铁路路基结构构造 路基结构构造（铁路路基施工）

任务二路基设计概要1路基概述

铁路路基是为满足轨道铺设和运营条件而修建的土工构筑物。路基是轨道或路面的基础，它承受着轨道及机车车辆或路面及交通荷载的静荷载和动荷载，并将荷载向地基深处传递扩散。1）路基工程的组成铁路路基是承受轨道和列车荷载的基础，和桥梁、隧道共同组成一个线路整体。路基由路基本体、路基防护和加固建筑、路基排水设备三部分组成。（1）路基本体路基本体是直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分，例如：路堤。路堑等。它是路基工程中的主体建筑物。是在天然的地层里挖成的堑槽或在地面上用土石堆成的路梗。（2）路基防护和加固建筑物路基边坡度冲刷防护①防护设施路基边坡坡面防护→增强路基边坡的抗风化能力。例如：植被防护、砌石防护等。路基边坡冲刷防护→用于滨河、河滩、水库地段防护。例如：植被防护、抛石防护等。挡土墙②加固工程通过修建加固结构物或其它措施，使路基获得稳定。例如：挡土墙、扶壁、挡棚等。山体挡棚排水沟地面排水设施→汇集地表雨水，引到路基以外。例如：排水沟（见图）、截水沟等。地下排水设施→截断、疏导地下水，排出路基。（3）路基排水设备2）铁路路基的特点(1)路基主要由松散的土（石）材料所构成路基或者以土(石)为建筑材料(例如路堤)；或者直接建造在地层上(路堑、支挡建筑物等)。(2)路基完全暴露在大自然当中路基处在各种复杂的、变化的自然条件当中，例如：地质、水、降雨、地震等条件，因而它受这些自然条件的侵袭而破坏。又由于路基材料是土(石)松散体，所以路基本身的强度和稳定性也是常常变化的路基上的轨道结构和附属建筑物产生静荷载，列车运行产生动荷载，动荷载是造成基床病害的主要原因之一。研究土体在动力作用下的变形、稳定问题，如土的动强度和液化，动孔隙水压力增长及消散模式，土的震陷等。(3)路基同时受轨道静荷载和列车动荷载的作用路基本体是路基的主要组成部分。是在天然的地层里挖成的堑槽或在地面上用土石堆成的路梗。1.路基的组成2路基构造路肩:路基面上未被道床覆盖的部分.基床基床：路基面以下受列车动荷载作用和受水文、气候变化影响的深度范围边坡：路基横断面两侧的边线路基基底：路堤填土的天然地面以下受填土自重及轨道、列车荷载作用的部分称为路堤基底。路堑边坡土体内和堑底路基面以下的地基内因开挖而产生应力变化的部分称为路堑基底

路基面:直接在其上铺设轨道的面2.高速铁路路基特点高速铁路的出现对传统铁路的设计施工和养护提出了新的挑战，在许多方面深化和改变了传统的设计观念。填筑材料压实标准变形控制检测要求与普通铁路路基相比，高速铁路路基主要表现为以下三个特点：(1)高速铁路路基的多层结构系统高速铁路路基结构，已经突破了传统的轨道、道床、土路基这种结构形式，既有有碴轨道，也有无碴轨道。对于有碴轨道，在道床和土路基之间，已抛弃了将道碴层直接放在土路基上的结构形式，作成了多层结构系统。(2)控制变形是路基设计的关键就路基而言，过去多注重于强度设计，并以强度作为轨下系统设计的主要控制条件。而现在强度已不成为问题，一般在达到强度破坏前，可能已经出现了过大的有害变形。控制变形是高速铁路路基设计的关键，采用各种不同路基结构形式的首要目的是为了给高速线路提供一个高平顺、均匀和稳定的轨下基础。由散体材料组成的路基是整个线路结构中最薄弱、最不稳定的环节，是轨道变形的主要来源。日本东海道新干线的设计时速为220km，由于其在设计中仅仅采用了轨道的加强措施，而忽略了路基的强化，以至于从1965年起，因为路基的严重下沉，线路变形严重超标，不得不对线路以年均30km以上的速度大举整修，列车运行平均速度降到100－110km/h。(3)在列车、线路这一整体系统中，路基是重要的组成部分变形问题相当复杂，是一个世界性的难题。日本及欧洲等国虽然实现了高速，他们都是通过采用高标准的昂贵的强化线路结构和高质量的养护维修技术来弥补这方面的不足。对于高速铁路，轮轨系统应该是车轮、钢轨、道床、路基各个部分相互作用的整体。因此，在高速铁路技术研究中，无论机车车辆、轨道结构或路基隧道等专业，都应该把自己的问题放在整个系统中去考察。4.路基横断面路基横断面：垂直于线路中心线截取的断面。1）路基横断面的六种基本形式1、路堤在原地面上，用土、石填筑而成的路基，高于原地面。路堤断面简图2、路堑

