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2Your Subtitle Goes Here路基基床最新内容提要•路基的荷载荷载：静荷载—换算土柱法，动荷载；•路基基基床床结结构构：基床的作用及对基床的要求，基床结构和材料；•基床病害及整治病害及整治：基床病害，基床病害整治 第第2章章 路基基床路基基床 路基基床最新第一节第一节 路基的荷载路基的荷载•路基的荷载是指作用在路基面上的应力•路基荷载的组成 静荷载：线路上部结构的重量作用在路基面上的应力； 动荷载：列车行驶时轮载力通过上部结构传递到路基面上的动应力路基基床最新路基设计中考虑荷载影响时的基本方法•普通铁路路基设计普通铁路路基设计：计算中常把静荷载和动荷载一并简化作为静荷载处理，即通常的换算土柱法•高速铁路路基设计高速铁路路基设计：不能简单地把动荷载作为静荷载处理，必须进行动态分析，需要计算列车动荷载的作用在路基中所产生的动应力的大小和分布规律 第一节第一节 路基的荷载路基的荷载路基基床最新一、静荷载——换算土柱法1．列车（活）荷载标准•列车（活）荷载按规范规定采用《中华人民共和国铁路标准活载》，简称中─活载•标准活载的计算如图2－1。

该活载通过轨道传播到路基面上，在横断面上的分布宽度自轨枕底两端向下按45扩散角计算，见图2－2 第一节第一节 路基的荷载路基的荷载中中中中- -活载图示活载图示活载图示活载图示 图图图图2-22-2图图图图2-12-1换算土柱图示换算土柱图示换算土柱图示换算土柱图示 路基基床最新路基横断面设计中对活载的处理方法•横断面设计的计算图式为沿线路纵向取一单位厚度，即路堤、路堑或挡土墙等路基建筑物的设计理论是按平面问题考虑按平面问题考虑的•作用在路基面上的活载若按按最最不不利利情情况况计计算算，则只需考虑轴重即可，不需考虑后面车辆部分的分布力•把轴重的集中力简化成纵纵向向均均布布的的线线荷荷载载，并假定每个轴重的分布宽度等于轴距最后得到沿纵向作用在路基面上的列车（活）荷载分布强度q•q＝220/1.5=146.67 ( kN/m) 第一节第一节 路基的荷载路基的荷载路基基床最新2．换算土柱•普通铁路路基设计对路基荷载所作的两个简化假定两个简化假定：（1）把列车（活）荷载作为静荷载处理；（2）把列车（活）荷载和轨道静荷载的总重P，简化为与路基土同质的土柱，均布地作用在路基面上。

该土柱的高度称换算高度，h0=P/·a, 式中a为土柱的宽度，按荷载扩散角45计算； 为路基土的容重，见图8－2第一节第一节 路基的荷载路基的荷载路基基床最新•换算土柱算例如图2－32．换算土柱第一节第一节 路基的荷载路基的荷载换算土柱算例换算土柱算例换算土柱算例换算土柱算例 图图图图2-32-3路基基床最新二、动荷载（一）荷载的分担作用•图2－4为荷载分担作用示意图在轮载力P作用下，钢轨的垂向挠曲变形曲线的影响范围与轮载力大小和钢轨、轨枕、道床、 路基等的刚度有关 刚度大影响范围小， 刚度小则影响范围大 一般约为7根轨枕宽 度，亦即轮载力P由 7根轨枕分担第一节第一节 路基的荷载路基的荷载荷载分担作用及钢轨绕曲变形曲线荷载分担作用及钢轨绕曲变形曲线荷载分担作用及钢轨绕曲变形曲线荷载分担作用及钢轨绕曲变形曲线 图图图图2-42-4路基基床最新二、动荷载（一）荷载的分担作用•分摊到每根轨枕面上的支承力可通过有关计算解出此外,可采用简化假定：由于第4根轨枕（向一侧排序）枕面的支承力已经很小，因此常简化假定由5根轨枕分担，分担到每根枕 面上的支承力，日本假定 分别为0.4P，0.2P及0.1P， 如图2－5所示。

