高速铁路路基工程技术ppt课件

1、一、路基变形控制一、路基变形控制 二、路基构造及要求二、路基构造及要求三、特殊路基处置三、特殊路基处置四、路基填料分类与填筑四、路基填料分类与填筑zlaqw/客运专线是指时速超越客运专线是指时速超越200km200km的高速旅客的高速旅客列车公用铁路。路基作为轨道的根底，必需列车公用铁路。路基作为轨道的根底，必需具有变形小、强度高、刚度大且纵向变化均具有变形小、强度高、刚度大且纵向变化均匀、长期动力稳定性和耐久性等，以确保列匀、长期动力稳定性和耐久性等，以确保列车高速、平安、温馨、平顺运转以及最大程车高速、平安、温馨、平顺运转以及最大程度的减少维修任务量。客运专线的路基构造度的减少维修任务量。

2、客运专线的路基构造采用了多层构造系统，其规范也较普通铁路采用了多层构造系统，其规范也较普通铁路有了显著的提高。设计、施工以及验收暂规有了显著的提高。设计、施工以及验收暂规对路基变形、基床构造、填料、地基条件及对路基变形、基床构造、填料、地基条件及处置等均有明确规定和严厉的要求，必需将处置等均有明确规定和严厉的要求，必需将路基当成构造物来对待。路基当成构造物来对待。zlaqw/ 1.1 1.1 工后沉降：目前我国相关规范定义为路基开工开场铺轨后产生的沉工后沉降：目前我国相关规范定义为路基开工开场铺轨后产生的沉降，即：表示图中降，即：表示图中S2S2。有的国家以铺轨完成，交付运营后计列工后沉降，。

3、有的国家以铺轨完成，交付运营后计列工后沉降，即表示图中即表示图中S3S3。 变形控制是客运专线路基设计施工的关键，路基的变形普通分为两类，变形控制是客运专线路基设计施工的关键，路基的变形普通分为两类，即：路基地基及本体的压密变形工后沉降和路基基床弹性变形及塑性即：路基地基及本体的压密变形工后沉降和路基基床弹性变形及塑性变形。变形。 P0st1t地基沉降(p-t-s)示意图t23t轨道锁定铺轨填至路肩S2S3S1Szlaqw/1.1 1.1 工后沉降工后沉降 工后由路根本体及地基沉降引起的沉降，大量的实测资料阐明：工后由路根本体及地基沉降引起的沉降，大量的实测资料阐明：当填料及压实度满足要求时，

4、路根本体压密沉降仅占填土高度的当填料及压实度满足要求时，路根本体压密沉降仅占填土高度的0.1-0.1-0.5%0.5%，且完成的时间较快普通在一年左右可完成，故工后沉降主，且完成的时间较快普通在一年左右可完成，故工后沉降主要的思索是由地基沉降引起的沉降量。各国根据本身情况对沉降控制要的思索是由地基沉降引起的沉降量。各国根据本身情况对沉降控制都提出了严厉规范，日本要求工后沉降值不大于都提出了严厉规范，日本要求工后沉降值不大于10cm10cm，德、法等国甚，德、法等国甚至提出了交付运营后至提出了交付运营后“零沉降的控制规范，我国高速客运专线工后零沉降的控制规范，我国高速客运专线工后沉降控制规范：路

5、基沉降控制规范：路基5cm5cm路桥过渡路桥过渡3cm3cm，在交付运营时其工后沉降，在交付运营时其工后沉降值要小于值要小于5cm5cm。 zlaqw/1.2 1.2 沉降估算与推算沉降估算与推算沉降估算：在勘察设计阶段，设计人员根据地质条件、土沉降估算：在勘察设计阶段，设计人员根据地质条件、土层物理力学参数、填土高度、地基加固措施、工期等计算总沉层物理力学参数、填土高度、地基加固措施、工期等计算总沉降量及工后沉降量，选择地基加固措施。由于地层的不均匀性、降量及工后沉降量，选择地基加固措施。由于地层的不均匀性、参数选取的精度、计算方法的局限性，以及施工过程的影响等参数选取的精度、计算方法的局限

6、性，以及施工过程的影响等要素，此时沉降计算只能是一种估算。以下图为某路堤实测沉要素，此时沉降计算只能是一种估算。以下图为某路堤实测沉降过程曲线与实际沉降过程对比图，实测值与计算值明显有较降过程曲线与实际沉降过程对比图，实测值与计算值明显有较大差别，其精度难以满足客运专线高规范要求大差别，其精度难以满足客运专线高规范要求zlaqw/1.2 1.2 沉降估算与推算沉降估算与推算 沉降推算：沉降推算： 是指根据实测沉降观测资料，利用数学方法对后期沉降速率、是指根据实测沉降观测资料，利用数学方法对后期沉降速率、总沉降量、以及工后沉降值进展计算分析的一种方法。借此确定铺总沉降量、以及工后沉降值进展计算分

7、析的一种方法。借此确定铺轨时间，并可作为预测运营期间能够的维修任务量和周期的根据。轨时间，并可作为预测运营期间能够的维修任务量和周期的根据。是确保客运专线路基，尤其是松软土路基沉降得到有效控制的必需是确保客运专线路基，尤其是松软土路基沉降得到有效控制的必需环节工序。环节工序。zlaqw/1.2 1.2 沉降估算与推算沉降估算与推算 预测预压时间：如下表示图，在施工期恣意时辰预测预压时间：如下表示图，在施工期恣意时辰TnTn时，可根据拟时，可根据拟合曲线计算出满足工后沉降合曲线计算出满足工后沉降S2)S2)的时间的时间t2t2，预测还需预压的时，预测还需预压的时间间(T2-Tn)(T2-Tn)，

