高速鐵路路基特點

1、高速鐵路路基 2021/3/11 2 中國高速鐵路規(guī)劃圖 2021/3/11 第一節(jié) 高速鐵路路基特點 路基是軌道或路面的基礎(chǔ)，也叫線路下部結(jié)構(gòu)。 它承受著軌道及機車車輛的靜荷載和動荷載，并將荷 載向地基深處傳遞擴散。高速鐵路的出現(xiàn)對傳統(tǒng)鐵路 的設(shè)計施工和養(yǎng)護提出了新的挑戰(zhàn)，在許多方面深化 和改變了傳統(tǒng)的設(shè)計方法和關(guān)鍵。 3 雙線路堤標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（m） 2021/3/11 路基主體工程應(yīng)按土工結(jié)構(gòu)物進行 設(shè)計，設(shè)計使用年限應(yīng)為100年。路基排 水設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限應(yīng)為30 年，路基 邊坡防護結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限應(yīng)為60 年。 基床表層的強度應(yīng)能承受列車荷載的 長期作用，剛度應(yīng)滿足列車運行時產(chǎn)生的

2、彈性變形控制在一定范圍內(nèi)的要求，厚度 應(yīng)使擴散到其底層面上的動應(yīng)力不超出基 床底層土的承載能力?；脖韺犹盍蠎?yīng)具 有較高的強度及良好的水穩(wěn)性和壓實性能， 能夠防止道砟壓入基床及基床土進入道床， 防止地表水侵入導(dǎo)致基床軟化及產(chǎn)生翻漿 冒泥、凍脹等基床病害。 路基填料填筑壓實應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 最大粒徑在基床底層內(nèi)應(yīng)小于60mm，在 基床以下路堤內(nèi)應(yīng)小于75mm。 4 高速鐵路路基施工 2021/3/11 路基面標(biāo)準(zhǔn)寬度 52021/3/11 路基面在無砟軌道正線曲線地段一般不加寬，當(dāng)軌道結(jié) 構(gòu)和接觸網(wǎng)支柱等設(shè)施的設(shè)置有特殊要求時，根據(jù)具體情況 分析確定；有砟軌道正線曲線地段加寬值應(yīng)在曲線外側(cè)按表

3、下表的規(guī)定加寬。曲線加寬值應(yīng)在緩和曲線內(nèi)漸變。 有砟軌道曲線地段路基面加寬值 62021/3/11 72021/3/11 第二節(jié)第二節(jié)高速鐵路高速鐵路路基路基與與普通鐵路普通鐵路路基的比較路基的比較 1.高速鐵路路基的多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 高速鐵路路基結(jié)構(gòu)，已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的軌道、 道床、土路基這種結(jié)構(gòu)形式，既有有碴軌道，也有 無碴軌道。對于有碴軌道，在道床和土路基之間， 已拋棄了將道碴層直接放在土路基上的結(jié)構(gòu)形式， 作成了多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。 82021/3/11 普通鐵路路基結(jié)構(gòu) 92021/3/11 102021/3/11 112021/3/11 122021/3/11 132021/3/11 1420

4、21/3/11 152021/3/11 2.控制變形是路基設(shè)計的關(guān)鍵 控制變形是路基設(shè)計的關(guān)鍵，采用各種不同路基結(jié)構(gòu)形 式的首要目的是為了給高速線路提供一個強度高、剛度大、 穩(wěn)定性強、耐久性好且線路縱向剛度比較均勻或變化緩慢的 軌下基礎(chǔ)。由散體材料組成的路基是整個線路結(jié)構(gòu)中最薄弱、 最不穩(wěn)定的環(huán)節(jié)，是軌道變形的主要來源。 日本東海道新干線的設(shè)計時速為220km，由于其在設(shè)計 中緊緊采用了軌道的加強措施，而忽略了路基的強化，以至 于從1965年起，因為路基的嚴重下沉，線路變形嚴重超標(biāo)， 不得不對線路以年均30km以上的速度大舉整修，列車運行平 均速度降到100110km/h 。變形問題的解決是相

5、當(dāng)復(fù)雜的， 日歐各國雖然實現(xiàn)了高速，但他們是通過采取高標(biāo)準(zhǔn)的強化 軌道結(jié)構(gòu)和高質(zhì)量的養(yǎng)護維修技術(shù)彌補這方面的不足。日本 對此不惜代價，在上越和東北新干線上，高架橋延長數(shù)所占 比例分別為49 %和57 %，路基僅占1 %和6% 。 162021/3/11 172021/3/11 18 新干線是日本的高速鐵路客運專線系統(tǒng)，于1964年10月1 日開始通車營運，是全世界第一條載客營運高速鐵路系統(tǒng)。 通車多年從未發(fā)生過因人為因素導(dǎo)致有人死亡的事故，因此 被稱為全球最安全的高速鐵路之一，也是世界上行駛過程最 平穩(wěn)的列車。 2021/3/11 新干線的穩(wěn)定運行全靠日本成熟的的高鐵調(diào)控制技 術(shù)，列車可以縮短

