客運專線鐵路路基技術特點

1、高速鐵路發(fā)展及高速鐵路發(fā)展及客運專線鐵路路基技術特點客運專線鐵路路基技術特點世界高速鐵路的發(fā)展概況世界高速鐵路的發(fā)展概況 1、高速鐵路定義、高速鐵路定義 運營速度在運營速度在200km/h以上的鐵路。高以上的鐵路。高加速、高減速、運營自動化。加速、高減速、運營自動化。 產(chǎn)生的背景：日本。產(chǎn)生的背景：日本。 日本：日本：1964年東海道新干線年東海道新干線210km/h，線，線提速為提速為260km/h。山陽，上岳，東北，北。山陽，上岳，東北，北陸新干線，共陸新干線，共1970km.v=260km/h。列車。列車平均晚點平均晚點47秒。秒。 法國：法國：TGV高速線高速線東南線東南線270km/

2、h，大西洋線大西洋線300km/h，北方線，北方線300km/h（320km/h）,地中海線地中海線350km/h。保持。保持515.3km/h最高試驗紀錄，運營速度最高試驗紀錄，運營速度400km/h. 德國：客貨混合運輸。德國：客貨混合運輸。ICE高速列車，高速列車，Vmax=250km/h.四條高速鐵路。四條高速鐵路。1997年，年，慕尼黑慕尼黑漢堡，死漢堡，死124人，傷人，傷300人（機人（機車車輪制動系統(tǒng)車車輪制動系統(tǒng)+道岔道岔+公路立交）公路立交） 西班牙：西班牙：AVE高速列車，擺式列車。高速列車，擺式列車。 廣深準高速。廣深準高速。 2、高速鐵路的優(yōu)勢、高速鐵路的優(yōu)勢 速度快

3、；占地少；環(huán)保；安全性與舒適性；速度快；占地少；環(huán)保；安全性與舒適性；運量大；全天候；準時。運量大；全天候；準時。 3、世界高速鐵路發(fā)展概況、世界高速鐵路發(fā)展概況 發(fā)展模式：輪軌系統(tǒng)和磁懸浮系統(tǒng)發(fā)展模式：輪軌系統(tǒng)和磁懸浮系統(tǒng) 輪軌系統(tǒng)：新建及擺式列車。輪軌系統(tǒng)：新建及擺式列車。磁懸浮：磁懸浮：超導，相斥，超導，相斥，10cm，對鋼軌變形要求低，日本。，對鋼軌變形要求低，日本。常導，相吸，常導，相吸，1cm，對鋼軌變形要求高，德國。，對鋼軌變形要求高，德國。 試驗段：運營段。試驗段：運營段。1998年日本最高試驗記錄年日本最高試驗記錄550km/h。高速鐵路前期研究：八五、九五高速鐵路前期研究：

4、八五、九五 高速鐵路地基剛度研究高速鐵路地基剛度研究 高速鐵路路基技術條件研究高速鐵路路基技術條件研究 高速鐵路軟土地基工后沉降標準研究高速鐵路軟土地基工后沉降標準研究 高速鐵路路基穩(wěn)定性與變形控制高速鐵路路基穩(wěn)定性與變形控制 高速鐵路基床表層施工技術研究高速鐵路基床表層施工技術研究 高速鐵路路橋過渡段研究高速鐵路路橋過渡段研究 高速鐵路路基結構形式及改良土技術研究高速鐵路路基結構形式及改良土技術研究 土工合成材料在路基工程中的應用技術研究土工合成材料在路基工程中的應用技術研究 秦沈客運專線路基部分綜合實驗研究秦沈客運專線路基部分綜合實驗研究 根據(jù)根據(jù)中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，我國鐵路

5、將形，我國鐵路將形成以京滬、京廣、京哈、滬甬深及徐蘭、杭成以京滬、京廣、京哈、滬甬深及徐蘭、杭長、青太及滬漢蓉長、青太及滬漢蓉 “四縱四橫四縱四橫”等客運專線等客運專線為主體，到為主體，到2020年建設約年建設約1.2萬公里的客運專萬公里的客運專線，新線約線，新線約1.6萬公里。萬公里。 京滬高速鐵路是我國以上龐大客運網(wǎng)絡中的京滬高速鐵路是我國以上龐大客運網(wǎng)絡中的一條客運干線，將連接京哈、青太、徐蘭、一條客運干線，將連接京哈、青太、徐蘭、滬漢蓉、滬甬深及杭長等客運專線，同時在滬漢蓉、滬甬深及杭長等客運專線，同時在以上客運專線形成以前，連接了既有京秦、以上客運專線形成以前，連接了既有京秦、京山、

