銅銀合金導線、銅鎘合金及銅錫合金導線等。

    隨著車速進一步提高，導線材料已由單一材料向復合材料的方向發展，其中一個品種是鋼芯銅皮的銅—鋼復合材料。

    受電弓滑板材料

    受電弓滑板是機車供電系統中的重要集電元件，高速運行的電力機車上的滑板一旦失效，將嚴重危及行車安全，因此要求它的使用必須經濟安全，既對接觸網導線磨耗小，自身有足夠的使用壽命，又不影響弓網關系。

    目前，國內外研究的浸金屬碳滑板已步入了實用化的階段，它主要是利用了碳滑板材料的多孔性質，將熔融的銅或銅合金等高導電性金屬，在高溫高壓下浸入到碳滑板基體中去，使它既有碳材料的自潤滑和抗電弧性能，又具備金屬材料的集電、強度高、抗彈撞擊力強的特點，成為最理想的滑板材料。

    與此同時，還應加強碳纖維一金屬復合材料滑板的研究，這種滑板在集電、潤滑、抗撞擊性能方面都會超過現有的的研究，這種滑板在集電、潤滑、抗撞擊性能方面都會超過現有的金屬滑板、碳滑板、浸金屬碳滑板和粉末冶金滑板金屬滑板、碳滑板、浸金屬碳滑板和粉末冶金滑板， 其應用前景十分廣闊。

    無砟軌道系統

    板式無砟軌道是由長鋼軌、扣件系統、軌道板、水泥瀝青砂漿、混凝土底座及凸形擋臺組成長鋼軌、扣件系統、軌道板、水泥瀝青砂漿、混凝土底座及凸形擋臺組成 的一種新型軌道結構。

    為了使板式軌道具有一定的彈性，并固定軌道結構的位置，在混凝土底座和軌道板之間，以及凸形擋臺周圍填充緩沖材料層，同時消除混凝土構件施工誤差。

    作為緩沖充填材料，應既有一定的彈性，又有一定的強度，水泥砂漿強度足夠高，但彈性不足，瀝青彈性好，但強度低，受溫度影響大，因此采用了將二者結合的水泥瀝青砂漿，一般采用水泥、乳化瀝青、砂及各種摻和料混合而成，通稱作為緩沖充填材料，應既有一定的彈性，又有一定的強度，水泥砂漿強度足夠高，但彈性不足，瀝青彈性好，但強度低，受溫度影響大，因此采用了將二者結合的水泥瀝青砂漿，一般采用水泥、乳化瀝青、砂及各種摻和料混合而成，通稱CA 砂漿。

    鐵路軌道扣件分類

    木制枕木扣件、水泥枕木扣件、高速鐵路扣件系統，每公里客運專線需要的扣件在6200-6600 套之間， 以1.6 萬公里計算，高鐵共需要萬公里計算，高鐵共需要9920-10560 萬套扣件，如果按照現在的萬套扣件，如果按照現在的300 元左右的價格，市場空間為元左右的價格，市場空間300 億元左右。

    高速鐵路無砟軌道系統用高分子材料

    高鐵鐵軌所用到的高分子減振、降噪材料多達十幾種。聚氨酯、碳纖維復合材料、熱塑性彈性體、聚氯乙烯、硅橡膠、環氧樹脂、丁基橡膠、丁苯橡膠、三元乙丙膠等。

    CA 砂漿及專用瀝青乳液

    微粒帶正電荷；貯存穩定性好；配制砂漿外加水少，有利于防止砂漿泌水；與水泥、細骨料附著力好，可有效防止砂漿離析；抗凍性與耐候性好，有效延長了使用壽命。

    凸形擋臺填充聚氨酯樹脂

    粘度小，易于施工；防沉降效果好，具有較高的承載強度及韌性，抗沖擊性能優秀，并擁有良好粘結強度，優異的抗疲勞性、耐熱老化性及耐腐蝕性。

    聚脲彈性體涂層在高鐵中的應用由于高鐵采用無碴軌道，要求防護層不僅具有防水、防滲和抗裂等基本性能，還要能經受火車高速行駛帶來的高速、重載、交變沖擊等作用。聚脲涂層無接縫，粘結力強，真正做到了整體防水，同時還具有優異的耐磨性、抗沖擊、抗開裂、耐紫外光和耐高低溫性能，可滿足高鐵的特殊要求。

    PU 枕木

    PU 枕木是一種玻纖增強的硬質PU微孔彈性體，具有比強度大、減震、降噪、耐電氣絕緣、高耐久和環保等優良性能。在日本，塑料枕木的應用歷史已超過25 年，且已應用於新乾線高速列車的鐵軌上。

    PU 枕木目前已受到PU 和鐵路業界高度關注，是全球PU 材料界研究的一個熱點課題。根據國家發展高速鐵路長遠計劃，為了適應高速列車提速要求，開發PU 枕木以取代或部分取代混凝土枕木必將是未來發展趨勢。按國外經驗1km 高速鐵路需用1800 根左右軌枕計，則7000km 高速鐵路PU 枕木市場規模將達到500 億元，這無疑將給我國新型PU彈性體帶來巨大市場空間。