第一节第一节 路基的荷载路基的荷载枕面支承力的分布比例（日本）枕面支承力的分布比例（日本）枕面支承力的分布比例（日本）枕面支承力的分布比例（日本） 图图图图2-52-5路基基床最新二、动荷载（二）路基面上动应力的一般规律 轨枕顶面的支承力通过轨枕和道床向下往路基中传播图2－6表示单根轨枕路纵向即轨枕横断面方向上的传播情况，图中左侧为木枕情况，右侧为钢筋混凝土轨枕情况 轨枕底面与道床之间的接触压力轨枕底面与道床之间的接触压力•对于木枕可视为柔性板，其接触压力大致为均布•混凝土枕因为刚性大，视作刚性板，刚性板底面接触压力的分布比较复杂，其值约在平均值的95％～125％范围第一节第一节 路基的荷载路基的荷载路基基床最新单根轨枕下的单根轨枕下的单根轨枕下的单根轨枕下的压力分布压力分布压力分布压力分布（德国资料）（德国资料）（德国资料）（德国资料） 图图图图2-62-6• 枕底压力在介质中传播的等压线为钟形曲线见图2－6• 木枕和混凝土枕两种情况的等压线的数值在较浅深度范围内（例如在道床范围内）差别较大，若在相同深度处则以混混凝土枕情况为小。

但是当深度达到距枕底60cm左右时，则两种情况差不多第一节第一节 路基的荷载路基的荷载路基基床最新Boussinesq理论•图2－7表示邻枕对压力分布的影响当深度达到轨枕宽度的3倍，即距枕底70cm左右时，沿线路纵向的压力分布就比较均匀了•一般情况下路基面上的应力分布其最大值位于轨枕正下方或钢轨正下方，而两侧最小实际计算时通常假设枕底应力为均布，并从两侧枕端以角向下扩散，扩散角约为30～45，各国取值不同我国取35，日、德、俄等欧洲国家取45，个别美国学者取20第一节第一节 路基的荷载路基的荷载路基基床最新美国实测结果美国实测结果美国实测结果美国实测结果 图图图图2-72-7路基基床最新第二节 路基基床结构一、基床的作用及对基床的要求• 基床基床是指路基顶面以下3.0m范围内的路基体，是列车动荷载的主要影响范围，也是铁路路基最重要的关键部位，并把它定为基床的厚度 基床的作用以及对基床的要求主要有三个方面：基床的作用以及对基床的要求主要有三个方面：1.1.强强度度要要求求：应有足够的强度以抵抗列车荷载产生的动应力而不致破坏；能抵抗道碴压入基床土中从而防止道碴陷槽等病害的形成；在路基填筑阶段能承受重型施工车辆走行而不形成印坑，以免留下隐患。

路基基床最新2.2.刚刚度度要要求求：在列车荷载的重复作用下，塑性累积变形要小，以避免形成过大的不均匀下沉造成轨道的不平顺，增加养护维修的困难在列车高速行驶时，基床的弹性变形应满足高速行车的安全性和舒适性要求同时能保障道床的稳固3.3.优优良良的的排排水水性性：能够防止雨水浸入软化和冻融等危害第二节 路基基床结构基床的作用以及对基床的要求主要有三个方面：基床的作用以及对基床的要求主要有三个方面：路基基床最新第二节 路基基床结构二、基床结构和材料•基床结构基本上可分为两种：• 二层系统• 多层系统或强化基床结构 路基基床最新（一）二层系统•传统的普通线路多为道床与土质基床直接相连的二层系统，称为土基床土基床要求用优质填料填筑表2－1为中、日两国有关土基床土质条件的长期研究和实践的总结在此基础上，我国现行规范规定使用A、B组填料 第二节 路基基床结构路基基床最新中日两国有关土基床土质条件中日两国有关土基床土质条件中日两国有关土基床土质条件中日两国有关土基床土质条件表表表表2-12-1第二节 路基基床结构路基基床最新（二）多层系统或强化基床结构•设计规范对基床的土质及填土密度有明确的要求。

