铁路路基基床病害及其防治研究(原创)

1、目录1.基床下沉（道砟陷槽）21.1道砟槽及其整治21.2道砟箱及其整治51.3道砟囊和道砟袋及其整治62.翻浆冒泥72.1铺设砂垫层。82.2设置封闭层。92.3换填。93.基床外剂104.基床冻害11结论12参考文献12铁路路基基床病害及其防治研究 黄土地区兰州交通大学铁道技术学院 孙晓亮摘要：铁路路基由路肩顶面、基床、基床下部、边坡、路基基底等路基本体部分和排水、防护、加固等路基设备部分组成。其中基床是路基的基础，在列车的动力作用下，强度不足的的基床将产生有害的永久性久性变形，从而影响路基稳定和行车安全。基床病害是因基床土质不良和强度不良，在机车动力作用下变形所造成的病害。基床变形的发生

2、与发展是一个复杂的过程，这种引起过大基床变形的过程一般称为基床病害。基床病害严重影响了干线列车的运行，必须对其及随时加以防护和整治，保证列车能够整点整时的通过，提高线路的运行质量。关键词：铁路路基；路基；基床病害；防治研究1.基床下沉（道砟陷槽）基床下沉是由于基床填料的压实度不够，土质不良或由于线路荷载增加而造成的基床面标高局部或大范围的明显下沉的变形现象。列车振动将道砟压入基床内，形成道砟陷坑。这种现象继续发展还可能导致路堤塌陷，道砟陷坑按其发展过程及形成又可分我道砟槽、道砟箱、道砟袋及道砟囊。1.1道砟槽及其整治路基面上的坑洼分别分布在每根轨枕之下，彼此不连贯，是路基面发生锯齿状的变形，如

3、图1-1-1。它是道砟槽的最初形式，深度可达1m。道砟槽的形成主要是由于路基顶面土的承载力不足、道砟厚度不足或压实不均匀所致，有时也由于铺轨时先将轨枕直接铺在路基面上，轨枕陷入路基面形成道砟槽。图 1-1-1 路基道砟形态图道砟槽的主要整治方法：方法一：削去道砟槽，换填砂砾或炉渣，如图1-1-2、1-1-3所示。图1-1-2 挖出道砟槽回填砂卵石图1-1-3 道砟槽处理方法示意图方法二：换填不透水土，如站场内路基面上道砟槽削去不便，可采用此法，如图1-1-4所示。图1-1-4 道砟槽换填不渗水土图示意图方法三：封闭层法。当路基病害主要是由于大气降水使亲水性强的填料软化所造成时，可以在路基顶面设

4、置封闭层，隔离地表水，防止下渗，从而使土体保持稳固。封闭层可以采用土工聚合材料，如聚乙烯软板、氯丁橡胶软、塑料油膏布、涂塑维尼纶布及塑料排水板等。铺设工作可结合线路大修进行。为了防止材料连接处材料地表水渗漏，聚合材料的连接和延长处均应搭接。搭接长应不小于0.3m。聚合材料上下均应铺设砂层，层厚：上层1020cm，下层510cm。在新线施工或病害段线路改建施工中，也可用沥青土，、沥青砂、水泥土、三合土、水泥三合土及石灰炉渣三合土等铺垫，作基床强化措施。对于病害的路基段则应先清除病害后进行铺设。如图1-1-5所示为聚乙烯软板封闭层断面；如图1-1-6说是为水泥砂浆封闭层断面。图1-1- 5 聚乙烯

5、软板封闭层图1-1-6 水泥砂浆封闭层封闭道砟槽1.2道砟箱及其整治道砟箱是由于道砟槽发展成几根轨枕下连通的坑洼，如图12-1所示。它是由于轨枕的移动或土的承载力不足形成的。道砟箱的整治方法与道砟槽相同。但由于坑洼较大，积水较多，故有时需要设置槽向盲沟，排除道砟中的积水（图1-2-2）。图 1-2-1路基道砟箱形态图 1-2-2 横向盲沟1.3道砟囊和道砟袋及其整治当路基密实度不均匀，道砟在较软处压入较深，形成如图1-3-1（a）之所示道砟囊。在路基面上单个互不相连、深度较大的陷槽（可大3m以上）称为道砟袋，如图1-3-1（b）。它是在道砟箱的发展过程中，由于使用不同性质的土填筑路基或压实不均

