轨条断面的磨耗,取决于许多因素,其中起决定作用的有:轨条头部形状与车轮轮缘几何形状的相互作用;钢材的抗磨特性;线路的曲线半径以及通过的运量等。
轨条的实际磨耗和技术上所容许的磨耗量对轨条的使用期有决定性影响。轨条的容许磨耗值决定于:
1.高速旅客列车与低速货物列车的混合比。这是因为,高速旅客列车要求更小的容许偏差、其容许磨耗极限值也比次要干线、二级线路、站线或纯货运线路为小。
2.轨条断面形状和技术上可能减少的轨条断面以及与之有关的减少截面模量和惯性矩。要在确保安全的基础上,找出容许磨耗极限值是困难的。无论在何处,当重型轨条轨头的断面形状已达到磨耗极限而其惯性矩仍高于未经磨耗的轻型轨条的惯性矩值时,仍按截面模量和惯性矩来考虑能否应用的方法,就不再适用了。
至于轨条头部的磨耗,还必须区分为轨条的垂直磨耗和轨条的侧面磨耗。
有关轨条的垂直磨耗,可谨慎地采用以下平均值:
当标准轨条钢材强度为700N/mm²,线路通过运量为30Mt时,轨条磨耗为1mm;当轨条钢材强度为900N/mm²,线路通过运量为50Mt时,轨条磨耗为1mm。
下列平均值可作为估计轨条侧面磨耗的出发点:
标准轨条钢材强度为700N/mm²,线路通过运量为5Mt时,轨条侧面磨耗为1mm;轨条钢材强度为900N/mm²,线路通过运量为6~10Mt时,侧面磨耗为1mm。以上两个数据只适用于曲线半径小于500m的线路。
如将轨条的垂直磨耗和侧面磨耗合并考虑,其加权平均值介乎两种磨耗之间。这种加权平均值是由直线线路或曲线半径大于500m的线路与曲线半径小于500m的线路两者的比值得来的。
按照轨头垂直磨耗和侧面磨耗在联邦德国铁路规定为:轨条垂直磨耗在轨条断面的中心轴测量,轨条的侧面磨耗在通过轨头断面侧肩中心轴的45°角处测量。凡轨条的磨耗程度接近于表中相应某一级线路的轨条轨头允许磨耗量时,这类轨条必须予以更换。通常撤换下来的轨条可在低一级的线路上铺设使用。
除了轨条磨耗之外,车辆的轮缘磨耗及其对车辆行驶的影响,在整体经济中也是值得考虑的。
轮轨关系的理论研究表明,轨条与轮对的配合具有微小的等量锥度会大大改善车辆的运行状况,但它又会对轨条和车轮的磨耗产生不利的影响,这是接触面太小的结果。为此,在力求轨道的最优化参数时,应充分考虑它们的断面磨耗。