但实际上我国既有线基床病害十分严重，年复一年不断发展其主要原因是既不严格控制土质，又不重视压实质量由于病害的困扰，人们对防治病害进行了长期的研究和实践认识到基床表层的重要性，即在道床和路基之间再设置一层过渡层，称为路基保护层或垫层•实践证明，设置保护层是提高路基的承载力、消除基床病害的根本措施我国重载铁路大秦线的道床有一层底碴，其作用同保护层的作用是相同的第二节 路基基床结构路基基床最新（二）多层系统或强化基床结构•图2－8(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别为德国和法国高速铁路一般路堤基床的断面型式，保护层的厚度为25～30cm•图2－8(f )为日本高速铁路板式轨道的基床结构型式之一他们把基床表层称为路盘或强化路盘，厚30cm，亦即前面所谓的保护层强化路盘的表面为5cm厚的沥青混凝土；其下为级配碎石(或高炉矿碴)，粒度成份如表2－2所列 表表表表2-22-2路基基床最新(a)(a)德国高速铁路德国高速铁路德国高速铁路德国高速铁路有碴轨道路堤有碴轨道路堤有碴轨道路堤有碴轨道路堤 (b)(b)德国高速铁路无碴轨道德国高速铁路无碴轨道德国高速铁路无碴轨道德国高速铁路无碴轨道路堤的断面型式之一路堤的断面型式之一路堤的断面型式之一路堤的断面型式之一 a-UIC60钢轨扣件；b-钢筋混凝土连续板；c-混凝土绝缘层及支持层；d-素混凝土；e-矿碴混凝土 　　f-下伏土层；g-透水材料；h-冷沥青层；i-道碴 图图图图2-82-8图图图图2-82-8路基基床最新(c)(c)法国高速铁路法国高速铁路法国高速铁路法国高速铁路路堤的断面型式路堤的断面型式路堤的断面型式路堤的断面型式 (d)(d)法国高速铁法国高速铁法国高速铁法国高速铁路路堑的断面型式路路堑的断面型式路路堑的断面型式路路堑的断面型式( (基床土质差基床土质差基床土质差基床土质差) ) 图图图图2-82-8图图图图2-82-8路基基床最新(e)(e)法国高速铁路法国高速铁路法国高速铁路法国高速铁路路堑的断面型式路堑的断面型式路堑的断面型式路堑的断面型式( (基床土质好基床土质好基床土质好基床土质好) ) (f)(f)日本高速铁路日本高速铁路日本高速铁路日本高速铁路板式轨道路基的板式轨道路基的板式轨道路基的板式轨道路基的断面型式之一断面型式之一断面型式之一断面型式之一图图图图2-82-8图图图图2-82-8路基基床最新(g)(g)为我国大秦重载铁路路基断面为我国大秦重载铁路路基断面为我国大秦重载铁路路基断面为我国大秦重载铁路路基断面( (单位单位单位单位:m):m) 图图图图2-82-8路基基床最新（二）多层系统或强化基床结构•我国铁道科学研究院建议的高速铁路基床表层厚度0.7～0.8m，采用级配砂砾石填筑，粒度成份如表2－3所列。

第二节 路基基床结构表表表表2-32-3基床表层沙砾石的级配要求（中国）基床表层沙砾石的级配要求（中国）基床表层沙砾石的级配要求（中国）基床表层沙砾石的级配要求（中国）路基基床最新（二）多层系统或强化基床结构•图2－9、图2－10、图2－11为中、日、德高速铁路的典型路堤断面各断面的基床表层、底层及其床以下路堤填土部份的厚度、压实密度、强度要求不全相同，但是它们的设计思想主要都是为了严格控制下沉量，为轨道结构提供一个有足够刚度的基础第二节 路基基床结构路基基床最新高速铁路设计参数简图高速铁路设计参数简图高速铁路设计参数简图高速铁路设计参数简图( (中国中国中国中国) )　图中表层单位指变形模量　图中表层单位指变形模量　图中表层单位指变形模量　图中表层单位指变形模量E E 　　　　　　　　　　　　图图图图2-92-9图图图图2-112-11高速铁路设计参数简图高速铁路设计参数简图高速铁路设计参数简图高速铁路设计参数简图( (德国德国德国德国) )　图中表层单位指变形模量　图中表层单位指变形模量　图中表层单位指变形模量　图中表层单位指变形模量E E 图图图图2-102-10高速铁路设计参数简图高速铁路设计参数简图高速铁路设计参数简图高速铁路设计参数简图( (日本日本日本日本) )　图中表层单位指变形模量　图中表层单位指变形模量　图中表层单位指变形模量　图中表层单位指变形模量E E 路基基床最新第三节 基床病害及整治• 我国铁路既有线多年来整治基床病害积累了丰富的经验。

大量的调查和研究表明，基床病害的发基床病害的发生是三个主要因素生是三个主要因素：基床土质不良基床土质不良、、水的浸入水的浸入和和列车动荷载列车动荷载同时作用的结果• 基床病害基床病害可分为翻浆冒泥、下沉、挤出和冻害翻浆冒泥、下沉、挤出和冻害四 大类，其症状及成因症状及成因如下： •翻翻浆浆冒冒泥泥发生于基床土质不符合要求的部位，例如粘粒含量过高的填土和泥质软岩的路堑，其表层遇水软化成泥浆，因列车的振动而挤入道碴空隙，使道床脏污，减小弹性一、基床病害路基基床最新第三节 基床病害及整治一、基床病害翻浆冒泥翻浆冒泥翻浆冒泥翻浆冒泥路基基床最新•下下沉沉主要因基床填筑密度不够和强度不足所致列车振动将道碴压入基床内，形成道碴囊或道碴袋，如图2－12所示，引起线路下沉这种现象继续发展可能导致路堤坍滑，如图2－13所示•挤出挤出主要因基床强度不足而产生剪切破坏或塑性流动常见的现象有路肩隆起，侧沟被挤等，如图2－14、图2－15a、b所示•冻害冻害发生于寒冷地区如路基土为透水性较差的细粒土，当含水量较高或路基面积水，在冻结过程中，土中水重新分布和聚集形成冰块，引起不均匀的冻胀现象冰块融化又引起不均匀下沉。

