路基构造及一般路基设计

1、路基工程subgrade什么是铁路路基第一讲 路基工程的组成及其特点 路基工程组成性质和特点路基横断面兰新铁路成昆铁路 铁路路基是铁路线路的重要组成部分。它与桥梁、隧道相连，共同组成一个线路整体。路基工程主要由三部分建筑物构成：路基本体路基防护和加固建筑物路基排水设备。一、路基工程组成一、路基工程组成 component of subgradecomponent of subgrade1 1） 路基本体路基本体 sub-gradesub-grade 路基本体是指各种断面形式中的填挖部分，即直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分。例如：路堤、路堑等承重的主体建筑物。路堤天然地基天然地基路堑grou

2、ndground2 2） 路基排水设施路基排水设施 drainage facilitiesdrainage facilities 排除地面水的排水沟、侧沟、天沟；排除地下水的排水槽、渗水暗沟、渗水隧洞等。3 3） 路基防护和加固建筑物路基防护和加固建筑物protect and strengthening facilitiesprotect and strengthening facilities 挡土墙、护坡等。二、路基工程的特点和性质二、路基工程的特点和性质v材料复杂材料复杂 主要以土石为建筑材料主要以土石为建筑材料 v受环境影响大受环境影响大 各种复杂的地形、地质条件各种复杂的地形、地质条

3、件受严寒酷暑、水位涨落、飞砂走石、异常气象、受严寒酷暑、水位涨落、飞砂走石、异常气象、水文条件以至地震等自然环境的影响水文条件以至地震等自然环境的影响 v路基同时受到静荷载和动荷载的作用路基同时受到静荷载和动荷载的作用特点特点基本特性v承载能力承载能力强度：强度： 抵抗应力作用避免破坏的能力。抵抗应力作用避免破坏的能力。刚度：抵抗变形的能力。刚度：抵抗变形的能力。v耐久性：耐久性：使用年限使用年限v整体稳定性：整体稳定性：不发生坍塌或下滑。不发生坍塌或下滑。v水热稳定性：水热稳定性：浸水后承载力降低、冻涨溶沉浸水后承载力降低、冻涨溶沉四、路基设计内容四、路基设计内容 design of sub

4、gradev1 路基设计分类标准设计：标准设计：standard design个别设计个别设计 particular design （6）过渡段路基：路桥、其他横向结构物、地形变化较大）过渡段路基：路桥、其他横向结构物、地形变化较大和不同低级处理措施连接处等。和不同低级处理措施连接处等。路基横断面路基横断面：垂直于线路中心线截取的断面。：垂直于线路中心线截取的断面。路基横断面的基本形式：路堤、路堑；路堤、路堑；半路堤、半路堑；半路堤、半路堑；半堤半堑；半堤半堑；不填不挖路基。不填不挖路基。 1 路基横断面的形式第二节第二节 路基横断面设计路基横断面设计 sectionv路堤路堤v embank

5、ment/fill 路基横断面基本型式路基横断面基本型式 v路堑路堑 cutcut/cutting弃土堆弃土堆路基横断面基本型式路基横断面基本型式 sectionv不填不挖路基不填不挖路基 路基横断面基本型式路基横断面基本型式 v半路堑半路堑 part-cut路基横断面基本型式路基横断面基本型式 v半路堤半路堤 part-fillv半路堤半路堑半路堤半路堑 part-cut part-fill、cut-fill section路基横断面基本型式路基横断面基本型式 路基路基本体本体v路基顶面路基顶面 formationv路肩路肩 shoulderv基床基床 bedv边坡边坡 slopev路基基底

6、路基基底 base2. 2. 路基横断面基本构造路基横断面基本构造 basic elementsbasic elements路基附属路基附属设备：设备：v路基排水设备路基排水设备 drainage facilitiesv路基防护设备路基防护设备 slope protect facilitiesv路基加固设备路基加固设备 slope strengthening基床基床基床基床路肩路肩: :路基面上未被道床覆盖的部分路基面上未被道床覆盖的部分. .基床基床基床基床：路基面以下受列车：路基面以下受列车动荷载作用和受水文、气动荷载作用和受水文、气候变化影响的深度范围候变化影响的深度范围边坡边坡：路基横

