高速铁路设计暂行规定简介 路基篇.ppt

高速铁路对路基填料的强度和密实度有着较高的要求， 根据秦沈客运专线施工中的经验，按照现行铁路路基 设计规范对填料的划分标准，可能会存在由于对某些 土类划分不细，在实际施工填筑中达不到暂规所规定 的压实密度等指标的问题。因此，在勘测与设计阶段， 就应重视填料问题，对拟采用的填料物理力学指标进 行分析，对可能在施工中造成问题的填料进行必要的 野外填筑试验，取得实际经验，以确保在施工中填料 使用的准确性。
（一）高速铁路对路基工程要求 （二）路基设计特点和一般规定
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（一）高速铁路对路基工程要求
要达到高速铁路轨道高平顺性，要求： 路基应为强度高、刚度大且纵向变化均 匀、长久稳定、顶面平顺的轨道基础， 确保列车高速、安全和平稳运行。即： 路基设计和施工必须满足路基的工后沉 降小、不均匀沉降小，在动力作用下的 变形小、稳定性高等要求。高平顺性、 高稳定性的路基是确保轨道高平顺性的 前提条件。
高速铁路设计暂行规定讲座
路基篇
李** 教授级高工
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背景
《京沪高速铁路设计暂行规定》2003-01-27 发布、2003-02-01实施（铁建设[2003]13号）。
按铁路跨越式发展的要求，有针对性地吸收 了国际咨询意见，进行了修订，目前，修订版 已报部待批。
高速、客运专线参照此《规定》 执行。
一、高速铁路对路基的要求和设计一般规定 二、路基横断面 三、高速铁路基床结构 四、路堤填料和压实要求 五、地基条件和工后沉降 六、过渡段 七、边坡防护
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目录（2）
八、抗震 九、路堑 十、排水 十一、支挡 十二、电缆槽、接触网立柱和声屏障基础
布置
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2．路基主体工程设计使用年限为 100年。路基排水设施结构设计使用年 限为30年，路基边坡防护结构设计使用 年限为60年。
3．路基填料最大粒径在基床底层内 应小于60mm,在基床以下路堤内应小于 75 mm。
4．路堤填筑前应进行现场填筑试验。
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5． 路基与桥台、横向结构物、隧道及路堤与路堑、有砟轨道与无砟轨道等 连接处均应设置过渡段，保证刚度及变形在线路纵向的均匀变化。
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（四）路堤 1．基床以下路堤宜选用A、B组填 料和C组碎石、砾石类填料,其粒径级配 应符合压实性能要求；当选用C组细粒 土填料时,应根据填料性质进行改良。基 床以下路堤压实标准应符合如下规定。
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基床以下路堤填料及压实标准
压实标准
改良土
砂类土 细砾土
碎石类 粗砾土
250/160
有砟轨道
推荐8 000～10 000 一般最小7 000 个别最小6 000
推荐6 000～8 000 一般最小5 000 个别最小4 500
推荐4 500～7 000 一般最小3 500 个别最小3 000
推荐4 500～7 000 一般最小4 000 个别最小3 500
无砟轨道
推荐8 000～10 000 一般最小7 000 个别最小5 500
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6．在高地下水位（地下水位距地表不大于0.5 m）的黏性土地基上填筑路堤 时，路堤底部应填筑渗水性材料。有条件时,宜采取降低地下水位的措施。
7．地震区路堤应选用震动稳定性较好的填料，基底垫层材料应采用碎石（卵 石）或粗砂夹碎（卵）石，不得采用细砂或中砂。
8．在可液化地基上填筑路堤时，应根据具体情况，采取换填、设置反压护道 或地基加固等抗震措施。

止水对路基的侵蚀和破坏。
铁路路基的分类
根据材料分类
可分为土质路基、石质路基、混凝土 路基等。
根据结构形式分类
根据稳定性分类
可分为一般路基、加固路基、特殊加 固路基等。
可分为路堤、路堑、半路堤半路堑等。
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铁路路基设计
路基设计的基本原则
01
02
03
04
安全可靠
路基设计应确保铁路运输安全 可靠，具有足够的强度、稳定
常见病害及处理措施
裂缝
对于宽度较小的裂缝，可采 用灌缝或表面封闭的方法进 行处理；对于宽度较大的裂 缝，需进行填充或加固。
翻浆
采取排水、换土、加筋等措 施改善路基排水条件，提高 路基承载能力。
沉降
根据沉降程度和范围，可采 用注浆、加桩、换填等方法 进行处理，以恢复路基稳定 性和平顺性。
滑坡
采取减载、排水、加固等措 施，控制滑坡发展，确保线 路安全。
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案例分析
某高速铁路的路基设计案例
路基设计标准
根据高速铁路设计规范，该案例 中高速铁路的路基设计应满足时 速350公里的要求，确保列车运
行的安全性和舒适性。
路基结构形式
采用了双层路基结构，包括路基 本体和地基两部分。路基本体采 用级配碎石填筑，地基处理采用 了桩基加固和CFG桩等技术措施。
路基排水设计
铁路路基的基本要求
稳定性
路基必须能够承受轨道、列车和 载荷的重量，并且在各种自然因
素和运营条件下保持稳定。
耐久性
路基应具备足够的耐久性，能 够承受长期的载荷和环境影响 ，避免过早损坏。
平整度
路基表面应保持平整，以确保 轨道铺设的平直和列车的平稳 运行。
排水性

