Høyhastighetsbane eller lyntogtrasé er en jernbane hvor høyhastighetstog (lyntog) frakter passasjerer. EU definerer høyhastighetsbane som ny bane for 250 km/t eller mer.
Mest lyntog UIC publiserte i september 2014 en oppdatert oversikt over fordelingen av verdens 20 000 km med høyhastighetsbane for 250 km/t eller mer:
Nr Land Km 1 Kina 10 0492 Spania 2 431 3 Japan 2 0874 Frankrike 2 036 5 Tyskland 1 013 6 Italia 923 7 Tyrkia 632 8 Sør-Korea 412 9 Taiwan 345 10 Belgia 209 11 Nederland 120 12 Storbritannia 113 13 Østerrike48 14 Sveits 35
Mange land har lavere grenser for høyhastighetsbaner – i Norge regnes f.eks. Gardermobanen (toppfart 210 km/t) som høyhastighetsbane. Da kommer mange ganger så mye jernbane med under definisjonen.
Historie Allerede i 1903 kjørte elektriske motorvogner i 210 km/t på en teststrekning utenfor Berlin, og viste at høyhastighetstog var mulig. Det ble lansert planer om en jernbane for 200 km/t fra Hamburg til Berlin(Omar Krettek 1975, s. 48), og i 1906 begynte byggingen av en snorrett jernbane Chicago–New York, med en beregnet kjøretid på ti timer (Middleton 1968, s. 28). Men det viste seg at ingen hadde råd til slike prosjekter på den tiden, og det var problemer så som at førerne hadde vanskelig for å se signaler. I vanlig trafikk var derfor hastighetsøkningene mer beskjedne. I 1933 ble det trafikk Hamburg – Berlin med 160 km/t (inkludert verdens første system som sender signaler til toget og stopper toget hvis sjåføren kjører mot rødt lys), og senere i tiåret innførte også jernbanene i USA og Italia 160 km/t på visse strekninger. Med 2. verdenskrig kom andre hensyn i forgrunnen. Og mens Europa deretter måtte reparere ødeleggelsene krigen hadde forårsaket, lot USA jernbanene forfalle.
Den første jernbanen med en trafikkhastighet på over 200 km/t var Tōkaidō Shinkansen, som ble satt i drift i Japan mellom Tokyo og Osaka 1964. I 1981 kom Europa etter med åpningen av strekningen Paris–Dijon, hvor TGV-tog kjørte i 260 km/t, rekord i ordinær trafikk til da – og en del av Direttissima-linjen fra Roma til Firenze.
Hovedhinderet for masseutbredelse av høyhastighetsbaner har vært høye kostnader grunnet kravene til infrastruktur, fordi fysiske lover gjør konsekvensene av togkollisjoner, avsporinger og andre ulykker langt mer alvorlige når farten øker. De fleste jernbaneselskaper og –tilsyn har strengere sikkerhetskrav for høyhastighetsbaner enn for andre jernbaner. Fysiske lover gjør også at kravene til kurveradien, akselerasjonslengden og bremselengden under ellers like forhold øker med kvadratet av hastigheten. Planoverganger unngås som regel.
De strenge sikkerhetskravene har virket. Japan og Frankrike, som har lengst erfaring med høyhastighetsbaner, har helt klart å unngå togulykker med drepte eller alvorlig skadede på slike baner, bortsett fra at en mann omkom da han ble klemt i hjel av en dør på et Shinkansen-tog. Også i andre land med høyhastighetsbaner er sikkerheten meget høy, det vil si få omkomne og alvorlig skadede i forhold til transportarbeidet. Eschede-ulykken og Wenzhou-kollisjonen er likevel eksempler på ulykker som neppe ville ha blitt så katastrofale hvis hastigheten hadde vært lavere.