6、石德、膠濟、隴海、寧蕪、滬杭等京山、石德、膠濟、隴海、寧蕪、滬杭等25條干支線鐵路，有條干支線鐵路，有40%的客流為跨線客流。的客流為跨線客流。京滬高速鐵路概況京滬高速鐵路概況 規(guī)劃中的京滬高速鐵路跨越河北、山東、規(guī)劃中的京滬高速鐵路跨越河北、山東、安徽、江蘇四省，聯(lián)絡北京、天津、上海安徽、江蘇四省，聯(lián)絡北京、天津、上海三大直轄市，井陘濟南、徐州、南京等大三大直轄市，井陘濟南、徐州、南京等大城市全長城市全長1300多公里，較多公里，較1463km的既有線的既有線縮短縮短155km，全線共設車站，全線共設車站24個。個。 運輸模式：運輸模式：高、中速列車共線運行逐步過高、中速列車共線運行逐步過渡

7、到開行高速列車的客運專線渡到開行高速列車的客運專線 速度目標值：速度目標值：高速列車最高速度高速列車最高速度300km/h；中速列車中速列車160200km/h；線路平、縱斷面；線路平、縱斷面及基礎設施的設計標準應滿足最高行車速及基礎設施的設計標準應滿足最高行車速度度350km/h的要求的要求 正線數(shù)目：正線數(shù)目：雙線 正線線間距：正線線間距：5.0m 最小曲線半徑：最小曲線半徑：7000m 最大坡度：最大坡度：12 到發(fā)線有效長度：到發(fā)線有效長度：650m 牽引種類：牽引種類：電力 列車運行控制方式：列車運行控制方式：自動控制 行車指揮方式：行車指揮方式：綜合調度集中路基在客運專線鐵路中的作

8、用路基在客運專線鐵路中的作用 自自20世紀世紀60年代第一條高速鐵路在日本建年代第一條高速鐵路在日本建成以來，世界范圍內出現(xiàn)了競相修建高速成以來，世界范圍內出現(xiàn)了競相修建高速鐵路的熱潮，高速鐵路的出現(xiàn)對傳統(tǒng)鐵路鐵路的熱潮，高速鐵路的出現(xiàn)對傳統(tǒng)鐵路的設計、施工和養(yǎng)護維修提出了新的挑戰(zhàn)，的設計、施工和養(yǎng)護維修提出了新的挑戰(zhàn)，在許多方面深化和改變了傳統(tǒng)的設計方法在許多方面深化和改變了傳統(tǒng)的設計方法和觀念。就路基工程而言，主要表現(xiàn)為以和觀念。就路基工程而言，主要表現(xiàn)為以下三個特點：下三個特點： 1、高速鐵路路基的多層結構系統(tǒng)、高速鐵路路基的多層結構系統(tǒng) 高速鐵路線路結構，已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的軌高速鐵路線路

9、結構，已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的軌道道/道床道床/土路基這種結構型式，既有有碴軌土路基這種結構型式，既有有碴軌道也有無碴軌道對于有碴軌道，在道床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和土路基之間，已拋棄了將道碴層直接放在土路基上的結構形式，作成了多層結構在土路基上的結構形式，作成了多層結構系統(tǒng)。例如：法國采用道碴層系統(tǒng)。例如：法國采用道碴層/碴底層（級碴底層（級配粒料）配粒料）/基礎層（級配良好的礫石）基礎層（級配良好的礫石）/防污防污層（砂、土工纖維）；日本在道床和基床層（砂、土工纖維）；日本在道床和基床之間加設了之間加設了5cm厚的瀝青混凝土；德國在厚的瀝青混凝土；德

