1、客运专线铁路路基 及无碴轨道技术,中南大学铁道学院,一、路基工程,1. 要 求,客运专线铁路要求高速、安全、舒适 线路要求：轨道几何尺寸高平顺性、保持稳定； 路基要求：强度高、刚度大、沿线路方向弹性均匀、长久保持稳定。,2.1 路基填筑标准高并具有强化的基床结构基床表层的功能、要求和材料 功能：直接支承轨道并分布其轨道荷载； 要求：强度高、刚度大； 材料：级配碎石（强度较高、水稳定性较好、渗透性较低），要求专业化、工厂化生产，实施严格的质量控制。,2. 技术特点,2.2 严格控制路基沉降变形 路基沉降变形包括： 列车行驶引起的弹性变形 列车荷载引起的变形积累 路基本体填土及地基的压缩下沉, 变
2、形量： 弹性变形可在3.54.0mm（要求基床表层刚度200Mpa） 塑性变形12mm（要求表层K30190Mpa/m，底层K30110Mpa/m） 填土本体下沉量为：填筑高度的0.20.4%，可在一年左右完成（要求满足路基压实要求） 地基下沉（控制路基沉降重点，松软地基上层尤为重点）。秦沈要求在松软地基段：工后沉降不大于15cm，台尾过渡段不大于8cm，沉降速率第一年不大于4cm/年，填筑期间不大于10mm/天。,2.3 工后沉降控制的动态设计在松软地基地段，实行工后沉降控制的动态设计是控制工后沉降的重要手段。 方法：在路基中心，路肩及坡脚处设置沉降位移观测装置，绘制填土-时间-沉降曲线 目
3、标：控制填土速率。根据沉降发展趋势和工期，采取相应措施（调整预压高度，调整预压土卸荷时间，提高基床顶面抬高值），为铺轨前的路基评估及铺轨时间的确定提供依据，并确保工后沉降满足设计要求。,2.4 轨下基础刚度变化过渡段路基路-桥（涵）是铁路路基的薄弱环节 特点： 沉降差（路基-桥台） 刚度差（路基-桥梁） 措施： 级配碎石填筑路基 加筋土路基 桥头搭板,2.5 铺架前路基评估目的：使运架梁设置通过路基段，铺轨后，表层质量和工后沉降满足设计要求。,二、国外路基,1. 日本新干线,1. 路基占有比例小（地质不良地段多） 2. 路基主要采用强化基床，有两种基床表层： 砂、砾石基床表层（由沥青混凝土和级
4、配砂砾石经压实构成） 矿碴基床表层（由沥青混凝土和水硬性级配筛选高炉矿渣经压实构成） 3. 基床厚度为3m上部：表层 强化基床表层：当K30107.8N/cm3时，沥青混凝土厚度为5cm，级配砂砾石或高炉矿渣为30cm；当68.7K30107.8N/cm3时，上述厚度分别为5cm、65cm, 天然地基路堑：当K30107.8N/cm3时，上述厚度分别为5cm、30cm，并在其下有排水层（砂浆）15cm；当68.7K30107.8N/cm3时，上述厚度分别为5cm、65cm、15cm。 3. 软土地段优先采用高架桥方案 4. 软土地基主要处理工法：砂井工法，预压施工、排水板工法、挤密砂桩、振动工
5、法、石灰桩法、深层搅拌法（机械或喷射搅拌方式）、桩网工法,2. 法国TGV高速线路基,最高速度230350km/h，路堤肩宽1.7m，边坡1:1.51:201. 路基结构：表层厚1520cm，级配碎石；底碴厚35cm2. 工后沉降：要求为零，最大可允许5cm，铺轨前一年路基工程完成，故工后沉降很小3. 软土处理：塑料排水板，砂井，砂桩排水固结，间距1.5m。,3. 德国高速线路基,1. 轨道构造：顶部有一防冻层（FSS），其中有路基保护层30cm（属于轨道）。防冻层下变形模量60MN/m2 防冻层顶变形模量80MN/m2保护层顶变形模量120MN/m2（颗粒不均匀性U=d60/d1015，其中
6、d60表示过筛重量百分率为60%的颗粒粒径； d10表示过筛重量百分率为10%的颗粒粒径）,2. 防冻层由级配土组成，其标准为： U15，粒径小于0.02mm的细粒重不大于3%，粒径0.12mm的颗粒重不小于7%，粒径2mm的颗粒重不小于40%，粒径10mm的颗粒重不小于15% U5，粒径小于0.02mm的颗粒重不大于10%，该砂砾土材料石抗冻的。 3. 防冻层的渗水性能：要求其渗水系数K不大于1×106m/s（使地表水少进入防冻层） 4. 道碴层、路基保护层、防冻层和路基基床顶层之间，为防止颗粒相互渗透和穿入，各层的颗粒及颗粒组成之间应满足一定的隔离和过滤准则。,对于液限WL0.2，路基保护层和防冻层之间，要求：D15粗4 d85细，其中， D15为粗材料过筛重量百分率为15%de 粒径， d85为路基范围防冻层材料过筛重量百分比为85%时的粒径。对于液限WL在0.20.46之间，基床顶部防冻层隔离准则，要求规定控制路基保护层的过筛重量百分率为17%的粒径满足规定的范围对于液限WL在0.46的基床顶部防冻层材料满足一定范围。路堤保护层（PSS）厚度为2030cm，防冻层厚按基床面弹性模量由图表确定。,
