客运专线无碴轨道铁路路基设计指南EVEVD试验

客运专线无碴轨道铁路设计指南（路基）

变形模量Ev2和动态变形模量Evd试验

一、客运专线无碴轨道铁路设计指南（路基部分）2术语变形模量Ev2：由平板荷载试验第二次加载测得的土体变形模量。动态变形模量Evd：由落锤冲击施加一定大小和作用时间荷载的平板试验测得的土体变形模量。工后沉降：在铺轨工程完成以后，基础设施产生的沉降量。差异沉降：在铺轨工程完成以后，路桥或路隧连接处的沉降差。折角：在铺轨工程完成以后，路基与桥梁或隧道间由于过渡段沉降造成的弯折角度。4路基

4.1一般规定

4.1.1路基工程应按土工结构物进行设计，其地基处理、路堤填筑、边坡支挡防护以及排水设施等必须具有足够的强度、稳定性和耐久性，确保列车高速、安全和平稳运行。4.1.2路基工程应避免高填、深挖、长路堑和高大挡土墙。路堤高度原则上应大于基床厚度。一般路堤填土高度不宜超过8m。4.1.3路基工程勘察应查明地基地质状态和填料的工程性质，为地基和路基结构物的变形状态评价提供必要的地质资料。地质勘察横断面沿线路方向间距不大于50m，横断面上的地质点不应少于3个。过渡段或地质地形复杂地段应适当加密，并应在横断面之间作物探检查。4.1.4土质地基路基均应进行工后沉降分析。路基在无碴轨道铺设完成后的工后沉降应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm；长度大于20m沉降比较均匀的路基，允许的最大工后沉降量为30mm，并且调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足下列要求：4路基

4.1一般规定

式中：——轨面圆顺的竖曲线半径,m；——设计最高速度,km/h。路桥或路隧交界处的差异沉降不应大于5mm，过渡段沉降造成的路基与桥梁或隧道的折角不应大于1/1000。4.1.5无碴轨道路堤填筑后，应对路基沉降进行系统的观测与分析评估，观测断面沿线路方向的间距一般不大于50m，过渡段和地形地质条件变化较大的地段应适当加密。在路基完成或施加预压荷载后应有6～18个月的观测和调整期，分析评估沉降稳定满足要求后方可铺设无碴轨道。4.1.6地质复杂、工后沉降难以控制或地下水位较高、路基易产生冻害和存在其他不稳定因素的路基区段，不宜铺设无碴轨道。4.2路基标准横断面