8、指点下步施工方案的安排，指点下步施工方案的安排预测施工期沉降：合理预留沉降量预测施工期沉降：合理预留沉降量 SnntS2St32tt1ts0Pzlaqw/1.2 1.2 沉降估算与推算沉降估算与推算 过程控制：过程控制：根据沉降观测资料控制填土速率根据沉降观测资料控制填土速率及时评价地基加固措施的有效性。下两图为昆山地基条件、填及时评价地基加固措施的有效性。下两图为昆山地基条件、填土高度一样，但分别采用塑料排水板和砂桩加固地基的沉降曲线图土高度一样，但分别采用塑料排水板和砂桩加固地基的沉降曲线图zlaqw/1.2 1.2 沉降估算与推算沉降估算与推算 zlaqw/1.3 1.3 沉降推算方法及

9、精度沉降推算方法及精度 推算方法：利用实测沉降数据推算工后沉降方法很推算方法：利用实测沉降数据推算工后沉降方法很多，常用的有双曲线法、指数曲线法、三点法对数曲多，常用的有双曲线法、指数曲线法、三点法对数曲线法、星野法、沉降速率法等。线法、星野法、沉降速率法等。推算精度：不同的地基加固方法、沉降观测时间的推算精度：不同的地基加固方法、沉降观测时间的长短以及初始时间的选择等都会对推算精度产生影响。长短以及初始时间的选择等都会对推算精度产生影响。根据铁四院：软土路基预留沉降量控制研讨报告对根据铁四院：软土路基预留沉降量控制研讨报告对华东地域华东地域3838处软土工点，实测沉降曲线，采用不同推算处软土

10、工点，实测沉降曲线，采用不同推算方法预测结果与一年后实践沉降值对比结果：方法预测结果与一年后实践沉降值对比结果： zlaqw/1.3 1.3 沉降推算方法及精度沉降推算方法及精度 双曲线法、指数法双曲线法、指数法t0t0宜选择在填方至路肩后宜选择在填方至路肩后2-32-3月，且月，且预压时间越长推算结果精度越高，指数法预测的结果偏小。预压时间越长推算结果精度越高，指数法预测的结果偏小。三点法沉降计算点的选择对结果影响很大，与修正时三点法沉降计算点的选择对结果影响很大，与修正时间间OO无关无关tt取值越大，取值越大，t1t1至推算时间终点越远，其推算至推算时间终点越远，其推算结果越接近实测值。结

11、果越接近实测值。沉降速率法与加载时间、速率确实定有关。推算过程沉降速率法与加载时间、速率确实定有关。推算过程复杂，复杂， 计算任务量大；计算任务量大；星野法最优星野法最优t0t0，s0s0确定困难。选择的合理与否对推算确定困难。选择的合理与否对推算结果影响较大结果影响较大采用双曲线法推算工后沉降是常采用的方法之一，对采用双曲线法推算工后沉降是常采用的方法之一，对于复合地基、塑料排水板加固中厚层软土路基，其结果与于复合地基、塑料排水板加固中厚层软土路基，其结果与实践沉降值也较为接近。实践沉降值也较为接近。 误差较小的推算方法：复合地基为沉降速率法，双曲误差较小的推算方法：复合地基为沉降速率法，双

12、曲线法；等载排水固结为三点法，超载排水固结为双曲线法，线法；等载排水固结为三点法，超载排水固结为双曲线法，三点法。三点法。 zlaqw/1.4 1.4 沉降推算实例沉降推算实例 以下图是昆山实验段以下图是昆山实验段+240+240地层为：硬壳地层为：硬壳3.6m3.6m，软土，软土12.6m(ps=0.4-12.6m(ps=0.4-0.75Mpa,Es=2.47Mpa)0.75Mpa,Es=2.47Mpa)，粘土，粘土5m(ps=1.37-3.74Mpa5m(ps=1.37-3.74Mpa，Es=5.23Mpa)Es=5.23Mpa)，其下为，其下为粉砂深层搅拌桩加固软土地基加固深度粉砂深层搅

13、拌桩加固软土地基加固深度15.5m15.5m实测实测p-t-sp-t-s图。采用双图。采用双曲线法推算其曲线法推算其20192019年年9 9月以后沉降值为月以后沉降值为2.7cm2.7cm，加上轨道荷载引起的沉降，加上轨道荷载引起的沉降计算值约为计算值约为2.5cm2.5cm，可满足工后沉降要求，可满足工后沉降要求zlaqw/1.4 1.4 沉降推算实例沉降推算实例 以下图是昆山实验段以下图是昆山实验段+535+535地层为：硬壳地层为：硬壳3m3m，软土，软土7.2m(ps=0.4-0.75Mpa,Es=2.47Mpa)7.2m(ps=0.4-0.75Mpa,Es=2.47Mpa)，粘土，

14、粘土5m(ps=2.1-5m(ps=2.1-3.16Mpa3.16Mpa，Es=7.4Mpa)Es=7.4Mpa)，其下为粉砂塑排水板超载预，其下为粉砂塑排水板超载预压加固软土地基加固深度压加固软土地基加固深度11.0m11.0m实测实测p-t-sp-t-s图。图。采用双曲线法推采用双曲线法推算目前荷载程度下工算目前荷载程度下工后沉降值为后沉降值为3cm3cm。卸载。卸载后再加载沉降推算过后再加载沉降推算过程较为复杂，从实际程较为复杂，从实际上讲，只需任务荷载上讲，只需任务荷载不大于超载，其工后不大于超载，其工后沉降值就不会大于超沉降值就不会大于超载条件下的推算值，载条件下的推算值，可满足工后