路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成的路基路堑断面简图

3、不填不挖路基

路基设计标高与地面标高相同，路基断面不用填方也不用挖方，轨道直接铺设在经过处理的天然地面上。不填不挖路基断面简图

不填不挖路基实物图4、半路堤

在山岳地区，通过部分填筑而形成的路基。半路堤断面简图5、半路堑在山岳地区，通过部分挖掘而形成的路基。半路堑断面简图

半路堑实物图6、半路堤半路堑经过填、挖两部分构成的路基。即内侧为挖方，外侧为填方的路基。半路堤半路堑断面简图

半路堤半路堑实物图2）路基面形状及宽度

概念：路基面即路基顶面，由直接在其上面铺设轨道的部分及路肩组成。

宽度：路基顶面的宽度是指从路基一侧的路肩边缘到另一侧路肩边缘之间的距离。《线规》规定：路堤的路肩宽度不应小于0.8m，路堑的路肩宽度不应小于0.6。

有路拱路基断面无路拱路基断面形式：有路拱、无路拱两种形式。6.2.1无砟轨道支承层(或底座)底部范围内路基面可水平设置,支承层(或底座)外侧路基面两侧设置不小于4%的横向排水坡。有砟轨道路基面形状应为三角形,由路基面中心向两侧设置不小于4%的横向排水坡。曲线加宽时,路基面仍应保持三角形。钢轨及扣件混凝土轨道板6.45×2.55×0.2m板间连接件水泥乳化沥青砂浆调整层，30mm水硬性支承层6.2.1无砟轨道支承层(或底座)底部范围内路基面可水平设置,支承层(或底座)外侧路基面两侧设置不小于4%的横向排水坡。有砟轨道路基面形状应为三角形,由路基面中心向两侧设置不小于4%的横向排水坡。曲线加宽时,路基面仍应保持三角形。6.2.1无砟轨道支承层(或底座)底部范围内路基面可水平设置,支承层(或底座)外侧路基面两侧设置不小于4%的横向排水坡。有砟轨道路基面形状应为三角形,由路基面中心向两侧设置不小于4%的横向排水坡。曲线加宽时,路基面仍应保持三角形。6.2.3直线地段标准路基面宽度普速铁路曲线加宽

加宽值：根据超高计算而确定，加宽值在缓和曲线范围内线性递减。曲线地段外轨设置超高，靠加厚外轨一侧枕下厚度实现。道砟加厚，道床坡脚外移，因而在曲线外侧的路基宽度亦应随超高的不同而相应加宽才能保证路肩所需的宽度标准。6.2.4路基面在无砟轨道正线曲线地段一般不加宽,当轨道结构和接触网支柱等设施的设置有特殊要求时,根据具体情况分析确定;有砟轨道正线曲线地段加宽值应在曲线外侧按表6.2.4的规定加宽。曲线加宽值应在缓和曲线内渐变。3）路肩宽度路肩：路基顶面两侧无道床覆盖的部分。路肩的作用：1）抵抗路基核心部分在受压力时向外发生挤动、变形，加强路基的稳定性；2）防止道渣滚落于路基坡面，保持道床完整；3）便于设置必要的线路、信号标志；4）供铁路现场作业人员行走，便于进行工作。普通铁路：Ⅰ级铁路：路堤≥0.8m，路堑≥0.6m，困难情况路堤≥0.6m，路堑≥0.4mⅡ级铁路：路堤≥0.6m，路堑≥0.4mⅢ级铁路：≥0.4m高铁经综合分析，我国有砟轨道高速铁路路肩宽度取值为：路基两侧均为≥1.4m（双线）和≥1.5m（单线）。边坡影响因素：填料的物理力学性质边坡高度基底的工程地质条件。4.普速铁路路基边坡设计内容：边坡形状、边坡坡度路堤边坡路堤边坡土质路堑边坡土质路堑边坡岩质路堑边坡岩质路堑边坡6.4.9路堤边坡坡率可根据路基填料、路堤高度、地震力、基底地质条件、水文气候条件等因素综合分析确定。由于高速铁路路堤一般均采用较好的填料，因此世界各国的边坡坡度基本上都相当接近。路堤边坡基本上均在1：1.5~1:2.0之间。5.高速铁路路基边坡6.5.6路堑边坡形式和坡率应根据地层的工程地质、水文地质、气象条件、防排水措施及施工方法等因素通过力学分析综合确定。5）取土坑和弃土堆路基的取土和弃土，除应保证不影响路基安全及经济合理外，还应考虑路基排水及农田灌溉问题。取土坑弃土堆6）路基标准设计横断面(1)护道路堤坡脚与排水沟或取土坑边缘之间的天然地面。作用是保护路堤坡脚不受排水沟和取土坑中水流的冲刷和浸润，其宽度一般不小于2m，并有2%~4%的向外排水坡。

(2)取土坑或排水沟对于路堤来说，地面排水设备是排水沟或取土坑。路基排水沟的断面除需按流量计算加大外，一般可采用底宽0.4m，深度0.6m的梯形断面。干旱少雨地区深度可减至0.4m。路堤标准横断面(1)路堑平台当路堑边坡