4.2.1路基横断面宽度和布置型式的设计应根据线间距、轨道结构型式、曲线超高设置、路肩宽度、通信信号和电力电缆槽布置、接触网支柱基础位置、声屏障基础等因素来确定，并应综合考虑路基防排水问题。4.2.2直线地段路基标准横断面如图4.2.2所示。路基面宽度可参照表4.2.2的规定,4.2.3直线地段路基面形状为梯形，混凝土支承层基础边缘以外设4%的横向排水坡。路基基床底层顶面及基床下路基面自中心向两侧设4%的横向排水坡。4.2.4无碴轨道路基一般不考虑曲线加宽，当轨道结构和接触网支柱等设施的设置有特殊要求时，根据具体情况计算确定。4.2.5正线区间路肩范围内设置的其它附属工程，包括接触网支柱基础，电力、通信、信号电缆槽及声屏障基础等不得影响路基的稳定和排水。设计最高速度(km/h)线间距(m)路基面宽度单线(m)双线(m)2004.48.613.02504.68.613.23004.88.613.43505.08.613.64.3基床4.3.1路基基床由表层与底层组成。表层厚度与无碴轨道的混凝土支承层或混凝土底座的总厚度不应小于0.7m，底层厚度为2.3m。混凝土支承层或混凝土底座以外的路基面应设防排水层，采用厚5～10cm沥青混凝土或C25混凝土。4.3.2基床表层采用级配碎石，材料规格应符合《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》的要求，其压实标准应符合表4.3.2的规定。表4.3.2基床表层级配碎石压实标准填料压实标准地基系数K30（MPa/m）变形模量Ev2（MPa）动态变形模量Evd（MPa）孔隙率n级配碎石≥190≥120≥50＜18%4.5路堑4.5.1软质岩、强风化硬质岩及土质路堑地段，基床表层应满足4.3.2的要求；处于基床底层范围内的土质及压实标准不满足4.3.3的要求时，应作处理。4.5.2不易风化的硬质岩路堑的岩石面作成4.2.3中要求的形状，对凹凸不平处应以强度不小于C25的混凝土填平。4.6.3路路堑与隧道过过渡段土质、软质岩岩及强风化硬硬质岩路堑与与隧道连接处处，在路堑基基床范围内设设置过渡段，，采取混凝土土与级配碎石石厚度渐变过过渡。4.6.4路路堤与路堑过过渡段路堤与路堑连连接处应设置置过渡段。路路堤与硬质岩岩路堑连接处处过渡段采用用水泥稳定级级配碎石（掺掺加3～5%水泥）填筑筑；路堤与土土质及软质岩岩路堑连接处处采用台阶方方式过渡并回回填与路堤相相同的填料，，压实标准应应符合表4.3.3的规规定。台阶顶顶部应设置横横向排水盲沟沟。过渡段范范围内的基床床表层级配碎碎石掺3～5%水泥。2.3.3荷荷载量测装置置荷载量测表量量程应达到最最大试验荷载载的1.25倍，最大误误差应不大于于1%。荷载载量测表显示示值应能保证证承载板荷载载有效位至少少达到0.001MPa沉降量测装置置由测桥和测测表组成。测测桥的测量臂臂可采用杠杆杆式（见图2－2）或垂垂直抽拉式（（见图2－3）。测量臂臂应有足够的的刚度。承载板中心至至测桥支撑座座的距离必须须大于1.25m。杠杆杆式测量臂杠杠杆比hP:hM可在1：1至2：：1范围内选选择，选定后后不得改变。。为便于统一一，可认为垂垂直抽拉式测测量臂杠杆比比为1：1。。沉降量测测表最大误差差应不大于0.04mm，分辨率应应达到0.01mm，量量程应不小于于10mm。。2.3.4辅辅助工具辅助工具应包包括：铁锹、、钢板尺（长长400mm）、毛刷、、刮铲、水准准仪、铅锤、、直尺、干燥燥中砂、石膏膏粉、油、遮遮阳挡风设施施等。2.3.5测测试仪器标定定应符合下列列规定：1）传感器、、测表应按国国家有关规定定标定。2）变形模量量Ev2测试试仪必须每年年标定一次3试验操作作3.1试验准准备场地测试面应应进行平整，，并使用毛刷刷扫去表面松松土。当测试试面处于斜坡坡上时，应将将承载板支撑撑面做成水平平面。3.2安置置试验仪器3.2.1安安置承载板及及千斤顶将承载板放置置于测试点上上，使承载板板与地面完全全接触，必要要时可铺设一一薄层干燥砂砂（2～3mm）或石膏膏腻子，同时时利用承载板板上水准泡或或水准仪来调调整承载板水水平。将反力装置承承载部位安置置于承载板上上方，并加以以制动。承载载板外侧边缘缘与反力装置置支撑点之间间的距离不得得小于0.75m。将千千斤顶放在承承载板的中心心位置，使千千斤顶保持垂垂直。