15、沉降规范。可满足工后沉降规范。但也有例外，主要是但也有例外，主要是由于超载高度、超载由于超载高度、超载时间不够，推算精度时间不够，推算精度引起的。引起的。 040801201602003-3-312003-7-292003-11-262004-3-252004-7-232004-11-20时间(年月日) 荷载(kPa)荷载(kPa)-100-80-60-40-2002003-3-312003-7-292003-11-262004-3-252004-7-232004-11-20沉降(cm)沉降板(左线中心）沉降板(线路中心）沉降板(右路肩）zlaqw/1.4 1.4 沉降推算实例沉降推算实例 0

16、 0448448真空结合堆载预压处置真空结合堆载预压处置p pt ts s曲线曲线0 0448448真空结合堆载预压处置真空结合堆载预压处置p pt ts s曲线曲线0 0448448真空结合堆载预压处置真空结合堆载预压处置p pt ts s曲线曲线zlaqw/1.5 1.5 路基面动变形路基面动变形路基面动变形是由列车动荷载引起的基床变形。包括弹路基面动变形是由列车动荷载引起的基床变形。包括弹性变形和塑性变形，它对乘车温馨度、轨道平顺性的日常性变形和塑性变形，它对乘车温馨度、轨道平顺性的日常养护维护等影响极大。弹性变形：路基面的弹性变形直接养护维护等影响极大。弹性变形：路基面的弹性变形直接反

17、映了路基的综合刚度，与路基构造类型、基床表层厚反映了路基的综合刚度，与路基构造类型、基床表层厚度、基床底层刚度有关。我国路基面弹性变形控制建议值度、基床底层刚度有关。我国路基面弹性变形控制建议值为为3.5mm3.5mm，秦沈实测值：，秦沈实测值：0.47-0.94mm0.47-0.94mm。日本弹性变形控制。日本弹性变形控制规范规范2.5mm2.5mm。动变形与列车轴重、行车速度、轨道形状、以。动变形与列车轴重、行车速度、轨道形状、以及基床构造、资料，压实度等关系亲密。及基床构造、资料，压实度等关系亲密。zlaqw/1.3 1.3 路基面动变形路基面动变形 动应力与轴重和行速度关系动应力与轴重

18、和行速度关系d=0.26P(1+v)d=0.26P(1+v) =2.4P =2.4P1+8.31+8.310-5V10-5V( (铁科院铁科院 zlaqw/1.3 1.3 路基面动变形路基面动变形 基床外表动应力与车速的关系：基床外表动应力与车速的关系：zlaqw/1.3 1.3 路基面动变形路基面动变形 基床动应力与基床动变形的关系基床动应力与基床动变形的关系zlaqw/1.3 1.3 路基面动变形路基面动变形 不同基床表层厚度、不同压实度、不同底层填料对动力呼应值的影响。不同基床表层厚度、不同压实度、不同底层填料对动力呼应值的影响。 A A 基床表层厚度的影响基床表层厚度的影响室内模型实验

19、西南交大数听阐明，当基床厚室内模型实验西南交大数听阐明，当基床厚度从度从0.7m0.7m减少至减少至0.3m0.3m时，在一样动应力程度下，时，在一样动应力程度下，基床表层动变形添加基床表层动变形添加34%34%，基床底层顶面动变形添，基床底层顶面动变形添加加103%103%、动应力添加、动应力添加67%67%。zlaqw/1.3 1.3 路基面动变形路基面动变形 不同基床表层厚度、不同压实度、不同底层填料对动力呼应值的影响。不同基床表层厚度、不同压实度、不同底层填料对动力呼应值的影响。 B B 不同应力程度对塑性变形的影响不同应力程度对塑性变形的影响 路基基床接受的是高速列车长期动荷载，大量

20、实验证明土体在长期动路基基床接受的是高速列车长期动荷载，大量实验证明土体在长期动荷载反复作用下，其塑性变形也随之增大，当动应力值大于某一定值荷载反复作用下，其塑性变形也随之增大，当动应力值大于某一定值临界动应力时，随着震动次数的添加，塑性变形将逐渐开展直至破临界动应力时，随着震动次数的添加，塑性变形将逐渐开展直至破坏。以下图为拟作为京沪线填料的花岗岩风化物在不同应力程度下累计坏。以下图为拟作为京沪线填料的花岗岩风化物在不同应力程度下累计塑性变形与反复加载关系曲线西南交大，阐明该类填料在本实验条塑性变形与反复加载关系曲线西南交大，阐明该类填料在本实验条件下的临界动应力件下的临界动应力95kpa9

21、5kpa左右。左右。zlaqw/1.3 1.3 路基面动变形路基面动变形 不同基床表层厚度、不同压实度、不同底层填料对动力呼应值的影响。不同基床表层厚度、不同压实度、不同底层填料对动力呼应值的影响。 B B 不同应力程度对塑性变形的影响不同应力程度对塑性变形的影响00.511.522.533.544.5110100100010000100000加载次数n塑性应变%95kpa100kpa110kpa115kpa135kpa170kpa50Kpa不同应力程度下花岗岩风化物填料累计塑性变形与反复加载关系曲线不同应力程度下花岗岩风化物填料累计塑性变形与反复加载关系曲线 zlaqw/1.3 1.3 路基

22、面动变形路基面动变形 不同基床表层厚度、不同压实度、不同底层填料对动力呼应值的影响。不同基床表层厚度、不同压实度、不同底层填料对动力呼应值的影响。 C C 不同不同含水量对塑性变形的影响不同不同含水量对塑性变形的影响( (最大动应力为最大动应力为50Kpa)50Kpa)含水量（含水量（% %）塑性应变回归方程塑性应变回归方程100100万次加载万次加载时预测累积时预测累积应变（应变（% %）100100万次加载时万次加载时2.32.3米厚的米厚的风化花岗岩基床预测最大风化花岗岩基床预测最大累积塑性变形（累积塑性变形（mmmm）13.7813.78Y=0.0799Ln(x)-0.0047Y=0.

