Tại sao có những viên đá trên đường ray xe lửa?

Theo mình tìm hiểu thì:
Thiết kế cơ bản của một đường ray bao gồm hai thanh ray bằng kim loại được đặt song song với nhau và những thanh ngang (thanh tà vẹt) được đặt vuông góc với hai thanh ray. Những thanh ngang trước kia thường được làm bằng gỗ nhưng hiện tại thì chất liệu đã được thay đổi thành bê tông. Các thanh ngang này giữ cho hai thanh ray luôn cân bằng và cách nhau một khoảng cách cố định. Còn những lớp đá xung quanh có tên gọi là đá ballast, chúng thường được phủ kín ở phía dưới cũng như hai bên của thanh ray và thanh ngang. Các viên đá hình thành nên những lớp đá này không phải là loại đá nào cũng được. Những hòn sỏi có hình dạng tròn hay những viên đá có bề mặt trơn và láng không phải là lựa chọn hay bởi vì khi tàu đi qua sẽ tạo ra áp lực và những viên đá này sẽ lăn hoặc trượt đi mất. Loại đá đặc thù cho lớp đá ballast này phải là những viên đá dăm, có kích thước nhỏ và có nhiều góc cạnh giúp chúng luôn ở tại một vị trí cố định.

Vai trò của những viên đá dăm này đối với tàu hỏa là vô cùng quan trọng. Một con tàu có thể nặng đến vài ngàn tấn, và khi nó chạy qua thì sẽ tạo ra một áp lực vô cùng lớn lên đường ray và các thanh ngang. Vì vậy để chịu được sức nặng khổng lồ đó thì người ta để đặt những lớp đá dăm này để phân tán áp lực tốt hơn, giúp cho đường ray hoạt động một cách trơn tru. Ngoài ra còn những yếu tố khác có thể ảnh hưởng xấu đến đường ray như nhiệt độ, mưa hay cây cỏ dại mọc lên từ bên dưới. Đá dăm sẽ giúp khắc phục những vấn đề này do nó giúp cho đường ray tản nhiệt tốt hơn, tránh sự co dãn vì nhiệt làm biến dạng đường ray. Không những thế, đá dăm còn ngăn không cho cỏ dại cũng như các loại thực vật sinh sôi, điều này khá nguy hiểm bởi nó khiến lớp đất dưới đường ray sẽ mềm đi.

Tuy vậy, lớp đá này cũng có một nhược điểm là chúng rất dễ bẩn, khiến cho chúng không còn thoát nước hiệu quả dẫn đến việc đường ray bị ngấm nước và dễ hư hỏng. Ngoài ra việc vệ sinh các lớp đá này cũng rất tốn kém nên những đường ray được xây dựng thời nay thường sẽ được chuyển sang dùng các lớp bê tông dày thay vì dùng lớp đá như trước. Còn việc tại sao ta lại không thay thế tất cả những lớp đá kia bằng bê tông là vì chi phí rất tốn kém nên những đường ray với lớp đá kia vẫn được sử dụng.