铁路路基病害类型及防治探讨

一
积 水 坑 和 道 碴坑 。 若 是 在 多 雨 季节 ， 基 床填 土 的含 水 量 处 于饱 和
态后使得动强度 明显下降 ， 这就会让道床的工作性能得到破坏并 使得线路产生严重的不平顺 ， 极大地威胁到了行车的安全 。
二 病 害 类 型
铁路路基 质量病 害有多种分类 方法 ： 若按路 基面形状进 行 分类， 可将其分 为路 堤病害和路堑病害 ； 若按病 害发 生的部位进 行分类 ， 可将 其分为基 床病害 、 路基本体 病害和地 基病害 ； 若按 病害 的表 现形式分 类 ， 可将其分为路基 下沉 、 翻浆 冒泥 、 外 挤和 边坡危 害。路基下 沉是最常见 的一种路基病 害 ， 这种病 害一般 是 由于机 床土长期被水 浸泡 ， 发生 软化而引起 。路基下沉在 路 堤、 路堑 和过 渡地段都 有可能发生 ， 路基下沉病 害发生 的同时一 般 不伴随着 翻泥 冒浆 的发生 。相较 于旱季 ， 在雨 季时其下沉 速 度相对较 快 ， 伴随着这种 下沉 ， 将会使道碴囊 变得越来 越深 ， 若 软卧层较 薄且道碴囊 较浅 ， 路基下沉 就有可 能进 一步演变 为挤 出。如果路基 填筑 密度 过低并且 强度也达不 到要求 ， 路基在 列 车 动力荷载 和 自重 的作 用下就会发 生较大面 积的竖 向变形 ， 这 种变形产生 的原 因是路基填料及压实没有达到必要 的要求 。翻 浆 冒泥是近年来 我国铁路 线路 最经常发生的铁路路基质量病害 的一种 ， 一般将翻浆 冒泥分 为两种 ： 基床性翻浆 冒泥 和道床性 翻 浆 冒泥 。前者 的成因是基床土质恶化后会在列车荷载的反复作 用下发 生液化变成 泥浆 ， 再 由于频 繁的列车荷 载对泥浆 产生抽 吸力 ， 泥浆在受 到挤压后会 向上翻 冒。形成这一 类病害一 般要 经 历道心积 水 、 冒砂 、 局 部翻浆 冒泥和 区段 翻浆 冒泥几个 阶段 。 后者 又可进一 步分为两种 ： 土质基面翻浆 冒泥和风化 石质基 面 翻浆 冒泥 。道床性 翻浆 冒泥 的主要成 因包括 ： 荷 载的大小 和分 布、 气 温和湿度对机床 的作用程度 、 铁路道碴 的品质 。
铁 路路基质 量病害 防治 最重要 的就是 要勤 于测 量和检测 ， 及 时发现 问题才能及 时解 决问题 ， 要在 问题 还没有变得复 杂和 庞 大之前及 时整治 ， 而不能 等到问题扩大化之后 。根据前 文论 述 的铁路路基 质量病害 的发 生机理和不 同类型 ， 铁路路基质量 病害 防治 的具体手段包 括 ： 防水与排水 、 土质改 良 、 减少列 车动 力 荷 载 和综 合 防治 。 排 水和 防水 的 目的是 防止水浸化路基 和排除路基 积水 ， 保 持 基面排水坡 度 ， 适 用于 由排水 不 良引发 的路基 病害 。排水 和 防水并 不仅仅 指简单 的把水 引出 ， 而是要做 到防排结合 。排水 和 防水 的主要 手段是 通过铺 设不透 水 的土工纤维 来截 留地表 水， 利用盲沟和侧沟疏导地下水 ， 始终保持基床的排水 性能处于 良好状 态 。找 到水 的来源后 ， 要对来 水进行截 水 ， 切 断水 的来 源， 之后要分别针对地面水和地下水进行排水 。对于地面水 ， 可 以利 用单侧或 双侧排水沟进行 排水 ， 也可 以利用取 土坑来进行 排水 。天沟 、 侧沟及各类防排水沟设施 ， 都必须满足将积水 引导 至路基 以外 的基本要求 。对于地下水 ， 要分两种情况进行 处理 ： 若 地下水只是 浅埋或无 固定 含水 层 ， 可 以利用 明沟 、 排水槽 、 支 撑渗沟 等排水设施 ； 若地下水深埋或有 固定含水层 ， 就要利用渗 水隧洞 、 渗井或斜仰式钻孑 Ｌ 等排水设施进行排水 。 土质改 良就是改善 基床填土 ， 通过 改 良基床 的填料 和结构 来提高路 基设计标 准 ， 特别 是基床填料 的标准 。在铁路路 基建 设初期 ， 就要对基床 填料进行 严格 地筛选 ， 若缺乏合适的基床填 料， 就 应该采 取铺 设土工 合成材 料 的措 施来对 土质进 行改 良。 