铁路路基结构

（四）路基边坡
路基边坡设计：边坡形状和边坡坡度确定
设计原则：保证边坡的稳定性。 1. 路堤边坡设计：根据填料种类、路堤边坡高度 确定；一般可从规范的路堤边坡表中取值。 2. 路堑边坡设计:
设计原则：根据土的物理力学性质，岩层产状、节 理发育程度、风化程度、当地的工程地质条件和水文地 质条件，结合自然的极限山坡和已成人工边坡的调查， 并考虑将要采用的施工方法等因素，综合分析而定。
地面横坡为大于1：5而小于1：2.5的斜坡
（2）路堑标准横断面
粘性土路堑
无侧沟路堑
有侧沟平台路堑
岩石路堑
２.路基个别设计条件
工程地质、水文地质条件复杂或路基边坡超过规范 规定（见表7-2） 修筑在陡坡上的路堤：指当填料或基底均为不易风 化的岩石时，地面横坡等于或陡于1:2，其它情况的 地面横坡等于或陡于1:2.5 修筑特殊条件下的路基，如滑坡、软土、冻土、河 滩、水库等 有关路基的防护加固及改移河道工程 采用大爆破或水力充填法施工的路基
第三节
一、地面排水系统 排水沟、侧沟、天沟 二、地下水排水系统
路基排水
水的危害是路基病害发生的重要原因之一。
排水槽（明沟）、渗水暗沟、渗水隧洞、其它排 水设施 具体设计方法见路基工程设计技术手册
第八章
本章要求
• 熟悉
路基基床
路基荷载的含义、组成、标准
荷载计算方法--换算土柱法
基床结构形式 • 掌握 基床的作用及其对路基的要求 基床病害的类型、成因及主要整治措施
第四节 基床病害及整治
基床病害发生的主要原因：基床土质不良、水的侵 入和列车动荷载同时作用的结果。 基床病害类型：翻浆冒泥、下沉、挤出和冻害
翻浆冒泥：发生于 路基土质不符合要
求的部位；
下沉：因基床填筑 密度不够和强度不 足所致；
路堤塌滑
挤出：主要因基床强度不足而产生剪切或塑性流动
冻害：发生于寒冷地区。
第七章 路基构造
本章要求
• 了解 路基工程的组成、性质和特点，路基排水 • 熟悉 路基横断面的基本形式及与平、纵面的空间关系 • 重点掌握 路基横断面设计的内容、原则和主要方法
第一节 路基工程的组成及特点
路基工程的组成
• 路基本体
直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分
• 防护加固建筑物
含挡墙、护坡等 • 路基排水设施
第一节
路基荷载
• 定义 路基的荷载是指作用在路基面上的应力
静荷载：线路上部结构的重量作用在路基 面上的应力
路 基 荷 载
动荷载：列车行驶时轮载力通过上部结构 作用在路基面上的动应力
一、静荷载——换算土柱法 普通铁路路基设计时，计算中把静荷载和动荷载 一并简化为静荷载处理，即换算土柱法 1. 列车（活）荷载标准--中荷载 活载→轨道→路基面 横断面分布宽度自轨枕底两端向下按45℃扩散角计算
7-1 7-2 7-3 7-4 7-5 8-1 8-2 8-3 8-4 8-5 简述路基工程的组成、性质及特点。 何谓路基横断面？它有哪几种形式？ 试绘图说明路基标准设计横断面。 简述路基边坡设计的内容、原则和方法。 路基个别设计条件？ 简述路基荷载的组成及换算土柱法的基本原理。 什么叫路基基床？路基基床作用及要求？ 路基基床结构可分为哪两种形式？ 路基基床病害的主要原因？病害分类？成因？ 简述路基基床病害的主要整治措施。
含排水沟、侧沟、天沟、排水槽、渗沟、暗沟等
木 枕 线 路 横 断 面
混 凝 土 枕 线 路 横 断 面
路基工程的性质和特点：
•性质：轨道的基础，是一种土工结构； •特点： 1）路基由松散的土（石）材料组成； 2）路基工程完全暴露在大自然中；其工程性质 对自然条件的变化十分敏感，抵抗能力差 3）路基同时受轨道静荷载和动荷载的作用；在 荷载作用下，路基产生累积变形，土的强度降低，表 现出疲劳的特性 4）路基与轨道结构一起共同组成的线路结构是 一种相对松散连结的结构形式，抵抗动荷载的能力弱
二、基床病害整治 整治措施： 1.用砂垫层 处理土质基床翻浆 冒泥
2.封闭层
整治和防止泥质软岩路堑的翻浆冒泥
3.基床改良
承载能力不足 4.应用土工合成材料 土工格室（隔离道碴和基床）
5.在路基表层采用隔温材料 减少冻害发生 6.加强排水、降低底下水位或毛细水 处理道碴囊和减小深层冻害
复习思考题