7、断：路基横断面两侧的边线面两侧的边线v路基基底路基基底：路堤填土的天然地面以下受填土：路堤填土的天然地面以下受填土自重及轨道、列车荷载作用的部分称为路堤基自重及轨道、列车荷载作用的部分称为路堤基底。路堑边坡土体内和堑底路基面以下的地基底。路堑边坡土体内和堑底路基面以下的地基内因开挖而产生应力变化的部分称为路堑基底内因开挖而产生应力变化的部分称为路堑基底 路基面路基面:直接在其上铺设轨道的面直接在其上铺设轨道的面3 路基面 formationv3.1 形状： 有拱、 无拱 4%有拱：适用于非渗水性土地段；有拱：适用于非渗水性土地段；无拱：岩质路基或用渗水材料无拱：岩质路基或用渗水材料(如碎石、卵

8、石、如碎石、卵石、砾石、粗砂或中砂砾石、粗砂或中砂)修筑的路基地段修筑的路基地段crownpermeable soilnon-permeable soil3 路基面formation with crown道床覆盖的宽度加上两侧路肩的宽度之和。道床覆盖的宽度加上两侧路肩的宽度之和。3.2 路基面的宽度 width of subgrade1) 直线地段度路基面宽度2) 高速客运专线直线地段路基面宽度高速客运专线直线地段路基面宽度3 3）曲线地段路基面加宽）曲线地段路基面加宽 wideningwidening 原因原因: : 外轨超高外轨超高线间距加宽线间距加宽高速客运专线曲线地段路基加宽值高速客运

9、专线曲线地段路基加宽值3.3 路肩高程路肩高程 elevationv路基不致被洪水淹没,也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。 规范规定，路肩的最小高程应比设计洪水频率的水位连同波浪侵袭高和壅水现象）在内，再加 0.5m 富余量。3.4 路基边坡 slope坡形设计坡形设计 slope pattern坡度设计坡度设计 gradient路堤：路堤：1:1.31:1.75路堑：路堑：1:0.11:1.75单面坡单面坡折线形折线形阶梯形阶梯形3.4 路基边坡 slope边坡设计影响因素：边坡设计影响因素：填料的物理力学性质填料的物理力学性质边坡高度边坡高度基底的工程

10、地质条件。基底的工程地质条件。岩石路堑边坡形式岩石路堑边坡形式（1 1）强度）强度（2 2）刚度）刚度（3 3）排水）排水（4 4）防冻）防冻4.1 4.1 作用作用防止基床破坏、避免道床压入基床、防止基床破坏、避免道床压入基床、施工阶段承受施工机具重量；施工阶段承受施工机具重量；防止路基浸水软化，避免翻浆冒泥。防止路基浸水软化，避免翻浆冒泥。避免过大的不均匀沉降，保避免过大的不均匀沉降，保证行车安全性和舒适性；证行车安全性和舒适性；防止路基土冻胀。防止路基土冻胀。4 基床 subgrade bed4.2 4.2 结构结构1 1）双层结构）双层结构2 2）多层结构）多层结构钢筋混凝土连续板钢筋

11、混凝土连续板混凝土绝热层混凝土绝热层支持层支持层素混凝土素混凝土矿渣混凝土等。矿渣混凝土等。基床表层基床表层 top layertop layer基床底层基床底层 base/bottom layerbase/bottom layer我国：双层结构我国：双层结构高速铁路设计规范（试行）高速铁路设计规范（试行）2009 规定：规定：表层：无砟轨道表层：无砟轨道 0.4m， 有砟轨道有砟轨道0.7m；底层：底层：2.3m。德国高速无砟轨道路堤德国高速无砟轨道路堤日本高铁板式轨道路堤日本高铁板式轨道路堤5 路基横断面标准设计图 路堤标准横断面i) 边坡高度不大于8米。两侧有取土坑的普通土质路堤。路堤标

12、准横断面1（两侧有取土坑） ii) 当填方高度大于 8 米而不小于 20 米时，采用上陡下缓的变坡形式。路堤标准横断面2iii) 地面横坡大于 1 : 5 而小于 1 : 2.5 的斜坡上的路堤横断面。 路堤标准横断面（地面横坡大） 路堑标准横断面常见的粘性土路堑断面 适用于黄土及黄土类土、细纱土及易风化岩石的路堑。因为这类边坡容易风化剥落，设置侧沟平台以避免侧沟堵塞、方便养护维修。 设有侧沟平台的路堑断面 这种情况不需设置侧沟。 碎石类、砾石类及粗纱、中沙土的路堑断面边坡陡，开挖面较小。 不易风化的岩石路堑断面高速铁路路基标准断面图高速铁路路基标准断面图高速铁路路基标准断面图高速铁路路基标准断面图高速铁路路基标准断面图高速铁路路基标准断面图高速铁路路基标准断面图高速铁路路基标准断面图6 路基工程常见病害路基工程常见病害v基床翻浆冒泥基床翻浆冒泥 v路基下沉路基下沉 v基床外挤基床外挤