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压实标准
v 压实系数作为路基压实控制的一种方法，在施工 现场常常会与强度指标相矛盾。当填料的含水量 较高时，尽管通过增加碾压遍数可得到较大的压 实系数，但荷载板试验指标却很小，即出现所谓 的“橡皮土”。当列车高速运行时，路基所受动 荷载的频率增加，疲劳强度下降，仅压实系数满 足要求，而强度未达到相应水平的路基就不能满 足高速行车需要，因此高速铁路路基的压实控制 方法宜采用反映路基强度和稳定特性的指标控制， 而压实度只可作为一种辅助手段
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压实标准
v 根据每级试验数据绘出荷载强度与下沉量关系曲 线，从荷载强度与下沉量关系曲线上找出下沉量 基准时对应的荷载强度，并按下式计算地基系数 K30值
v K30＝σs/1.25×10-3 v K30：由直径30 cm的荷载板测得的地基系数 v σs ： 下沉量为1.25×10-3相对应的荷载强度 v 1.25×10-3 m： 下沉量基准值

1、压实系数K （细粒土和改良土）
2、地基系数K30 3、相对密度Dr （砂类土）
4、孔隙率n
（碎石砾石类、级配碎石级配砂砾石、中粗砂等）
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压实标准
v V≥200km/h高速铁路压实标准 v 1、压实系数K （细粒土和改良土） v 2、地基系数K30 v 3、孔隙率n v 4、动态变形模量Evd（基床表、底层） v 5、二次静态变形模量EV2 （无砟，基床表、底层）
压实标准
v 由于传统的环刀法、灌砂法及注水法测定填土容 重的方法需要测定其含水量，而测定填土含水量 的烘干法从试验到得出结论需要时间很长，与现 代化高效率的施工碾压机械常常发生矛盾，并且 受外界因素的影响较大。核子密度仪法是一种适 时检测，即在碾压施工过程中随时根据需要进行 检测，以便施工方和监理方对施工质量实施过程 监控，从而保证施工质量，它是一种快速检测法， 一分钟之内就可以获得碾压施工中所需要的各种 数据，从而可以大大地提高施工进度

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一、路基工程特点
4.2路基必须具有足够的强度和刚度。 强度指路基指抵抗应力作用；刚度 是指路基抵抗变形的能力。
为了防止路基在车辆荷载及各种自然因素作用下发生破坏和失 稳，必须采取措施保证路基具有足够的强度；
为了防止荷载作用下，不致产生超过允许范围的变形，要求路
基必须具有一定的刚度。
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一、路基工程特点
1 路基工程的主要内容及作用
主要内容：地基、路基本体工程（基床以下路基、基床 底层、表层）、防护工程、防排水工程、支挡结构工程、 改河和改沟等配套工程、相关工程。-路基组成缺一不可，不分主次。 作用：铁路路基是轨道的基础，满足轨道的铺设要求， 承受轨道和列车产生的荷载，提供列车运营的必要条件。 在纵断面上路基必须保证线路需要的高程；在平面上路 基和桥梁、隧道连接组成完整贯通的线路。
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一、路基工程特点
3影响路基稳定性的因素 3.1地理条件 水温：平原、丘陵、山岭各区地势不同， 路基的水温情况不同。 排水：平原地势平坦，排水困难，地表 易积水；丘陵山区地势起伏大路基排水 快，会引起冲刷，导致失稳，出现破坏 现象。
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一、路基工程特点
3.2地质条件 岩石的种类、成因、节理，风化程度和 裂隙情况。 岩石走向，倾向、倾角和岩层厚度。
三、高速铁路路基工程施工 管理要求
路基工程应作为土工结构物来施工。应将地 基处理、路基填筑、基床表层、边坡防护、支 挡结构、路基防排水及沉降观测等作为系统工 程施工，严格按照工程质量标准进行管理。
如何严格管理?在高速铁路路基施工技术指南中 从多个角度提出具体管理要求。
对路基的认识：土方施工-路基工程-特别是客专、高铁建设后-路基是关键技术-重要性，在铁 路工程中路基占了大部分，特别是250km/h高铁，如合宁、合武、甬台温等基本以路基为主。一 般地段问题不大，核心是特殊地区和特殊填料地段的路基施工技术，由于我国地域广阔，岩土 工程特性千差万别，类似工程相互关联不大。原铁道部对路基应该说很重视，在建设前期也曾 做过原位试验段进行研究。[京沪昆山试验段,合宁全椒试验段,京沪凤阳CFG桩试验],但在后来 客专、高铁建设中还是遇到好多问题，主要沉降控制，为什么，路基有其特殊性、特点。 3