23、0799Ln(x)-0.00471.101.1025.325.310.0710.07Y=0.0114Ln(x)-0.0068Y=0.0114Ln(x)-0.00680.150.153.53.510.0710.07（90%90%的压实度）的压实度）Y=0.0262Y=0.0262* *Ln(X)+0.0008Ln(X)+0.00080.360.368.38.38.168.16Y=0.0126Lnx+ 0.008Y=0.0126Lnx+ 0.0080.180.184.24.2备注：回归方程中备注：回归方程中X X代表加载次数，代表加载次数，Y Y代表塑性应变（代表塑性应变（% %）。）。zlaqw

24、/1.3 1.3 路基面动变形路基面动变形 不同基床表层厚度、不同底层填料、不同压实度对动力呼应值的影响。不同基床表层厚度、不同底层填料、不同压实度对动力呼应值的影响。 D D 不同底层填土的影响不同底层填土的影响 昆山、安亭等实验研讨数听阐明，当底层填昆山、安亭等实验研讨数听阐明，当底层填料及压实满足暂规要求时，不同底层填料其基床表层料及压实满足暂规要求时，不同底层填料其基床表层动力呼应值无明显差别，但当底层填料刚度较小路动力呼应值无明显差别，但当底层填料刚度较小路基综合刚度降低时，路基面将产生较大的塑性变基综合刚度降低时，路基面将产生较大的塑性变形。以下图为宁启线实验工点基床底层填料为粉土

25、及形。以下图为宁启线实验工点基床底层填料为粉土及其改良土时激振模拟实验铁科院基床塑性变形随其改良土时激振模拟实验铁科院基床塑性变形随加载次数变化曲线。基床底层为粉土时的塑性变形值加载次数变化曲线。基床底层为粉土时的塑性变形值是基床底层为改良土时的是基床底层为改良土时的4 4倍。倍。 zlaqw/1.3 1.3 路基面动变形路基面动变形 不同基床表层厚度、不同底层填料、不同压实度对动力呼应值的影响。不同基床表层厚度、不同底层填料、不同压实度对动力呼应值的影响。( (本图摘自宁启线高速铁路不同基床构造适用性实验研讨报告本图摘自宁启线高速铁路不同基床构造适用性实验研讨报告) ) zlaqw/1 1、

26、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 A A、法国、法国TGVTGV基床由覆盖层基床由覆盖层2035cm2035cm，封堵层，封堵层3550cm3550cm，上层土方，上层土方100cm100cm组成，覆盖层组成，覆盖层及封堵层均有各自严厉的级配要求，及封堵层均有各自严厉的级配要求，R=LA+MDE40%R=LA+MDE40%80%80%，Kh1Kh1，EV2120MpaEV2120Mpa80Mpa80Mpa，上层土方要求，上层土方要求Kh0.95Kh0.95，EV2=4560MpaEV2=4560Mpa。 封堵层 (0/20 至125) 厚度 35 至 50 cm 道碴 轨枕 轨道 肥土层

27、 覆盖层 (0/31,5) 厚度20至35 cm 断断面面示示意意图图 上层土方 厚度1m zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 A A、法国、法国TGVTGVzlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 B B、德国高速铁路、德国高速铁路(300km)(300km)13.70(14.0)3.65(4.05)4.703.65(4.05)1.60(1.90)1.60(1.90)路 基 面 (保 护 层 顶 面 )基 床 面保 护 层防 冻 层0.45德 国 高 速 铁 路 路 基 (有 碴 )断 面 示 意 图0.20.350.7基床由维护层基床由维护层20c

28、m20cm，防冻层，防冻层40cm40cm组成，采用工厂配制的矿物资料组成，采用工厂配制的矿物资料混合物填筑。维护层级配混合物填筑。维护层级配KG1KG1不透水渗水系数不透水渗水系数K1K110-6m/s10-6m/s，防冻层级配，防冻层级配KG2KG2，不均匀系数，不均匀系数1515。各层之间颗粒粒径及组成均满足隔离和过滤准那么。各层之间颗粒粒径及组成均满足隔离和过滤准那么。维护层加防冻层总厚度维护层加防冻层总厚度0.7m0.7m，Kh1Kh1，EV2120MpaEV2120Mpa80Mpa80Mpa。EVd50MN/mEVd50MN/m。 zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规

29、范横断面 B B、德国高速铁路、德国高速铁路(300km)(300km)RhedaRheda型无碴轨道，双块式轨枕断面表示图型无碴轨道，双块式轨枕断面表示图 zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 B B、德国高速铁路、德国高速铁路(300km)(300km)zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 B B、德国高速铁路、德国高速铁路(300km)(300km)zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 B B、德国高速铁路、德国高速铁路(300km)(300km)德国基床维护层厚度根据其下层强度而确定：德国基床维护层厚度根据其下层强度而确

30、定： zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 C C、日本新干线、日本新干线基床表层：沥青混凝土厚基床表层：沥青混凝土厚5cm5cm，级配碎石厚，级配碎石厚30cm30cm基床底层基床底层K3011kgf/cm3K3011kgf/cm3或厚或厚65cm65cm，基床底层，基床底层7kgf/cm3K307kgf/cm3K3011kgf/cm311kgf/cm3；2 2基床底层：厚基床底层：厚230265cm230265cm。 zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 D D、京沪高速铁路、京沪高速铁路路基基床由表层与底层组成。表层级配碎石或级配砂砾石厚路基基

