高速铁路路基

• 列车产生的动应力沿深度逐渐衰减可
以通过实测和理论计算获得，图中的
曲线即表示由理论计算得到的衰减曲 线。三条直线分别为自重应力，1/5自 重应力、1/10自重应力沿深度变化线。 由图可见，1/5自重应力线与动应力衰 减曲线相交的深度在3.2m，基床厚度 采用3.0m。
列车动应力与路基自重应力 沿深度分布
zlaqw/
• 当高速铁路的路基设计速度在350km/h，最大轴重为 210kN，碎石道床厚度35cm，轨枕长2.6m时，求得的 设计动应力值为：
• σdl=0.26×210×(1+0.003×300)＝104kPa≈100kPa • 在路基面上的分布面积为300×280cm，如图所示。
zlaqw/
高速铁路路基
客运专线的有关研究及成果
• 《时速200公里新建铁路线桥隧站设计暂行规定》 • 《秦沈客运专线铁路路基施工技术细则》 • 《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》 • 《京沪高速铁路设计暂行规定》
zlaqw/
3．高速铁路路基特点
• （1）控制路基变形
• （2）控制路基刚度的均匀性变化
σdl＝0.26×P×(1+αV) (kPa) • 式中：高速铁路无缝线路α=0.003
•
准高速铁路无缝线路α=0.004
• P为机车车辆的静轴重按ZK荷载；(1+αV)为冲击系数； 高速铁路最大的冲击系数为1.9，即速度在300km／h以 内时，按上式计算，超过300km／h时，按300km／h计。
zlaqw/
• 2 基床表层厚度的确定：根据“高速铁路路基设计技术条件研究” 课题中提出床表层厚度确定的两个原则：①变形控制：以在列车荷 载作用下路基顶面变形量不大于3.5mm为控制条件；②强度控制：以 作用在基床表层下填土上的动应力不大于填土允许应力为控制条件。
• 对于由基床表层和基床底层所组成的双层弹性地基，基床表层变形 模量E1=210 MPa，基床底层变形模量E2=34 MPa时，基床表层厚度 70cm，能够满足ω0＜3.5mm的控制条件。
• （3）控制路基在列车运行及自然条件下
•
的稳定性
zlaqw/
二、高速铁路路基设计暂规的主要内容
• 1. 路基一般规定 • 2. 基床 • 3. 路堤 • 4. 路堑 • 5. 路基排水 • 6. 路基坡面防护 • 7. 路基支挡 • 8. 其它
zlaqw/
1. 路基一般规定
• 主要提出了高速铁路路基的设计原则。对路堤段和路 堑段的路基结构断面做出了具体规定。规定路肩宽度 为1.4 m。规定了路基面上动应力设计值为100kPa。
zlaqw/
• 4.1.10 路肩宽度主要考虑以下几个因素： • 1 路基稳定的需要。路肩较宽时，即使边坡发生坍滑，
也不影响路堤的承载部分，从而可使因边坡坍滑而影 响列车正常运行的事故大幅度减少。 • 2 满足养护维修的需要：维修作业需要有一定的宽度。 • 3 确保人员安全避让距离的要求 。 • 4 路肩部分需设置接触网支柱、电缆槽、通信、信号 设备等，也需要有一定的宽度。 • 4.1.13 路基标准横断面 • 双线路堤、双线硬质岩路堑、双线软质岩路堑、单线 路堤、单线硬质岩路堑、单线软质岩路堑。
zlaqw/
0.5
1.4 1.2
1.3
13.8
5.0
0.5 1.3 1.2 1.4
1：m
3.1
1:1.75
3.1
1:1.75
1:m
0.6
1:1
1： m
1:1
1:m
1.4 1.2 0.5 1.3
1～2m
0.4

1:1.75
13.8
5.0
1.3 0.5 1.2 1.4
3.1
1:1.75
1～2m
0.4
2. 基床
• 对路基基床结构形式和尺寸做了具体规定，路基基床 由表层和底层组成。表层厚度应为0.7m，底层厚度应 为2.3m，总厚度为3.0m。
• 对路基基床填筑材料和压实标准提出了具体要求。基 床表层应采用级配碎石或级配砂砾石等材料，地基系 数K30≥190MPa/m，动态变形模量Evd≥55MPa，孔隙率n ＜18%。基床底层应采用A、B组填料或改良土，其压 实标准应符合表4.2.3的规定。
zlaqw/
2020年5月15日
zlaqw/
• 4.2.1 基床厚度
• 1 基床厚度确定。土动强度实验研究表明，当动静应力 比在0.2以下时，百万次动荷载作用下，土样的塑性累积 变形在0.2％以下，而且很快能达到稳定。因此把动静应 力比0.2作为确定动应力有效作用范围的依据，并依此确 定基床厚度。
zlaqw/
1： m
m 1：
13.8
1.4 1.2 0.5 1.3
5.0
1.3 0.5 1.2 1.4
3.1
1:1.75
3.1
1:1.75
防护栅栏
注 ： 当 采 用 级 配 砂 砾 石 时 ， 表 层 换 填 0.70m厚 级 配 砂 砾 石 。 当 采 用 级 配 碎 石 时 ， 表 层 换 填 0.55m厚 级 配 碎 石 ， 其 下 填 0.15m中 粗 砂 。
1.5 1.1 0.5
8.8
2.6
0.5 1.1 1.5
3.1
1:1.75
1:1.75
m 1：
1:m
2020年5月15日
防护栅栏
zlaqw/
• 4.1.15 高速铁路路基面上的动应力
• 路基面动应力幅值是与列车速度、轴重、机车车辆动态 特性、轨道结构、轨道不平顺、距轨底深度及路基状态 有关的。暂规中路基设计动应力幅值为：
• 提出了对沉降控制较困难的软土和松软土地段路基， 应做好施工组织设计，提前安排施工，保证必要的预 压期。如日本对良好地基的有碴轨道路堤填筑后一般 放置1个月以上，地基不良地段路堤放置6个月以上； 黏土地基上的路堤板式轨道放置6个月以上，其他地基 放置3个月以上；同时，进行必要的沉降观测，并测算 沉降稳定时间。法国和德国强调要详细地质地基勘察， 一般安排路堤施工工期比较长，以保证予压时间，达 到稳定时间和沉降要求。
“高速铁路路基设计技术条件研究”报 告，得到基床下部填土允许动强度与 基床表层厚度的关系如图所示。当压 实度K=1.0时，基床表层厚度约0.6m左 右；若压实度K=0.95，则需基床表层 厚0.8m左右。综合变形控制与强度控 制这两方面计算结果，故取基床表层 厚为0.7m。