在地下水较高地段，地下水通过毛细管作用而不断向上转移补给，使冻胀量增大，持续时间延长 第三节 基床病害及整治路基基床最新下沉外挤下沉外挤下沉外挤下沉外挤 路基基床最新图图图图2-122-12(a)(a)道碴袋，道碴囊道碴袋，道碴囊道碴袋，道碴囊道碴袋，道碴囊 图图图图2-122-12(b)(b)道碴袋，道碴囊道碴袋，道碴囊道碴袋，道碴囊道碴袋，道碴囊 路基基床最新图图图图2-132-13路基坍塌路基坍塌路基坍塌路基坍塌 图图图图2-142-14路基隆起路基隆起路基隆起路基隆起 路基基床最新第三节 基床病害及整治图图图图2-152-15侧沟被挤侧沟被挤侧沟被挤侧沟被挤路基基床最新二、基床病害整治•病害整治必须根据产生病害的原因、形成条件及类型，因地制宜地采取有效措施：1.砂垫层用以处理土质基床翻浆其作用是将道碴与基床土隔离和排水2. 封闭层在基床面上铺一层不透水的掺料土或其它材料将其封闭，防止地面水渗入引起基床表层土软化此法宜用于整治和防止泥质软岩路堑的翻浆冒泥如用于路堤段则被封闭的基床土必须有足够的强度，以免封闭层出现断裂，一般以用柔性封闭层为宜图2－16聚乙稀软板封闭层即为一例。

第三节 基床病害及整治路基基床最新二、基床病害整治第三节 基床病害及整治图图图图2-162-16聚乙烯软板封闭层聚乙烯软板封闭层聚乙烯软板封闭层聚乙烯软板封闭层路基基床最新二、基床病害整治•病害整治必须根据产生病害的原因、形成条件及类型，因地制宜地采取有效措施：3.基床改良基床改良由于基床土承载能力不足而出现下沉挤出现象时，应根据具体情况采用灌浆、微型桩、置换等改良基床的措施如图2－17、18、19 第三节 基床病害及整治路基基床最新图图图图2-172-17微型柱加固基床微型柱加固基床微型柱加固基床微型柱加固基床图图图图2-182-18换填诊治基床病害换填诊治基床病害换填诊治基床病害换填诊治基床病害图图图图2-192-19挖除道碴槽回填卵石挖除道碴槽回填卵石挖除道碴槽回填卵石挖除道碴槽回填卵石路基基床最新二、基床病害整治4.应应用用土土工工合合成成材材料料土工合成材料的类型较多，其功能差异较大，可用于隔离道碴和基床土，并具有透水和排水作用，亦可用于提高地基土的承载能力最近采用一种新结构即土工格室，如图2－20所示，铺设于道床底部与基床表层之间，能显著加强道床的稳固性，提高基床的承载能力，改善基床的动应力分布，减少线路的累积下沉，是一种具有发展前景的有效措施。

5.为为减减小小冻冻害害发发生生，，可可在在基基床床表表层层采采用用隔隔温温材材料料，如炉碴、泡沫砖等填筑，保温层的厚度取决于当地冻结深度和材料的导热系数第三节 基床病害及整治路基基床最新6.加强地面排水、降低地下水位或毛细水加强地面排水、降低地下水位或毛细水这些方法对处理道碴囊和减小深层冻害都有明显效果排水结构如横向盲沟、纵盲沟、纵向渗沟或隔断层的布置，应根据具体情况设计，如图2－21所示 第三节 基床病害及整治图图图图2-212-21横向盲沟横向盲沟横向盲沟横向盲沟图图图图2-202-20土工格室结构土工格室结构土工格室结构土工格室结构路基基床最新本章学习要点•熟悉路基荷载的含义、组成、标准，静荷载的计算方法——换算土柱法及基床结构•了解动荷载的分担作用、路基面上动应力传播和分布的一般规律及基床材料•重点掌握基床的作用及对基床的要求、基床病害发生的因素、基床病害的类型、成因及主要整治措施路基基床最新。