31、床由表层与底层组成。表层级配碎石或级配砂砾石厚0.7m0.7m，k30190Mpak30190Mpa， EVd55MN/m EVd55MN/m。基床底层厚。基床底层厚2.3m2.3m，K30110MpaK30110Mpa。 zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 D D、京沪高速铁路、京沪高速铁路相关的实验研讨资料阐明，目前我国相关的实验研讨资料阐明，目前我国“暂规所采用的基床构造及暂规所采用的基床构造及规范，其动力呼应值可满足客运专线高速运转的要求，但也存在构造较规范，其动力呼应值可满足客运专线高速运转的要求，但也存在构造较为单一，弱透水浸透系数为单一，弱透水浸透系数k=

32、k=10-4m/s10-4m/s等缺乏，根据我国北方严寒、等缺乏，根据我国北方严寒、南方多雨的详细情况，尚有进一步优化的能够性。南方多雨的详细情况，尚有进一步优化的能够性。zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 E E、各国路基面构造尺寸、各国路基面构造尺寸国别国别项目项目法国法国德国德国日本日本中国中国速度速度v v（km/skm/s）230230270270300300230-300230-300200-200-300300200200250250300-350300-350断面宽度断面宽度s s（m m）13.4013.4013.6013.6013.9013.9013

33、.7-14.13.7-14.0 011.4011.4012.312.313.8013.80线间距线间距a a（m m）4.04.04.24.24.54.54.74.74.34.34.24.24.64.65.05.0距接触网距离距接触网距离b b（m m）3.13.13.653.653.13.1路肩宽度路肩宽度c c（m m）1.01.01.41.4H1H1（m m）h1h1（cmcm）20-3520-3520-3520-355 5606060607070h2h2（cmcm）35-5035-50454530-6030-60H2H2（cmcm）100100120-135120-135235-235

34、-265265190190190190230230基床厚度（基床厚度（cmcm）170170200-250200-250300300250250250250300300zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 F F、基床表层资料级配曲线、基床表层资料级配曲线zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 F F、基床表层资料级配曲线、基床表层资料级配曲线德国铁路路基填料级配曲线0204060801000.0010.010.11101001000粒径（mm）过筛质量百分率（%）德国铁路路基填料KG2级配曲线德国铁路路基填料KG2级配曲线德国铁路路基填料KG1级配曲

35、线德国铁路路基填料KG1级配曲线zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 F F、基床表层资料级配曲线、基床表层资料级配曲线京沪高速铁路路基填料级配曲线0204060801000.0010.010.11101001000粒径（mm）过筛质量百分率（%）京沪高速铁路路基基床表层级配曲线京沪高速铁路路基基床表层级配曲线zlaqw/1 1、各国路基规范横断面、各国路基规范横断面 F F、基床表层资料级配曲线、基床表层资料级配曲线zlaqw/压实标准控制参数压实标准控制参数中国中国日本日本德国德国法国法国压实系数压实系数K Kh h 地基系数地基系数K K3030相对密度相对密度D

36、Dr r孔隙率孔隙率n n承载比承载比CBRCBR含气率含气率n na a变形模量变形模量E Ev2v2变形模量变形模量E Evdvd小型贯入小型贯入N N1010双指标配合使用情况双指标配合使用情况K K3030K Kh hK K3030K Kh hK Kh hE Ev2v2K Kh hE Ev2v2K K3030n nK K3030n na aK Kh hn na a2 2、路基质量主要检测方法及规范、路基质量主要检测方法及规范 A A、各国铁路路基质量检测方法、各国铁路路基质量检测方法 路基质量检测已由过路基质量检测已由过去单一采用压实度检去单一采用压实度检测，已开展为压实度测，已开展为

37、压实度与力学目的双控检与力学目的双控检测，其主要目的是评测，其主要目的是评价路基的强度、抗变价路基的强度、抗变形才干，形才干，K30K30、Ev2Ev2、CBRCBR、回弹模量等均、回弹模量等均是评价路基这种才干是评价路基这种才干的目的的目的( (或参数或参数) )。目。目前铁路主要检测方法前铁路主要检测方法检测方法如下表：检测方法如下表：zlaqw/国别国别项目项目中国中国日本日本法国法国德国德国200-250200-250300-350300-350200-200-300300200200200200压实系数压实系数KhKh基床表层基床表层0.950.951.01.01.031.031.0

38、1.01.01.0基床底层基床底层0.950.950.950.950.950.950.950.950.970.97本体本体0.900.900.900.900.900.900.900.900.970.97地基系数地基系数K30K30(Mpa/m)(Mpa/m)基床表层基床表层190190190190170170基床底层基床底层110-150110-150110-150110-15070-11070-110本体本体90-13090-13090-13090-130变形模量变形模量 Ev2(Mpa)Ev2(Mpa)基床表层基床表层12012012012080808080基床底层基床底层50506060

39、本体本体50504545变形模量变形模量Evd(Mpa)Evd(Mpa)基床表层基床表层55555050基床底层基床底层35-5035-50本体本体35352 2、路基质量主要检测方法及规范、路基质量主要检测方法及规范 B B、各国铁路路基压实控制规范、各国铁路路基压实控制规范 对于基床级配碎石，对于基床级配碎石，欧洲各国采用欧洲各国采用KhKh，Ev2Ev2控制，日本、我国采用控制，日本、我国采用K30K30、n(na)n(na)控制。控制。 此此外，路基的纵向均外，路基的纵向均匀性包括填料及压实匀性包括填料及压实度控制是路基质量控度控制是路基质量控制的重要内容。主要经制的重要内容。主要经过