2.换算土柱 普通铁路路基设计中，路基荷载的简化假定： 1）把列车（活）荷载作为静荷载 2）把列车（活）荷载和轨道静荷载的总重P，简 化为与路基同质的土柱，均布地作用在路基面上 土柱的换算高度：
P h0 a a 土柱宽度, 按荷载扩散角 45 计算
路基土的容重
换算土柱——算例：
设计原则：
避免水对路基
的影响。
（二）路基断面形状 路基设计的重要原则：保证良好的排水条件。
1.断面形状
可分为有路拱和无路拱两种断面形式。
路拱：当路堤或路堑的土质为非渗水性土时，路 基面做成有横向排水坡的形状，称为路拱(三角形)。
2 .有路拱和无路拱地段的连接 1）纵断面设计高程：按非渗水土质路基给出的路 肩高程 2）渗水土路基路肩高程=非渗水土质路基路肩高程 +路拱高+道床厚度减少值 3）无路拱路基在有路拱路基一侧的土质路基应向 土质路基方向用渗水土作顺坡，顺坡长度一般不小于 10m。
设计方法:主要有力学计算法和工程地质法
（五）路基横断面标准设计 １.常见的路基标准横断面 路基横断面的标准设计也称为路基标准横断面， 根据有关的设计原则和规定而编制。仅适用于一般 水文、地质条件，填挖高度不大的普通土质路基。 （1）路堤标准横断面 边坡高度不大于8m
填方高度大于8m而小于20m时
路基横断面设计理论：平面问题 计算图示：沿线路纵向取一单位厚度
荷载取值：按最不利情况计算，只考虑轴重，不 考虑后面车辆部分的分布力。
列车（活）荷载纵向分布强度：将轴重简化为纵 向均匀分布的线荷载，并假定每个轴重的分布宽度等 于轴距。 分布强度：
220 q 146 .67 kN / m 1.5
第二节 路基横断面
一、路基横断面的基本形式 路基横断面是指垂直于线路中心线截取的断面
路堤
路堑
半路堤
半路堑
半堤Fra Baidu bibliotek堑
不填不挖路基
路基设计：
• 路基横断面设计： 确定横断面各部分的形状和尺寸。 例如：路基面的形状和宽度、路基边坡的形 状和坡度等。 • 路基工程综合设计： 全面综合考虑路基工程在纵断面上的配合以 及路基本体工程与其他各项工程的配合等。 例如：路堤与路堑的过渡、纵向排水设计、 挡土墙纵向设计等。
（三）路基面的宽度
加宽设计原则：保证路肩宽度。
1.宽度标准：道床覆盖宽度+2×路肩宽度 路肩作用：加强路基稳定、保障道床稳固、方便养修 最小路肩宽度：I级铁路：路堤0.8m，路堑0.6m； 影响因素：铁路等级、轨道类型、土质等。 特殊情况下的单独设计。 2.曲线路基加宽
加宽原因：曲线外轨超高
加宽值：根据超高计算而确定，一般查规范中的曲线 路基加宽表，并在缓和曲线范围内递减。
P h0 a a 土柱宽度, 按荷载扩散角 45 计算
路基土的容重
线路等级：Ⅰ
轨道类型：次重型 填土：非渗水土
路拱高：0.15m
路基面宽：7.1m a=3.5m h0=3.2m
第三节
路基基床结构
一、基床的作用及对基床的要求 基床是铁路路基最重要的关键部位。
基床厚度：路基顶面以下3.0m范围（动力分析）
基床的作用及对基床的要求：
1.强度要求：足够的强度→抵抗动应力、碴压入
2.刚度要求： 塑性累积变形小→避免不均匀沉降、不平顺 弹性变形小→满足高速行车的安全性和舒适性 3.优良的排水性：防止雨水侵入软化和冻融等病害
二、基床结构和材料
结构可分两种： １.二层系统：传统的普通线路采用道床与土质基 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。 ２.多层系统 在道床和路基之间设置一层过渡层，称路基保护 层或垫层，又称基床表层，路盘或强化路盘（日）。 实践表明：设置保护层是提高路基承载力、消除 基床病害的重要措施。 设计思想：严格控制下沉量，为轨道结构提供一 个有足够刚度的基础。
二、路基横断面与线路平、纵面的空间关系 路肩 路基顶肩 路基（路肩）高程 路基中心高度 路基边坡高度
线路平面设计图
线路纵断面设计图
三、路基横断面构成及设计原则 （一）路肩高程 （二）路基面的形状 （三）路基面的宽度 （四）路基边坡 （五）路基横断面的标准设计
（一）路肩高程
最小路肩高程=设计洪水位+波浪侵袭高度h1+雍水高度h2+0.5m。 路肩设计高程在线路平纵断面设计时先已确定。 设计洪水频率： Ⅰ、Ⅱ级 Ⅲ级 1/100 1/50