03一般路基设计(2)

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路基面上的静荷载：
铁路路基设计规范将列车和轨道荷载全部作为 静荷载计算，换算成具有一定高度与分布宽度 的土柱，计算时将路基面上的轨道静载和列车 竖向活载一起换算成与路基土体重度相同的矩 形土体。
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PQ h0 r b0
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二、路基横断面各组成部分的设计原则 （一）路肩高程
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Kh：重型击实试验的压实系数；干密度/最大干密度 Dr：相对密度; (最大孔隙比-孔隙比)/(最大孔隙比-最小孔隙比) K30：地基系数(MPa/cm);载荷板下沉0.125cm时荷载强 度
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K30
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(四)路基基床

2．路堑基床 基床表层土，在年平均降水量大于 500mm的地区，当为易风化的泥质岩石 和塑性指数大于12、液限大于32％的黏 性土时，应采取换填或土质改良等措施。 基床表层土的压实度不应小于表2—6的 规定值，否则应采取压实措施。 基床底层为软弱土层时，其静力触探比 贯人阻力PS值不得小于1 Mpa.
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（二）路基面形状 路基面可设成水平的条件：
岩质路基或用渗水材料(如碎石、卵石、砾石、 粗砂或中砂)修筑的路基，因填料具有良好的渗 水性能，降雨时短暂的湿润对强度影响不大， 故路基面不需设成路拱而作成水平状即可。
路基面的形状： 视路基材料是否为渗水材料而分为有路拱 和无路拱两种。路拱的形状为三角形。曲 线加宽时，仅将路拱外侧坡度放缓。
路基面宽度

2．区间曲线地段路基面加宽 区间单线： 外轨超高h3，道碴加宽△ 碴肩抬高h2，道碴边坡坡脚外移。 根据几何关系可推出公式。
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区间单线曲线路基面加宽值
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路基面宽度

2．区间曲线地段路基面加宽 双线和多线曲线地段 除按表2—2规定的数值加宽外，还应根 据双线线间距、外轨超高度、道床宽度 及其坡度、路拱形状等计算确定，确保 规定的安全行车空间所需的线间距加宽 值。
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路
拱
1）路拱的作用与形状
水的危害是造成路基病害的重要原因，保 证良好的排水条件是路基设计的重要原则。 因此，当路堤或路堑的土质为非渗水性土 时，路基面不是作成水平形状，而是作成有 横向排水坡的拱状，称为路拱。
4%
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2）有路拱和无路拱地段的连接 由于石质或其它渗水材料的路基面不设路拱，而且 所需的道床厚度比普通土质路基小，因此当有路拱 和无路拱两类地段相连接时，无路拱地段的路肩实 际高程应高出有路拱地段的路肩，这样，才能保持 轨顶高程一致，如下图所示。 抬高的尺寸等于路拱高度加道床厚度的减少值。 路肩抬高后，在与有路拱一端的土质路基连接处应 向土质路基方向用渗水土作顺坡，顺坡的长度一般 不小于 10m 。
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（二）路基面形状
•考虑因素：水与填料；排水问题 •工程处理：非渗水土和用封闭层处理的路基面应设路拱。 路拱形状为三角形，单线路基的路拱高0.15m，一次修筑 双线路基的路拱高0.2m，底宽等于路基面宽度，如图所 示，图中B为路基面宽度。曲线加宽时．路拱仍保持三角 形，仅将路拱外侧坡度放缓。既有线修筑双线时，第二 线路基面按4％排水横坡设计。
轨下
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不同类型路基地段的轨面标高保持一致。

保证道砟厚度和路肩宽度满足要求。
路肩设计标高进行抬高或降低（曲线加宽段的曲线外侧、
路基面两侧需加宽的软土路堤和高路堤等）
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渗水土和岩石(年平均降水量大于400mm地区的易风化泥质 岩石除外)的路基面均为水平面：其路肩高程高于非渗水 土路基的路肩。
•保证路基不致被洪水淹没；
•不致在地下水最高水位时因毛细水上升至路基 面而产生冻胀或翻浆冒泥等病害。
因此：路肩设计有 最小标高要求。
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路肩高程


设计洪水频率标准为： I、Ⅱ级铁路为1／100，Ⅲ级铁路为1／50。 滨河、河滩路堤 路肩应高出设计水位加壅水高(包括河道 卡口或建筑物造成的壅水，河湾水面超 高)加波浪侵袭高或斜水流局部冲高，加 河床淤积影响高度，再加0.5 m。

现行《规范》规定其厚度和结构：
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(四)路基基床
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(四)路基基床
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•
1、路堤基床
路堤基床表层填料选择： (1)应优先选用A组填料(填料组别见第二节)，其 次为B组填料，但颗粒粒径不得大于150 mm。 (2)当选用B组填料中的砂黏土时，在年平均降水 量大于500mm的地区，其塑性指数不得大于12， 液限不得大于32％。 (3)当不得不使用C组填料中的细粒土含量大于 30 ％的卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土和细粒土 中的粉土、粉黏土时，在年平均降水量大于 500mm的地区，其塑性指数不得大于12，液限 33 不得大于32％。 -33-
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路基面宽度