40、填料、摊铺厚度、含过填料、摊铺厚度、含水量、压实机械和碾压水量、压实机械和碾压遍数法国采用遍数法国采用Q/SQ/S控控制等全过程控制其均制等全过程控制其均匀性，同时添加检测的匀性，同时添加检测的密度。密度。 zlaqw/法国平稳振动鼓轮碾压机械法国平稳振动鼓轮碾压机械 2 2、路基质量主要检测方法及规范、路基质量主要检测方法及规范 C C、主要检测设备及压实设备、主要检测设备及压实设备填料的压实填料的压实根据根据GTR方法所采用的参数方法所采用的参数压实设备压实设备(参见法国标准参见法国标准 NF P 98 736 )土方工程中碾压设备的基本类型：土方工程中碾压设备的基本类型：平稳平稳振动鼓轮

41、碾压机振动鼓轮碾压机填料的压实填料的压实根据根据GTR方法所采用的参数方法所采用的参数压实设备压实设备(参见法国标准参见法国标准 NF P 98 736 )土方工程中碾压设备的基本类型：土方工程中碾压设备的基本类型：平稳平稳振动鼓轮碾压机振动鼓轮碾压机zlaqw/静态捣固碾压机静态捣固碾压机 2 2、路基质量主要检测方法及规范、路基质量主要检测方法及规范 C C、主要检测设备及压实设备、主要检测设备及压实设备填料的压实填料的压实根据根据GTR方法所采用的参数方法所采用的参数压实设备压实设备(参见法国标准参见法国标准 NF P 98 736 ) 土方工程中碾压设备的基本类型：静态捣固碾压机土方工

42、程中碾压设备的基本类型：静态捣固碾压机 ( Spi )填料的压实填料的压实根据根据GTR方法所采用的参数方法所采用的参数压实设备压实设备(参见法国标准参见法国标准 NF P 98 736 ) 土方工程中碾压设备的基本类型：静态捣固碾压机土方工程中碾压设备的基本类型：静态捣固碾压机 ( Spi )zlaqw/液压轮式碾压机液压轮式碾压机 2 2、路基质量主要检测方法及规范、路基质量主要检测方法及规范 C C、主要检测设备及压实设备、主要检测设备及压实设备填填料料的的压压实实根根据据GTR方方法法所所采采用用的的参参数数压压实实设设备备(参参见见法法国国标标准准 NF P 98 736 )土土方方

43、工工程程中中碾碾压压设设备备的的基基本本类类型型：液液压压轮轮式式碾碾压压机机填填料料的的压压实实根根据据GTR方方法法所所采采用用的的参参数数压压实实设设备备(参参见见法法国国标标准准 NF P 98 736 )土土方方工工程程中中碾碾压压设设备备的的基基本本类类型型：液液压压轮轮式式碾碾压压机机zlaqw/( (德国德国) )用路面修整机修筑水硬性混凝土支承层用路面修整机修筑水硬性混凝土支承层 2 2、路基质量主要检测方法及规范、路基质量主要检测方法及规范 C C、主要检测设备及压实设备、主要检测设备及压实设备zlaqw/公用钻探取芯少量特殊检测公用钻探取芯少量特殊检测 延延续续惯惯入入实

44、实验验特特殊殊检检测测2 2、路基质量主要检测方法及规范、路基质量主要检测方法及规范 C C、主要检测设备及压实设备、主要检测设备及压实设备zlaqw/Ev2Ev2检测设备主要控制目的检测设备主要控制目的 2 2、路基质量主要检测方法及规范、路基质量主要检测方法及规范 C C、主要检测设备及压实设备、主要检测设备及压实设备zlaqw/K30K30检测设备检测设备2 2、路基质量主要检测方法及规范、路基质量主要检测方法及规范 C C、主要检测设备及压实设备、主要检测设备及压实设备zlaqw/EvdEvd检测设备检测设备2 2、路基质量主要检测方法及规范、路基质量主要检测方法及规范 C C、主要检

45、测设备及压实设备、主要检测设备及压实设备zlaqw/1 1、低路堤设计、低路堤设计 低路堤：低路堤高度确实定没有一致的规范，通常以为最大高度小于低路堤：低路堤高度确实定没有一致的规范，通常以为最大高度小于2m2m的路基称之为低路堤。的路基称之为低路堤。它与行车速度有关，普通可以把路堤高度小于动荷载可以对地基土产生它与行车速度有关，普通可以把路堤高度小于动荷载可以对地基土产生较大影响高度的路堤称之为低路堤。随着速度和轴重的提高，有专家以为较大影响高度的路堤称之为低路堤。随着速度和轴重的提高，有专家以为H4mH4m属于低路堤。属于低路堤。由于动荷载程度与轨道形状有关，因此，有专家建议轨道形状良好时

46、为由于动荷载程度与轨道形状有关，因此，有专家建议轨道形状良好时为2m2m，轨道形状不良时按，轨道形状不良时按3m3m思索。思索。我国暂规规定，当我国暂规规定，当H3mH3m，且存在，且存在Ps1.5Mpa0.18MpaPs1.5Mpa0.18Mpa时，地基需时，地基需进展处置。进展处置。 zlaqw/1 1、低路堤设计、低路堤设计 低路堤对行车的影响由于低路堤地基土接受较大的动荷载而能够产生低路堤对行车的影响由于低路堤地基土接受较大的动荷载而能够产生较大的塑性变形如天然粘性土等临界动应力值低、地下水影响大等，以较大的塑性变形如天然粘性土等临界动应力值低、地下水影响大等，以及本身的复杂性和不均匀