6、至5分鐘的班距運行，是唯一適合大量 運輸?shù)母咚勹F路系統(tǒng)。除此之外由于全面采用動力分散動力分散 式式設(shè)計，新干線也是世界上行駛過程最平穩(wěn)的列車之一， 反觀法國同類的TGV高速列車，由于采用最前端和最尾端 的機車驅(qū)動的動力集中式設(shè)計，搖晃較大、加減速較慢， 而無法以僅有5分鐘的班距運行。 19 日本采用動力分散是因為機車的動力是分散在多 個車輛下面的。日本的鐵路路基比較軟，不允許較大 的軸重。加上日本是在50年代率先開始高速鐵路的研 究，當(dāng)時的牽引技術(shù)也可能實現(xiàn)較大的單軸牽引功率， 更重要的一點是日本的城市密集，列車對于啟動加速 要求嚴格。所以日本對于動力分散的研究和應(yīng)用比較 多， 選擇動力分散作

7、為高速列車的牽引方式是個必然 的趨勢. 2021/3/11 而歐洲的TGV.ICE1等采用的是動力集中方式.就是 在列車的一端或兩端采用一臺專門的動力車(可以理解 為傳統(tǒng)的機車)來進行牽引.這和國內(nèi)鐵路常見的機車牽 引客車的方式是一致的.這同樣都是有歷史淵源的.歐洲 鐵路的路基較好.允許采用較大的軸重.而且傳統(tǒng)上.歐 洲鐵路就大量的使用機車牽引機車的方式.所以在這個 基礎(chǔ)上采用動力集中的牽引方式是很正常的.而且.在歐 洲.法國是第一個發(fā)展高速鐵路的.法國是在60年代末開 始高速鐵路的研究的.這要比日本晚了10多年.此時隨著 半導(dǎo)體元器件技術(shù)的發(fā)展.已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)較大的單軸功 率了.所以歐洲人選擇

8、采用動力集中的方式來發(fā)展高速 列車. 202021/3/11 3.在列車、線路這一整體系統(tǒng)中，高速鐵路的路 基及其下部結(jié)構(gòu)的要求更高 高速鐵路路基變形控制包括工后沉降量、沉降速率 和線路縱向剛度比。對于高速鐵路，輪軌系統(tǒng)應(yīng)該是車 輪、鋼軌、道床、路基各個部分相互作用的整體。因此， 在高速鐵路技術(shù)研究中，無論機車車輛、軌道結(jié)構(gòu)或路 基隧道等專業(yè)，都應(yīng)該把自己的問題放在整個系統(tǒng)中去 考察。 3.1軌道平順度標(biāo)準(zhǔn) 高速鐵路軌道平順度要求較高，時速200公里新 建鐵路線橋隧站設(shè)計暫行規(guī)定對軌道平順度的要求見下 表 212021/3/11 32 路基橫斷面 高速鐵路路基橫斷面寬度較普通鐵路略寬，路 基寬

9、度對照表參見表 路基寬度比較表 （m） 222021/3/11 33 基床 普通鐵路基床分表層和底層兩部分，厚1225 m，具 體為：級鐵路由路肩施工高程至其下06m 為基床表層，表 層下19m 為基床底層；級鐵路由路肩施工高程至其下05 m為基床表層，表層下07 m為基床底層； 級鐵路由路肩施 工高程至其下03m為基床表層表層下09m為基床底層。設(shè) 計要求表層填料優(yōu)先選A組填料，也可以選用粒徑小于150 mm 的B組填料；底層可選A、B、C組填料 。 一般情況，高速鐵路路基基床是由基床表層和底層組成的 兩層結(jié)構(gòu)。最典型的是德國無碴軌道的線路結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混 凝土板連續(xù)板、混凝土連續(xù)層和支持層

10、、素混凝土、礦渣混凝 土、填土、道碴等。上層大多要求填料變形模量大，滲透系數(shù) 小。在使用級配砂礫石的國家，一般都把基床表層分成上下兩 部分。上層較薄，大多為0.20.3m，要求變形模量高，其次， 為了提高該層的剛度，顆粒的最大粒徑可適當(dāng)提高，粗顆粒含 量增加。下層的作用偏重于保護，顆粒粒徑應(yīng)與基床填料匹配， 使基床底層填料不能進入基床表層，同時要求滲透系數(shù)小，至 少要小于10-4m/s。 232021/3/11 規(guī)范中規(guī)定：基床表層厚度無砟軌道為0.4m， 有砟軌道為0.7m，基床底層厚度為2.3m。表層采用 級配碎石或級配砂礫石，底層采用A、B組填料及改 良土。秦沈客運專線基床厚25 m，其中表層06 m，采用級配碎石底層19 m，采用A、B組填料及 改良。 我國的京滬高速鐵路路基基床由表層和底層組 成，表層厚度為0.7m，底層厚度為3.0m。其中，基 床表層由510cm厚的瀝青混凝土和6560cm厚的級 配碎石級配砂礫石組成。 242021/3/11 33 工后沉降量和沉降速率 高速鐵路對路基工后沉降量和沉降速率有嚴格的要 求，