10、國在道床與基床之間加設了路基保護層即道床與基床之間加設了路基保護層即PSS層。層。2、控制變形是路基設計的關鍵、控制變形是路基設計的關鍵 控制變形是路基設計的關鍵，采用各種不同的控制變形是路基設計的關鍵，采用各種不同的路基結構型式的首要目的是為高速線路提供一個路基結構型式的首要目的是為高速線路提供一個高平順、均勻和穩(wěn)定的軌下基礎。由散體材料組高平順、均勻和穩(wěn)定的軌下基礎。由散體材料組成的路基是整個線路結構中最薄弱、也是最不穩(wěn)成的路基是整個線路結構中最薄弱、也是最不穩(wěn)定的環(huán)節(jié)，是軌道變形的主要來源。它在多次重定的環(huán)節(jié)，是軌道變形的主要來源。它在多次重復荷載作用下所產(chǎn)生的累積永久下沉復荷載作用下所

11、產(chǎn)生的累積永久下沉(殘余變形殘余變形)將造成軌道的不平順，同時其剛度對軌道面的彈將造成軌道的不平順，同時其剛度對軌道面的彈性變形也起關鍵性的作用，因而對列車的高速走性變形也起關鍵性的作用，因而對列車的高速走行條件有重要的影響。高速行車對軌道變形有嚴行條件有重要的影響。高速行車對軌道變形有嚴格的要求，因此，變形問題便成為高速鐵路設計格的要求，因此，變形問題便成為高速鐵路設計所考慮的主要控制因素。就路基而言，過去多注所考慮的主要控制因素。就路基而言，過去多注重于強度設計，并以強度作為軌下系統(tǒng)設計的主重于強度設計，并以強度作為軌下系統(tǒng)設計的主要控制條件。而現(xiàn)在強度已不成為問題，一般在要控制條件。而現(xiàn)

12、在強度已不成為問題，一般在達到強度破壞前，可能已經(jīng)出現(xiàn)了不能容許的過達到強度破壞前，可能已經(jīng)出現(xiàn)了不能容許的過大有害變形。大有害變形。3、列車、列車/線路整體系統(tǒng)的相互匹配，路基是重要組線路整體系統(tǒng)的相互匹配，路基是重要組成部分成部分 變形問題的解決相當復雜，是一個世界性的難變形問題的解決相當復雜，是一個世界性的難題。日歐各國雖然實現(xiàn)了高速，但他們都是通過題。日歐各國雖然實現(xiàn)了高速，但他們都是通過采用高標準的昂貴的強化線路結構和高質量的養(yǎng)采用高標準的昂貴的強化線路結構和高質量的養(yǎng)護維修技術來彌補這方面的不足。日本對此不惜護維修技術來彌補這方面的不足。日本對此不惜代價，在上越和東北新干線上，高架

13、橋延長數(shù)所代價，在上越和東北新干線上，高架橋延長數(shù)所占比例分別為占比例分別為49%和和57%，路基僅占，路基僅占1%和和6%。所以，變形問題是軌下系統(tǒng)設計的關鍵。對于高所以，變形問題是軌下系統(tǒng)設計的關鍵。對于高速鐵路，輪速鐵路，輪/軌系統(tǒng)應該是車輪、鋼軌、道床、路軌系統(tǒng)應該是車輪、鋼軌、道床、路基整個系統(tǒng)各部分相互作用的整體。因為包括路基整個系統(tǒng)各部分相互作用的整體。因為包括路基在內的軌下系統(tǒng)的垂向變形集中反映在軌面上，基在內的軌下系統(tǒng)的垂向變形集中反映在軌面上，并且又直接影響著輪、軌作用力的大小。并且又直接影響著輪、軌作用力的大小。國內外路基工程的現(xiàn)狀與發(fā)展前景國內外路基工程的現(xiàn)狀與發(fā)展前景

14、1、我國鐵路路基現(xiàn)狀、我國鐵路路基現(xiàn)狀 長期以來，我國新建鐵路沒有把路基當長期以來，我國新建鐵路沒有把路基當成土工結構物來對待，而普遍冠名以土成土工結構物來對待，而普遍冠名以土石方。路基質量問題已逐漸被人們所認石方。路基質量問題已逐漸被人們所認識與重視。必須提出與鐵路發(fā)展相適應識與重視。必須提出與鐵路發(fā)展相適應的高要求的路基設計標準，并嚴格控制的高要求的路基設計標準，并嚴格控制工程質量。工程質量。2、國外鐵路路基現(xiàn)狀、國外鐵路路基現(xiàn)狀 特點如下：特點如下： 1.結合路基工程規(guī)定了詳細的巖土分類，要求結合路基工程規(guī)定了詳細的巖土分類，要求詳細地進行調查，為設計、施工及養(yǎng)護提供所詳細地進行調查，為