6、匀而形成的特别深的道砟陷槽。对道砟囊及道砟袋的整治，可采用自边坡打入管子，疏干积水的方法。 （a）临近道砟囊的道砟囊（b）道砟袋 图1-3-1 路基道砟囊、道砟袋形态2.翻浆冒泥基床翻浆冒泥是指含粘粒、粉粒的基床表层土，在水和列车反复振动作用下，发生软化、触变、液化，形成泥浆，列车通过时轨枕下泥浆受挤压抽吸而通过道床空隙向上翻冒，造成道砟脏污、板结，丧失弹性。道床空隙内挤压出泥浆的现象，又可分为土质基面翻浆冒泥、风化石质基面翻浆冒泥及裂隙泉眼翻浆冒泥三种类型。典型的翻浆冒泥多发生在基床表层3050cm，此时，道砟压入基床而形成的道砟囊也较浅，轨道下沉也较不明显，且多发生在雨季，路堤、路堑上均可

7、发生，是基床病害的早期现象。泥浆使道床板结，失去弹性，加剧了列车对轨道的冲击力，缩短了轨道的使用寿命，增加了轨道的养护维修工作量。基床翻浆冒泥如不及早整治，病害将向基床深部发展，导致道砟囊加深、轨道沉陷，从而转化为基床下沉或挤出等严重现象。我国南方多雨地区，翻浆冒泥现象较为普遍。翻浆冒泥的整治方法2.1铺设砂垫层。先削去路基面上的泥浆，做好路基面排水横坡，然后在其上铺一层粗砂，夯实后在铺设洁净的道砟（如图2-1-1），砂垫层的厚度一般不小于30cm。砂的粒径约为1mm。铺设砂垫层适用于翻浆深度不大于的翻浆冒泥情况。图 2-1-1 用砂垫层处理翻浆冒泥示意图2.2设置封闭层。若采用砂垫层法有困难

8、时，可采用封闭层法，是地表水不致下渗，泥浆不致上冒，并提高路基面承载力。方法同1-1方法三（如图2-2-2、2-2-3）。图 2-2-2用封闭处层处理翻浆冒泥示意图图 2-2-3 土工合成材料铺设在基床表面2.3换填。当翻浆较为严重，深度较大，兼有路基隆起的情况时，可采用换土措施（如图2-3-1）图 2-3-1 换图处理翻浆冒泥构造示例3.基床外剂基床外剂主要是由于基床的软弱层经水作用饱和，在列车动力作用下，软弱层顺其下的刚窝层发生剪切滑动或塑性流动，向路基两侧或一侧挤出的现象。图3-1所示为发生于路堑的基床外剂，外剂分为路肩隆起和路肩外剂两类路肩隆起指基床土处于软塑状态，基床发生剪切破会，在

9、路肩单侧或两侧向上隆起的现象变形；路肩外剂指基床外的土经常处于软塑状态，而基床下部某一深度存在刚窝层或土质密实，阻碍了道砟陷坑向下发展，同时侧向阻力较小，剪切沿交界面发生，使路肩外剂挤出变形。图 3-1 路基路肩剪切挤起形态图4.基床冻害在寒冷地区，路基在土质、水、和温度的不利组合下，低温季节基床土冻结、短距离地段内出现不均匀冻胀或左右股道的不均匀冻胀，导致线路不平顺或方向不良称为基床冻害。例如路路基土为渗水性较差的细粒土，当含水量较高或路基面积水，在冻结过程中，土中水聚集分布和重新形成冰块，引起不均的冻胀现象；冰块融化有引起不均下沉；在地下水较丰富地段，地下水通过毛细管作用不断向上转移补给，使冻胀量增大，持续时间延长。基床冻害可分为表层冻害和深层冻害两类。表层冻害只发生在基床土体临界冻结深度上半部分的冻害，或冻结深度小的地方发生的冻害，已造成线路不均匀冻胀。深层冻害产生冻害的部位较深，多兼因地下水位较高，冻结过程中不断出现冰层而引起的冻害现象。结论本文通过对铁路路基各种病害的综述，得出了铁路路基病害的出现原因以及治理措施，主要结论如下：铁路基床出现