Selv om bare 14 land har jernbanestrekninger for 250 km/t og mer i drift, er dette i ferd med å endres drastisk. Nesten 15 000 km blir prosjektert,High Speed lines in the World – UIC High Speed Department. Updated 1st November 2011 og allerede ved inngangen til 2010 var nesten 1 750 høyhastighetstog i drift.John Glover: Global insights into high speed rail. Fra: Modern Railways. Bind 66, nr. 734, 2009, , s. 64–69. Høyhastighetsbaner er under utbygging og planlegging i både Nord-Amerika, Sør-Amerika, Oceania og Afrika. Store utvidelser av høyhastighetsnettene i EU og Asia er på trappene, og Kina har dessuten et ønske om å bygge baner videre fra Kina til USA og Europa via henholdsvis Beringstredet og Russland eller Midtøsten
Krav og kjennetegn Kurvene må lages meget slake, selv om krappe kurver blir ubehagelige for passasjerene lenge før hastigheten blir så høy at togene kommer i fare for å velte i svingene. Jernbaneverket opererer med minste kurveradier på henholdsvis 2,4 og 4 km for 200 og 250 km/t.Anne Siri Haugen: InterCity-satsing på jernbane vil utvide bo- og arbeidsområdene. Plan 3-4/2011, s. 29). For hastigheter på 300 km/t og mer er minste kurveradius mer enn 6 kmhttp://www.jernbaneverket.no/PageFiles/14925/Jernbanemagasinet%20nr%205-2011.pdf Bl.a. trykkbølgene fra tog i stor fart gjør at sporene må legges lenger fra hverandre enn ellers, og tunnelene må gjøres bredere. Tunneler, iallfall lange tunneler, bør ha to separate løp. Dette forhindrer frontkollisjoner ved avsporinger, letter evakuering og letter tilgangen for redningspersonell og –materiell ved eventuelle ulykker, hindrer eller iallfall sinker en tunnelbrann i å spre seg til begge spor – og muliggjør vedlikehold i det ene løpet uten å forstyrre trafikken på det andre sporet. I Norge er Blixtunnelen på Follobanen slik (i motsetning til Romeriksporten). Hvis banen ikke skal brukes av godstog, tillates brattere stigninger enn på andre jernbanelinjer. De franske LGV-linjene (Ligne à Grande Vitesse), hvor TGV kjører med hastigheter opptil 320 km/t, kan ha stigninger på opptil 4 % (til sammenligning har Brynsbakken en stigning på 2,5 %http://www.jernbaneverket.no/PageFiles/6506/Samfunns%C3%B8konomisk%20analyse%20nytt%20dobbeltspor%20Oslo%20S-%20Ski%20REVISJON%2001.pdf). Det skyldes togenes høye hastighet, deres treghet og de sterke motorene. Høyhastighetsbaner bygges gjerne på trafikksterke strekninger, slik at enkeltspor er utilstrekkelig. Dobbeltspor gir mangedobbelt kapasitet og fordyrer ikke tilsvarende. Det vedtatte dobbeltspor Farriseidet–Porsgrunn (22,8 km) på Vestfoldbanen ble anslagsvis 34 % dyrere enn enkeltspor.http://www.tu.no/bygg/article295667.ece Derfor anlegges høyhastighetsbaner som regel med dobbeltspor, med eller uten vikespor på stasjonene. Noen steder er skinnene støpt i betong istedenfor at en bruker sviller og pukk. Dette forhindrer at turbulens under togene virvler opp pukk. Dette blir problem ved 300 km/t eller høyere. De bør ikke ha planoverganger eller kryssende togtrafikk i plan. Mange steder er dette et absolutt krav. På linjen Moskva-St. Petersburg forekommer likevel planoverganger ved 250 km/t, og dette har ført til alvorlige ulykkerRussian Villagers Rebel Against Killer High-Speed Sapsan Train; http://english.pravda.ru/hotspots/crimes/25-06-2010/114012-sapsan_train-0 (i Norge er fartsgrensen ved passering av planoverganger 160 km/t). På nye linjer unngås som regel all kryssende trafikk i plan. Stasjonene ved en høyhastighetsbane bør ikke ha perronger hvor tog passerer i stor fart mens folk står og venter på et annet tog. Som regel brukes vikespor for tog som skal stoppe, eller disse togene kjøres på egne spor. På Vestfoldbanen har den nye Holmestrand stasjon slike