線路に「砂利」が敷き詰められているのはなぜ？

鉄道の一般的な線路には、「バラスト」と呼ばれる砂利（砕石）が敷いてあります。
さて、このバラストは何のために敷いてあるのでしょうか？

その理由は1つではなく、複数存在します。ここでは、一般的な線路の構造をざっくりとおさらいしてから、その理由を整理して説明します。

まくらぎを介してレールを支える

鉄道の線路には、「軌道」や「路盤」と呼ばれる部分があります。「軌道」は電車などの車両が行き来する通り道、「路盤」は「軌道」を支える基礎部分です。

冒頭で紹介した一般的な線路の軌道は、「バラスト軌道」と呼ばれるものです。「路盤」の上には、バラストを一定の厚さで盛った「バラスト道床」があり、その上に置かれたまくらぎに、2本のレールが締結してあります。バラストは、まくらぎを下だけでなく横からも支えており、車両の通過や、温度変化でレールが伸縮することによるまくらぎの移動を防ぐ役目も果たしています。

つまり、線路のバラストは、日本庭園の砂利のようにただ地面に敷き詰めてあるのではなく、まくらぎを介してレールを支えるという重要な役割を果たしているのです。

また、車両が通過するときには、バラストはレールを支えるだけでなく、おもに次の3つの役割を果たしています。

(a)の「荷重を分散させる」は、路盤にかかる負担を減らし、沈下を防ぐ上で重要です。もしまくらぎを路盤の上に直接置くと、車両から受ける荷重がまくらぎの下だけに集中してかかります。一方、まくらぎと路盤の間にバラスト道床があると、荷重が広く分散します。

(b)の「振動を吸収する」は、バラスト道床がクッション（緩衝材）の役割を果たすためであり、車両の乗り心地を良くするだけでなく、路盤を通して線路の周辺に伝わる振動を減らす上で重要です。

(c)の「音を吸収する」は、バラスト道床の隙間が吸音材の役割を果たすためであり、走行時に発生する音を、車両の車内や、線路の周辺に伝わりにくくする上で重要です。

低コスト、短期間で敷設可能

バラスト軌道には、このほかに、おもに次の4つのメリットがあります。

(d)と(e)は、建設にかかるコストや期間を減らすことにつながります。バラストは、全国各地にある採石場で容易に入手できる上に、安価です。また、バラスト軌道は、後述する「省力化軌道」とくらべて低コストかつ短期間で敷設できますし、レール位置の微調整や、災害時の復旧作業も容易です。

(f)と(g)は、軌道の状態を良好に保つことにつながります。バラストを地面に敷くと、雨水がその隙間を通って排出されますし、日照を遮って雑草の育成を妨げることができます。

バラスト軌道には、おもに以上紹介したようなメリットがあるため、日本の鉄道のみならず、世界中の鉄道で使われています。

近年は別の方式が増加

ただし、バラスト軌道にも弱点があります。車両の通過によって繰り返し荷重がかかると、まくらぎが沈下したり、レールの位置がずれたりします。また、荷重によってバラストの角が丸くなったり、割れて小さくなると、バラスト道床の隙間が小さくなり、クッションがききにくくなります。

つまり、バラスト軌道は経年劣化が起こりやすく、バラストを交換したり、バラスト道床を突き固めるなどのメンテナンスを定期的に実施しないと、良好な状態を保つことができないという、大きな弱点があるのです。

そこで、近年建設された鉄道では「省力化軌道」が多用されるようになりました。「省力化軌道」とは、メンテナンスを簡略化する目的で開発された軌道の総称であり、代表例には、山陽新幹線以降に建設された新幹線で多用されている「スラブ軌道」があります。

さあ、最後にトリビアを1つご紹介しましょう。写真は、2005年に開業したつくばエクスプレスの線路です。

つくばエクスプレスの線路

この線路に敷かれたバラストは、まくらぎを支える役割はしておらず、ただコンクリートの上に敷いてあるだけ。しかも、そのサイズは、バラスト軌道で使われているものよりも小さいです。

さあ、このバラストは何のために線路に敷いてあるのでしょうか？

答えは、音を吸収するためです。

この軌道は、省力化軌道の一種である「弾性まくらぎ直結軌道」です。まくらぎは、弾性材を介してコンクリート製の基礎（コンクリート道床）に固定してあり、振動を吸収する構造になっているので、バラストがなくても使うことができます。

ただし、コンクリートの平らな表面が露出したままだと、走行時に発生する音が反響しやすいので、騒音が問題になりやすい区間では「消音バラスト」と呼ばれる粒が小さいバラストを敷き、音を吸収しています。