2013年10月25日14:54
鋪設在鐵軌下方的長方形黑色板狀物是合成橡膠制成的“鐵軌墊板”，具有緩沖來自列車的沖擊的作用。隨著支撐鐵軌的枕木和碎石（道碴）逐漸被混凝土板替代，最近，這種墊板的重要性越來越高。鐵軌墊板面臨的問題是，在寒冷地區低溫環境下容易變硬。因此，為了使新干線能延伸到北海道，日本鐵道綜合技術研究所採用了乙烯-丙烯-二烯橡膠（EPDM）、苯乙烯-丁二烯橡膠（SBR）等低溫特性優良的材料來制作墊板，此外，還對橡膠本身做了一項改進。究竟是什麼改進呢？答案：使橡膠發泡
鐵軌鋪設在道碴上的時候，道碴發揮緩沖的作用。但在最近，為了提高可維護性，直接在混凝土板上安裝鐵軌的板式軌道越來越多。雖然在混凝土板的下方會鋪設彈性材料，但鐵軌墊板更容易發揮緩沖性能，也比較容易進行調整。
用彈簧常數（移動單位位移需要的力）來說，過去的鐵軌墊板的硬度是60MN/m左右，最近需要的則是硬度30MN/m左右的更加柔軟的墊板。尤其是新干線，由於行駛速度快，因此必須要有良好的緩沖性能。但在寒冷地區，冬季的嚴寒會令鐵軌墊板的彈簧常數增加。直接使用低溫特性優良（發生硬化的玻璃化溫度低）的EPDM和SBR也不能保証所需的彈簧常熟。解決措施是使材料發泡。
從圖1的電子顯微鏡照片能看到發泡的情形。室溫環境下，發泡EPDM、發泡SBR的彈簧常數均為30MN/m左右，即使溫度降低到-20℃，也隻會增加到45MN/m。在使平衡錘墜落到鐵軌上來檢測鐵軌墊板下方受力情況的試驗（沖擊響應試驗）中，經過發泡的開發品在-10℃時，也能保持與現有無發泡產品在+10℃時等同的緩沖性能。
圖1：發泡EPDM（a）與發泡SBR（b）的掃描電子顯微鏡照片。分布著直徑為幾十∼100μm左右的氣泡。EPDM的發泡倍率為1.38，SBR為1.31。
現有產品為了降低彈簧常數，採用的是在正反兩面設置很多溝槽、使之容易變形的方式。但溝槽的效果有限，這是因為，當溝槽的深度和寬度超出一定程度后，整體的強度會下降，為了彌補這一點，廠家反而會採用硬質橡膠，起到反作用。
使材料發泡后，橡膠墊受力時各個氣泡會逐漸縮小，使整塊墊板變形的余地增加。從有限元分析的結果來看，帶溝槽的現有產品的應力集中在溝槽處，而經過發泡的開發品的應力分布均勻（圖2）。
圖2：利用有限元分析對材料結構進行分析的結果。（a）是經過發泡的開發品，（b）是在正反面形成交錯溝槽形狀的現有產品。現有產品的應力集中在溝槽深處，而開發品的應力均勻。顏色代表相對數值，開發品的應力的最大值小於現有產品
SBR的發泡技術與無釘防滑輪胎使用的技術屬於同一體系，EPDM發泡技術是新開發的。這種鐵軌墊板由新日本ESLITE公司（總部：東京）制造。（作者：木崎健太郎，日經技術在線！供稿）