15、設計、施工及養(yǎng)護提供所必須的依據(jù)資料。必須的依據(jù)資料。 2.加強了軌道基礎的路基基床部分，特別是對加強了軌道基礎的路基基床部分，特別是對基床表層有嚴格的材料條件并規(guī)定了強度要求。基床表層有嚴格的材料條件并規(guī)定了強度要求。 3.對路堤各部分的填土規(guī)定了相應的填料標準對路堤各部分的填土規(guī)定了相應的填料標準4. 對路堤填土的地基條件提出了規(guī)定及處理要對路堤填土的地基條件提出了規(guī)定及處理要求。求。 5.加強路基的排水系統(tǒng)、邊坡和災害的防護。加強路基的排水系統(tǒng)、邊坡和災害的防護。3、路基工程技術的發(fā)展、路基工程技術的發(fā)展 1.設計計算技術逐步提高，設計理念逐漸設計計算技術逐步提高，設計理念逐漸轉變轉變隨

16、著高速鐵路的出現(xiàn)和發(fā)展，深化了傳統(tǒng)隨著高速鐵路的出現(xiàn)和發(fā)展，深化了傳統(tǒng)的路基設計理念。由于高速行車對線路的路基設計理念。由于高速行車對線路變形的嚴格要求，使得路基設計在由強變形的嚴格要求，使得路基設計在由強度控制設計逐漸向變形控制設計轉變，度控制設計逐漸向變形控制設計轉變，因為一般在路基強度破壞之前，可能出因為一般在路基強度破壞之前，可能出現(xiàn)了不能容許的多大變形?，F(xiàn)了不能容許的多大變形。 2.新工藝、新技術、新材料層出不窮新工藝、新技術、新材料層出不窮 3.測試手段和設備進一步提高，檢測方測試手段和設備進一步提高，檢測方法更加合理法更加合理 路基施工質量的檢測方法正在由以前路基施工質量的檢測方

17、法正在由以前單一的壓實系數(shù)單一的壓實系數(shù)K指標逐漸向雙指標檢指標逐漸向雙指標檢測過渡。隨著人們對高速列車動荷載測過渡。隨著人們對高速列車動荷載作用下路基表現(xiàn)的動態(tài)行為的不斷深作用下路基表現(xiàn)的動態(tài)行為的不斷深入，檢測路基強度的另一指標入，檢測路基強度的另一指標 動態(tài)動態(tài)變形模量變形模量Evd正在逐漸應用推廣。正在逐漸應用推廣。 4.規(guī)范逐步完善和更新規(guī)范逐步完善和更新客運專線鐵路路基與普通鐵路路基的客運專線鐵路路基與普通鐵路路基的區(qū)別區(qū)別 高速鐵路運行速度快、技術標準高、對高速鐵路運行速度快、技術標準高、對路基的要求嚴格，控制路基變形已成為路基的要求嚴格，控制路基變形已成為高速鐵路路基的最大特點

18、。因此，高速高速鐵路路基的最大特點。因此，高速鐵路路基與普通鐵路路基的本質區(qū)別在鐵路路基與普通鐵路路基的本質區(qū)別在于基床表層厚度增加，壓實標準提高，于基床表層厚度增加，壓實標準提高，同時對填料及路橋過渡段的剛度提出了同時對填料及路橋過渡段的剛度提出了更高的要求。更高的要求?？瓦\專線鐵路路基技術特點客運專線鐵路路基技術特點 列車運行的高速、舒適、安全運送旅客特征，要求列車運行的高速、舒適、安全運送旅客特征，要求路基必需具備強度高、剛度大、縱向變化均勻、長久穩(wěn)路基必需具備強度高、剛度大、縱向變化均勻、長久穩(wěn)定的特點。定的特點。 高標準的填筑技術和強化的基床結構高標準的填筑技術和強化的基床結構 路基必須作為結構物來對待。路基必須作為結構物來對待。 填