用加长长杆和调节丝丝杆使千斤顶顶顶端球铰座座与反力装置置承载部位紧紧贴。3.2.2安安置测桥将沉降量测装装置的触点自自由地放入承承载板上测量量孔的中心位位置，沉降量量测表必须与与测试面垂直直。测桥支撑撑座与反力装装置支撑点的的距离不得小小于1.25m。试验过过程中测桥和和反力装置不不得晃动。预预先加0.01MPa荷载约30s，待稳定定后卸除荷载载，将沉降量量测表读数调调零。3.3加载载与卸载变形模量Ev2试验第一一次加载必须须至少分6级级，并以大致致相等的荷载载增量（0.08MPa）逐级加载载，达到最大大荷载为0.5MPa或或沉降量达到到5mm时所所对应的应力力后，再进行行卸载。承载板卸载应应按最大荷载载的50%、、25%和0三级进行。。卸载后，按按照第一次加加载的操作步步骤，并保持持与第一次加加载时各级相相同的荷载进进行第二次加加载，直到第第一次所加最最大荷载的倒倒数第二级。。每级加载或或卸载过程必必须在1min内完成。。加载或卸载载时，每级荷荷载的保持时时间为2min，在该过过程中荷载应应保持恒定。。1）试验中如如果施加了比比预定荷载大大的荷载，则则应保持该荷荷载，将其记记录在试验记记录表中，并并加以注明。。2）当试验过过程中出现承承载板严重倾倾斜，以至水水准泡上的气气泡不能与圆圆圈标志重合合或承载板过过度下沉及量量测数据出现现异常等情况况时，应查明明原因，另选选点进行试验验，并在试验验记录表中注注明。3）变形模量量EV2测试仪包括数数据自动采集集计算和数据据人工记录两两种类型。数数据自动采集集计算型的变变形模量EV2测试仪，可根根据每级荷载载的测试数据据自动计算并并打印荷载———沉降曲线线和变形模量量值。三、变形模量量Ev2测试试仪AX01使用说明仪器的主要技技术参数和特特点测量范围0～100kN沉降变形测试±15mm荷载板直径300mm电源充电2小时，连续使用约48小时打印机热敏打印机，纸宽57mm，纸筒ø30mm数据卡标准配置32kB工作温度－10℃～50℃1.放置荷荷载板和变形形支架。2.连接荷荷载和位移传传感器。蓝色色插头为荷载载传感器，插插入蓝色插孔孔；黄色插头头为位移传感感器插入黄色色插孔。3.按“Start(开始）”键键打开机器。。此时显示时时间和电量。。4.按“Start(开开始）”键进进入试验模式式。显示“(设备检查））”，调整位位移传感器到到零位。此时时，如果传感感器连接有误误将出现错误误提示。5.荷载复复位。按“Start(开始）”键键提示预加荷荷载30s，，并出现计时时。用千斤顶顶预加0.01MPa保保持30s。。6.按“Start(开始）”键键后施加第一一级荷载0.08MPa，保持60s或120s。7.按“Start(开始）”键键，根据表中中数据施加其其他荷载。8.全部加加荷卸荷再加加荷结束后按按“Print(打印））”键结束试试验并打印试试验结果。9.按“AuxOff”键关机机。三、仪器试验验操作步骤标准压力 (MPa)仪器上调整数(kPa)预加荷载0.01010一次荷载0.080800.1601600.2502500.3303300.4204200.500500卸载0.2502500.1251250.0000二次荷载0.080800.1601600.2502500.3303300.420420四、动态变形形模量Evd测试原理与与操作要点1.测试原理理动态变形模量量Evd是由由落锤冲击施施加一定大小小和作用时间间荷载的平板板试验测得的的土体变形模模量。通常，，载荷板的直直径也为300mm，锤锤重为10kg，最大的的冲击力为7.07kN，荷载脉冲冲脉冲宽度18mm。试试验记录落锤锤冲击时板的的沉降。在假假定冲击力恒恒定和泊松比比μ为0.21的情况下下，由弹性半半空间体上圆圆形局部荷载载的公式计算算模量：2.试验场地地及环境条件件1）测试面宜宜水平，其倾倾斜角度不大大于5°。2）测试面必必须平整无坑坑洞。对于粗粗粒土或混合合料造成的表表面凹凸不平平，可用少量量细中砂补平平。3）试验时测测试点必须远远离震源。Evd测试仪仪的校验与标标定4试验操作步步骤测试前的准备备工作：1)测试面应应整平。应使使荷载板与地地面良好接触触。必要时可可用少量的细细中砂来补平平。2)导向杆应应保持垂直。。3)检查仪器器标明的落距距。测试步骤：1)荷载板放放置