47、性，会比高路基产生更多问题。及本身的复杂性和不均匀性，会比高路基产生更多问题。当地基土产生沉降特别是产生不均匀沉降时，对路基面、轨道有严厉当地基土产生沉降特别是产生不均匀沉降时，对路基面、轨道有严厉的要求的影响程度要远大于高路堤的影响，由于路堤在进展力学分析时，的要求的影响程度要远大于高路堤的影响，由于路堤在进展力学分析时，也有人称之为也有人称之为“路基梁路基梁embankment beamembankment beam本身具有一定抗变形、调理应本身具有一定抗变形、调理应力的才干，路堤越矮力的才干，路堤越矮“梁高度越低这种才干就会越小。梁高度越低这种才干就会越小。因此，低路堤处置必需从地基条件

48、及动力呼应两方面思索，设计与施工因此，低路堤处置必需从地基条件及动力呼应两方面思索，设计与施工都要引起高度注重。都要引起高度注重。 zlaqw/1 1、低路堤设计地基条件、低路堤设计地基条件 高速高速“暂规规定，当路堤基底以下紧缩层范围内普通暂规规定，当路堤基底以下紧缩层范围内普通不小于不小于25m25m的地基土不符合路堤地基技术条件下表要求时，的地基土不符合路堤地基技术条件下表要求时，应作工后沉降分析，并根据详细情况采取加固措施。应作工后沉降分析，并根据详细情况采取加固措施。地层地层地基条件地基条件基岩基岩无条件无条件块碎石土块碎石土无条件无条件砂类土砂类土P PS S5.0Mpa5.0Mp

49、a或或N10N10，且无液化可能，且无液化可能粘性土粘性土P PS S1.2MPa1.2MPa； 0.18MPa0.18MPa路堤地基条件评判一览表路堤地基条件评判一览表 路堑基床范围内不得夹有路堑基床范围内不得夹有Ps1.5MPaPs1.5MPa或或0.18MPa0.18MPa的土层。土质路堑的土层。土质路堑地层其土质不满足基床底层填料条件时，宜换填地层其土质不满足基床底层填料条件时，宜换填A A、B B组填料或改良土，厚组填料或改良土，厚0.5m0.5m，并分层碾压至相应的压实规范。，并分层碾压至相应的压实规范。zlaqw/2 2、低路堤、路堑处置原那么与方法、低路堤、路堑处置原那么与方法

50、 A A、换填处置、换填处置 换填深度应思索地基条件及地基土受动荷载的影响。去除不满足地换填深度应思索地基条件及地基土受动荷载的影响。去除不满足地基条件土层。在地基土满足地基条件时，换填基条件土层。在地基土满足地基条件时，换填0.5m0.5m，并满足基床底层检，并满足基床底层检测目的，测目的，K30110(150)MpaK30110(150)Mpa。 或改良土（0.5m）换填A、B组填料地基土Ps1.5Mpa 0.18Mpa表层级配碎石低矮路堤地基换填示意图表层级配碎石换填A、B组填料、或改良土0.5m地下水发育时深层排水系统路堑基床底层换填示意图2 2、低路堤、路堑处置原那么与方法、低路堤、

51、路堑处置原那么与方法 B B、地下水处置、地下水处置 由于地下水对基床的强度的影响极大，因此对地下水包括由于地下水对基床的强度的影响极大，因此对地下水包括毛细水必需采取防、排、降等措施，防排水构造是路基的主体毛细水必需采取防、排、降等措施，防排水构造是路基的主体构造。以下图为法国地下水位较高时的路基断面表示图。构造。以下图为法国地下水位较高时的路基断面表示图。 zlaqw/2 2、低路堤、路堑处置原那么与方法、低路堤、路堑处置原那么与方法 C C、换填深度确定、换填深度确定 换填厚度必需满足基床底层顶面满足换填厚度必需满足基床底层顶面满足K30110(150)KpaK30110(150)Kpa

52、要求，以及地要求，以及地基条件确定。以下图为基床底层换填改良土基条件确定。以下图为基床底层换填改良土qu=600Kpaqu=600Kpa时，换填厚度时，换填厚度与地基强度的关系曲线图。与地基强度的关系曲线图。 2.50.51.00.01.52.001020304050607080地 基 土K 值 (M Pa/m )换填深度(m)30zlaqw/2 2、低路堤、路堑处置原那么与方法、低路堤、路堑处置原那么与方法 D D、德国低路堤与路堑换填表示图、德国低路堤与路堑换填表示图zlaqw/碎石桩加固厚度碎石桩加固厚度 5.0m 5.0m表示图表示图 土工格栅一层=0.5m碎石桩基床底层基床表层 地基

53、不良低路堤设计横断面图之二2 2、低路堤、路堑处置原那么与方法、低路堤、路堑处置原那么与方法 E E、低路堤深层地基处置、低路堤深层地基处置 当地基土不满足地基条件需求进展深层处置，常用方法：搅拌桩、碎当地基土不满足地基条件需求进展深层处置，常用方法：搅拌桩、碎石桩、刚性桩石桩、刚性桩- -网构造，或桩网构造，或桩- -板构造。在软基进展了处置即工后沉板构造。在软基进展了处置即工后沉降得到控制后，仍需求评价动荷载对地基土、加固构造的影响，必需保降得到控制后，仍需求评价动荷载对地基土、加固构造的影响，必需保证一定的路基包括换填高度。证一定的路基包括换填高度。 zlaqw/2 2、低路堤、路堑处置