直线地段路基面宽度（京沪）
1.高速铁路路基的多层结构系统 在使用级配砂砾石的国家，一般都把基床表层分成上下两部分。
（4）基床有防冻等特殊作用
高速铁路路基结构，已经突破了传统的轨道、道床、土路基这种结构形式，既有有碴轨道，也有无碴轨道。 高速铁路路基结构，已经突破了传统的轨道、道床、土路基这种结构形式，既有有碴轨道，也有无碴轨道。
第二节 高速铁路路基横断面
表3－2为国外高速铁路轨道及路基面宽度。 我国京沪高速铁路线间距根据所采用机车 车辆类型、运行速度等因素确定为5m。高 速铁路路基形状为三角形，曲线加宽时， 仍应保持路基面的三角形形状。
一、路肩宽度 路肩虽不直接承受列车载荷作用，但它对保证路肩受力部
分的稳固十分重要。京沪高速铁路路肩宽度为（双线）和 （单线）的标准。 二、路基面宽度 1.直线地段路基面宽度（京沪）
第二节 高速铁路路基横断面 基床是铁路路基最重要的关键部位，其主要作用由以下几个方面：
设计是路基设计中最重要的部分。 直线地段路基面宽度（京沪）
在使用级配砂砾石的国家，一般都把基床表层分成上下两部分。 第二节 高速铁路路基横断面
自20世纪50年代末 开始研究东海道新干线路基 下层的作用偏重于保护，颗粒粒径应与基床填料匹配，使基床底层填料不能进入基床表层，同时要求渗透系数小，至少要小于10-4m/s
。
路基是轨道的基础，也叫线路下部结构。
以来，主要是研究基床表层的设计及施工问题。 我国京沪高速铁路线间距根据所采用机车车辆类型、运行速度等因素确定为5m。
及欧洲等国虽然实现了高速，但他们都是通过采用高标准的昂贵的强化线路结构和高质量的养护维修技术来弥补这方面的不足。 表3－2为国外高速铁路轨道及路基面宽度。
在此之前， 铁路并无基床表层。 高速铁路路基基床表层一般均由两层结构组成， 、德国、法国、西班牙均如此。

5
DK271+486.7～DK272+875
1389
7.15
5.18
6
DK274+252～DK277+864
3612
7.15
6.23
预压土卸荷时间调整
第29页/共78页
（6）路基质量评估
针对秦沈线箱梁运架过程中的路基安全稳定问题及铺轨前路基质量状况进行了路基质量评估工作。秦沈线大部分桥梁为预制梁，梁体结构尺寸及重量均较大，其中24m双线整孔箱梁重达540t，加上运架设备总重已超过800t。通过路基运架远超过设计荷载，为保证秦沈通过运架梁段的路基安全稳定，特对高填方、桥头及软基地段进行安全监测评估，确保了箱梁运架的顺利完成。为保证铺轨前路基满足工后沉降要求及路基表层符合设计要求，分段对全线路基进行了施工质量状况调查、沉降观测分析、表层抽检、地质雷达检测等工作，进一步保证了铺轨前的路基质量。
9
DK271+487.21～DK271+960
473.46
1.0
2.5
原设计道碴预压
10
DK271+960～DK272+885.63
925.63
1.8
3.0
11
DK274+248.25～DK274+638.76
390.51
1.8
2.5
预压土高度、预压土段落调整
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序号
起讫里程
长度（m）
秦沈客运专线提出路基填筑采用双控压实标准的新概念。秦沈线路基施工标准较目前的国铁标准提高了很多，路基填筑根据不同部位，提出了压实系数K、地基系数K30、孔隙率n等压实标准。为此，要求各施工单位在正式进行路基施工前必须做路基填筑试验段的压实工艺试验。针对不同土质，在试验室得出最大干密度和最佳含水量的基础上，控制现场含水量范围，虚铺厚度，并采用重型压实机械压实，得到压实度和碾压遍数的关系，以指导大面积施工。 秦沈客运专线沿线填料种类很多，有些粉质土和粉细砂，经现场试验达不到K30标准，通过专家论证和反复试验，进行了物理改良处理。沿线大量的山皮土属粗粒土，在重型击实试验中表现出较好的可击实性，属于级配良好的填料，但压实后达不到孔隙率n的要求，同样经专家论证和反复试验，提出对可击实性山皮土采用压实系数K和地基系数K30作为双控指标。秦沈线路基填筑充分体现了新技术和高标准。

高速铁路路基技术要求
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END