1．区间直线地段路基面宽度

注意表下的注。
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22
路基面宽度

1．区间直线地段路基面宽度 特殊情况下应计算路基面宽度 以单线非渗水路基为例：
H3=0.15(B-1.5)/B 2c=B-A-2x H4=0.15c/(0.5B)=0.15(B-A-2x)/B X=m(h1+h2+h3-h4)
W Q
第三章 一般路基设计
第三节
路基本体设计
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一、路基荷载
中－荷载计算图式简介
现行列车活载图式为“中—活载”，是从1951年制定的 “中—Z活载”，经过几十年随着机车车辆的发展变化，不 断研究分析概化出的一种标准活载图式，它代表了我国客货 混运线上各种机车车辆对桥梁产生的最大影响，除了考虑线 路上的运营荷载外，还考虑了各种临时荷载，如施工荷载 （架桥机、铺轨机），并留有一定的强度安全储备。
A,C,h1,h2,m已知， 即可求解B
h3
h4
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路基面宽度
•
2．区间曲线地段路基面加宽 原因： 外轨设置超高、外侧道床加厚、道床坡脚外移。 计算： 加宽值可按各级铁路的最大允许超高度计算确 定。 设置： 曲线外侧路基面的加宽量应在缓和曲线范围内 向直线递减。
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双线路基面加宽原因： 外线车辆中部向内偏移 内线车辆两端向外偏移； 若外线超高值大于内线超高值，则两车 辆顶部相互靠近；
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中部内凸 ：w1=Z*Z/8/R 端部外凸：w2=(L*L-Z*Z)/8/R 车体靠近：w3=H*△h/1500

W1
W2
L
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39
(3)加强排水：地面或地下排水。 (4)设置土工合成材料：当降水量大，同 时基床土为亲水性强的填料时，可在路 基面铺设不透水的土工膜或复合土工膜； 当水源为地下水时，可在路基面铺设透 水的无纺土工织物；当基床土为软弱土 层时，可在基床表层铺设土工格珊。 (5)综合措施：当并存的诸因素均可诱发 基床病害时，可采用上述措施的组合。

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路肩高程


水库路基 设计水位+波浪侵袭高+加壅水高+0.5 未设防浪胸墙的滨海路堤， 设计高潮水位+加波浪侵袭高(波浪爬高) 加+0．5 m。
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路肩高程
路肩最小高程 ＝
设计水位＋波浪高＋壅水高＋ 0.5m富量
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路肩高程


在铁路线路工程中，路基面的高程由线路 纵断面设计确定，并以路肩高程表示。 在线路纵断面设计图中，所确定的路肩高 程系按路基面为有拱路基面得出的。


4、路基边坡 形式：直线型，折线型，边坡平台型 边坡度：以斜坡上下两点间的竖直距离和水平 距离之比表示。 路堤边坡：

1：m m:1.5,1.75 1：n n:0.3～1.75，因路堑边坡土质差异较大，坡度变化 范围较大。

路堑边坡：


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(四)路基基床
铁路路基面以下受列车动荷载作用和受水文、 气候四季变化影响的深度范围称为基床。 （前面讲过） 路基基床结构分为表层及底层，
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(四)路基基床

3．基床加固措施 路基基床加固应根据土质及其压实度、 降水量、地下水类型及其埋藏深度、加 固材料来源等，经比选采用适宜的加固 措施。常用基床加固措施有以下几种： (1)就地碾压、重型碾压机械碾压。 (2)换土或土质改良： 换填 二灰土、三灰土（石灰、水泥、砂、炉 渣等掺和料）
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站场内路基面的形状可根据站内股道数目的多少 选用单坡形、人字坡或锯齿形。路基面的横向排 水坡度为2％—4％，并在低谷处设置排水设备， 如图所示。
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岩石、渗水土路基与非渗水土路基衔接时，自两 者的衔接处起，在岩石或渗水土地段由非渗水土 路基向渗水土路基顺坡，其长度不应小于l0m。 同时可使衔接顺坡地段的道床厚度能满足规定的 要求，如图所示。
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(三)路基面宽度

依据：

铁路等级、正线数目、线间距、远期采用的轨道类型、 路基面形状、曲线加宽、路肩宽度等由计算确定。 路基面的宽度 ＝道床覆盖宽度＋两侧路肩宽度＋线间距

路肩宽度：
一般情况 困难情况下
路堤
I级铁路 Ⅱ级铁路 Ⅲ级铁路
路堑
0.6m 0.4 0.4
路堤
0.6
路堑
0.4
0.8m 0.6
(四)路基基床
1、路堤基床 • 路堤基床表层填料选择： (4)对不符合上述要求的填料，应采取土质 改良措施。 (5)严禁使用D、E组填料作为基床表层填 料。 路堤基床底层的填料 可选用A、B、C组填料。当不得不使用D 组填料时，必须采取加固或改良措施。
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(四)路基基床
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1、路堤基床 基床土的压实度： 对细粒土和黏砂、粉砂应采用压实系数 Kh或地基系数K30作为控制指际； 对粗粒土(黏砂、粉砂除外)应采用相对 密度Dr，或地基系数K30作为控制指标； 对碎石类土和块石类混合料府采用地基 系数K30，作为控制指标。