54、原那么与方法、低路堤、路堑处置原那么与方法 E E、低路堤深层地基处置、低路堤深层地基处置桩桩 网网 结结 构构 zlaqw/2 2、低路堤、路堑处置原那么与方法、低路堤、路堑处置原那么与方法 E E、低路堤深层地基处置、低路堤深层地基处置zlaqw/2 2、低路堤、路堑处置原那么与方法、低路堤、路堑处置原那么与方法 E E、低路堤深层地基处置、低路堤深层地基处置桩桩 板板 结结 构构 zlaqw/3 3、低矮膨胀土路堤及路堑设计、低矮膨胀土路堤及路堑设计 膨胀土路基除了要思索地基条件，换填基床底层顶面到达满足要求外，膨胀土路基除了要思索地基条件，换填基床底层顶面到达满足要求外，还要思索膨胀土

55、胀缩性对低路基、路堑的影响。换填深度要根据路堤高度，还要思索膨胀土胀缩性对低路基、路堑的影响。换填深度要根据路堤高度，地基土有荷膨胀率、膨胀力、胀缩影响深度等综合思索，防止膨胀土胀缩地基土有荷膨胀率、膨胀力、胀缩影响深度等综合思索，防止膨胀土胀缩影响轨道的平顺性。思索换填深度的方法较多，假设从上覆荷载与地基土影响轨道的平顺性。思索换填深度的方法较多，假设从上覆荷载与地基土膨胀力平衡思索，对中等膨胀性土膨胀力平衡思索，对中等膨胀性土Pp=70KpaPp=70Kpa需路基高度需路基高度3m3m。zlaqw/3 3、低矮膨胀土路堤及路堑设计、低矮膨胀土路堤及路堑设计 换填深度也可思索用大气影响深度或

56、地下水位变化深度能够引起地基胀换填深度也可思索用大气影响深度或地下水位变化深度能够引起地基胀缩深度、地基土有荷膨胀率、以及上覆荷载来确定缩深度、地基土有荷膨胀率、以及上覆荷载来确定换 填 改 良 土轨 道 荷 载 换 填 土 柱H大气影响深度h 胀缩深度h21膨 胀 土地基土产生的膨胀量地基土产生的膨胀量=VHP=VHP有荷膨胀率有荷膨胀率h2(h2(膨胀深度膨胀深度 h1 h1 加大，上覆荷载添加，加大，上覆荷载添加，V HPV HP降低降低 h2 h2减小减小 总之，膨胀土地域低路堤、路堑设计、施工中应适当加大总之，膨胀土地域低路堤、路堑设计、施工中应适当加大换填深度，加强防排水、封锁措施

57、，坚持地下水的稳定。换填深度，加强防排水、封锁措施，坚持地下水的稳定。zlaqw/1 1、各国路基填料分类、各国路基填料分类 目前世界各国及我国工程界各部门对于土质分类法尚无目前世界各国及我国工程界各部门对于土质分类法尚无一致完好的体系。土质分类主要根据土颗粒组成及特征一致完好的体系。土质分类主要根据土颗粒组成及特征( (以以土的级配目的：不均匀系数土的级配目的：不均匀系数CuCu和曲率系数和曲率系数CcCc表示表示) )、土的塑、土的塑性目的液限、塑性指数、土中有机质含量等。岩石主性目的液限、塑性指数、土中有机质含量等。岩石主要根据强度、抗风化才干等。要根据强度、抗风化才干等。 zlaqw/

58、1 1、各国路基填料分类、各国路基填料分类 A A、法国填料分类、法国填料分类共分五级：共分五级：A A级：细粒土级：细粒土 ， B B：级细砂砾土，：级细砂砾土， C C级：含细粒及粗粒土级：含细粒及粗粒土粗细粒混合土，粗细粒混合土，D D级：水稳性好的土，级：水稳性好的土， R R级岩块包括易分化和级岩块包括易分化和不易风化。不易风化。 土料最大粒径50 mmIpVBSA1A2A3A4B5B6D1D2B1B3B2B4细土料细粒富含细粒稀少砂砾料土通过率 80 m012%35%100 %通过率2 微米0.10.2122540弱粘性一般粘性非常粘性0 %70%100 %粘性土石填料的分级土石填

59、料的分级土料最大粒径50 mm土料最大粒径50 mmIpVBSA1A2A3A4B5B6D1D2B1B3B2B4细土料细粒富含细粒稀少砂砾料土通过率 80 m012%35%100 %通过率2 微米0.10.2122540弱粘性一般粘性非常粘性0 %70%100 %粘性土石填料的分级土石填料的分级zlaqw/1 1、各国路基填料分类、各国路基填料分类 A A、法国填料分类、法国填料分类土石填料的分级举例土石填料的分级举例A级级细土料细土料黑体的数值为推荐值黑体的数值为推荐值按类型分级按状态分级类型参数第1级分级分级类型参数第2级分级按类型细分级主要特性参数和限值SubclassIPI 1.25 W

60、OPNA1th3 IPI 8 或1,10 wOPN wn 1,25 wOPNA1h8 IPI 25 or0,9 wOPN wn 1,10 wOPNA1m0,7 wOPN wn 0,9 wOPNA1sVBS2,5或Ip 12A1低可塑性淤泥、黄土冲积淤泥、干净细砂、低可塑性花岗岩砂含水量发生较小改变将会导致粘性的突变，特别是当Wn值接近W OPN值时。湿度和天气改变的反应时间相对较短，但渗水性的改变更多地取决于级配、塑性和压实效果，因此，反应时间的变化可能很大。对于低塑性的细土料，由于测量的Ip值不精确，因此最好验证甲基蓝VBS 的值。iwn 0,7 wOPNA1tsIPI 2 或Ic 1,3