若 已经 铺设好 的线 路在使用 中出现了病害路段 ， 必须 采用彻底 的方案来 对病害进行 治理才能不 留后患 。具体 的措施有 ： 水泥 桩加固 、 铺设土工合成材料和土质换填等 。 减 少列 车动力荷载就 是减轻列车荷 载对基床 的作 用效果 ， 般要改变 道床和轨道结 构 。具体 的措施 包括 ： 加长轨枕 长度 并缩少 间距 ； 换重型钢轨 ； 加厚道 床并铺设垫层 ； 改造 机车车辆 轴距 。在合理 的范围内 ， 若 轨枕长度 增加 ８ ％， 则可 以降低 基床 动应力 ６ ％； 若轨 枕长度增加 １ ６ ％， 则可降低 １ １ ％。若 ６ ０型钢轨 替换５ ０ 型钢轨 ， 则 可降低基床动应力 １ ２ ％。这些措施若综合使 用， 改善效果可能 增加一倍 。铁 路路基质量病 害是 由多种 因素 引发的 ， 若 要彻底根 治 ， 就 必须将上述 防治方法综合运用 ， 如此 方能让 铁路运输安全得到充分的保障。
一
发 生 机理
三
防 治 方 法
铁 路路基 质量病害 的发生与否 与以下 五个因素有 关 ： 铁 路 路基 材料 、 地下 水与地表水 的分布 、 列车 动力 荷载 、 基床土质 的 动力 强度 特性 、 气 温的变化 ， 这五项 因素之 间的相互联 系与综 合 作用就形 成了铁路路基质量病害发生 的主要原 因。由于各种 因 素之间这种错综复杂 的关系 病理 。特别 是在铁路线 路 长期运 营的情况下 ， 由于 自然环境对 路基 的长期 侵蚀 和维 修 保养 的不 及时 ， 使得病 害类 型 、 病害分布和病害发育具有 明显 的 非线性 和随机 性。我们可以将病害发生的机理概括为 内因和外 因两个方 面 ： 内因是指可能导致病 害发生 的地 质条件 ； 外 因是指 可能 导致病 害发生 的气候变化和列车动力荷载。 无论 选择任何 一条 实际线路来进行 分析 ， 该线 路的地质 条 件都是 客观存 在的 ， 其特质受外 界因素的影响较小且变化缓慢 ， 具有足够 的稳定度 。所 以铁路路基质量病害 的发生在很大程度 上取决 于前文所 提 的外 因 ， 特别 是病害发 生的频繁度 和严重度 与气候和动力荷载 的长期重 复影 响息息相关。对记录下来 的历 史数据进 行分析可 以发现 ， 在外 因的作用 下 ， 路基 的塑性 变形 过 大是路基渐进性 破坏的主要特征 。如果让塑性变形 的累加超过 定 的范 围 ， 路基填土就会发生 塑性 流动 ， 进而导致路基病害 的 发生。这一类病 害的发生与基床土质的饱和密度有直接的联系 ， 土的动强度将 随着饱 和度 的不 断降低 得到明显的加强 。当轨道 的路基 土的塑性变形的累加超过一定程度 ， 就会在枕木下方形成
不 同类型 的病 害有深刻认识 的基础上进行 综合 处理的繁杂 问题。本文分析 了铁路路基质量病 害的发 生机理和铁路路基质量病 害的 类型特征 ， 给 出了不 同类型的病 害的危害及 防治对 策。
关键 词 ： 路基工程 ； 地质条件 ； 动 力荷 载 ； 防 治 方 法
中图分类号 ： Ｕ ２ １ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ ｌ ６ ８ （ ２ ０ ｌ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ７ ， ７ 一 叭
工程 与材 料 科 学
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ０ ｆ Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ
２ ０ １ ３ Ｎ Ｏ ． ０ ５
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铁路路基病害类型及防治探讨
苏 振 军
（ 西安铁路局
西安工务段 ， 陕西
西安
７ １ Ｏ ｏ ｏ ５ ）
摘
要： 铁路路 基质量病 害多种 多样 ， 引发铁路 路基质量病 害的发 生的因素复 杂多变， 因此 ， 铁路路基质 量病 害的防治是 需要对