vikesporhttp://www.tu.no/artikler/her-kjorer-toget-for-forste-gang-gjennom-holmestrand-stasjon/358495. Helst ikke lokaltogstasjoner på høyhastighetsspor. Det kan være regionaltogsstasjoner, men ikke på de hurtigste linjene. Langsomme tog hindrer hurtige tog og minsker kapasiteten. Det kan være lokaltogstasjoner på sidespor, såsom på Gardermobanen. Støyen fra et tog øker med hastigheten, og under ellers like forhold mer enn denne. Støyhensyn gjør at fartsgrensen på enkelte strekningen gjennom tettbygde strøk er senket til 110 km/t. Ved hastigheter over ca. 270 km/t dominerer dessuten aerodynamisk støy. Når farten dobles fra 200 til 400 km/t, blir lydeffekten omtrent 50-doblet (Dittrich 2003, s. 3), og aerodynamisk støy er vanskeligere å dempe enn støy som skyldes hjul mot skinnegang fordi støykilden er høyere over bakken. Høyhastighetsbaner dras (grunnet støy) ikke gjennom mindre byer. Se også punktet om lokaltogstasjoner (de unnvikes). Sporene bør sikres slik at folk og større dyr ikke kan komme ut på dem. Vedlikeholdsbehovet øker – dels fordi høyere hastigheter sliter mer på skinnegangen, dels fordi manglende vedlikehold lettere gjør reisen ubehagelig eller i verste fall får katastrofale konsekvenser. Helsveiset skinnegang for å redusere ubehag for passasjerene, slitasje på hjulene og støy. Spesialtilpassede sporveksler. Passering av sporveksler i stor hastighet innebærer alltid en viss sikkerhetsrisiko. Ved Eschede-ulykken løsnet en hjulring og satte seg fast i vognbunnen – men avsporingen, som førte til katastrofen, skjedde nettopp i en sporveksel. På en elektrifisert linje (nesten alle høyhastighetsbaner har elektrisk drift) må kontaktledningene (kjøreledningene) dimensjoneres for togenes høyere strømforbruk og slitasje (ingen høyhastighetsbaner bruker en 3. strømskinne). De fleste høyhastighetsbaner bruker vekselstrøm, selv om landets øvrige jernbanenett bruker likestrøm, fordi man kan ha høyere effekt med vekselstrøm. Signalsystemet må tilpasses de høye hastighetene, særlig det at bremselengden under ellers like forhold øker med kvadratet av hastigheten. 400 km/t krever altså fire ganger så lang bremsestrekning som 200 km/t. Signalsystemet må ha overføring av signalinformasjon til førerhytten (cockpit), fordi det kan være vanskelig å se signaler i høy hastighet. Det må være automatisk brems dersom føreren ikke bremser selv ved rødt signal. Normalspor (1435 mm) er ikke et krav av fysiske grunner, men flere land med ustandard sporvidde på gamle jernbaner har skiftet til standard sporvidde på det nye høyhastighetsnettet. Spania gikk fra bredspor til standard sporvidde for sine høyhastighetsbaner av hensyn til internasjonale forbindelser over grensen til Frankrike. Russland og Finland har derimot beholdt 1524 mm sporvidde. Ofte høy tunnelandel – for eksempel kan en høyhastighetsbane Oslo–Bergen kreve en tunnelandel på 50–60 %http://www.aftenposten.no/nyheter/iriks/Anbefaling-Disse-stedene-br-f-lyntog-6709090.html, mer enn for T-banen i Oslo. Tunnelene skyldes dels at den stive linjeføringen vanskeliggjør traseer på bakkenivå, særlig i kupert terreng – dels hensyn til eksisterende bebyggelse, særlig beskyttelse mot støy. Nettopp støyhensyn bidrog til at Jernbaneverket valgte å føre Follobanen i én lang tunnel, fremfor to kortere tunneler med en dagstrekning i Oppegård. Vanlig jernbaneteknologi er praktisk talt enerådende. Både luftputetog og magnetsvevebaner (Maglev) har vært prøvd ut, men ingen teknologier har klart å erstatte velprøvd og standardisert jernbaneteknologi: Tog på strøm via kontaktledninger med stålhjul mot skinner med standard sporvidde. Strømmen er oftest med vanlig spenning for tog i vedkommende land. Elektriske motorer har langt høyere virkningsgrad og er mindre helse- og miljøskadelige enn alle former for dampmaskiner og forbrenningsmotorer.