时速公里客货共线客运专线高速铁路路基技术标准PPT课件

1、1.1 1.1 轨道平顺度 有碴轨道有碴轨道时速时速200公里客货共线、客运专线有碴轨道平顺度铺设精度公里客货共线、客运专线有碴轨道平顺度铺设精度高低高低轨向轨向水平水平扭曲扭曲轨距轨距幅值（幅值（mmmm）3 33 33 33 32 2弦长弦长(m)(m)1010- -基线长基线长6.25m6.25m- -时速时速250公里客运专线有碴轨道平顺度铺设精度公里客运专线有碴轨道平顺度铺设精度高低高低轨向轨向水平水平扭曲扭曲(2.5m)(2.5m)轨距轨距幅值幅值(mm)(mm)2 22 22 22 22 2弦长弦长(m)(m)1010- -京沪高速铁路京沪高速铁路有碴轨道平顺度铺设精度有碴轨道平

2、顺度铺设精度高低高低轨向轨向水平水平扭曲扭曲(2.5m)(2.5m)轨距轨距幅值幅值(mm)(mm)2 22 22 21.51.52 2弦长弦长(m)(m)1010- -第1页/共27页 无碴轨道无碴轨道第2页/共27页1.2 1.2 路基动应力与速度的关系 路基动应力的大小与许多因素有关，尤其是机车车辆的类型，线路状态，列车行车速度路基动应力的大小与许多因素有关，尤其是机车车辆的类型，线路状态，列车行车速度等等 对于客车编组，机车轴重比车辆轴重大得多，因此路基动应力的最大值都是由机车引起；对于客车编组，机车轴重比车辆轴重大得多，因此路基动应力的最大值都是由机车引起； 对于货车编组，机车较车辆

3、引起的路基动应力仍然要大，但差别不大。对于货车编组，机车较车辆引起的路基动应力仍然要大，但差别不大。 第3页/共27页 客车机车和车辆引起的动应力波形 货车机车和车辆引起的动应力波形 第4页/共27页不同位置传感器的平均动应力值不同位置传感器的平均动应力值时时 速速km/h1号传感器动应力号传感器动应力值值 /KPa2号传感器动应力值号传感器动应力值 /KPa3号传感器动应力值号传感器动应力值 /KPa4号传感器动应力号传感器动应力值值 /KPa37.0128.275.2126.165.338.3129.476.4130.165.553.7134.075.1135.267.155.0135.2

4、76.6136.567.556.0134.575.8137.568.259.8133.279.2136.067.262.7137.582.1138.869.163.2135.679.5138.269.069.1137.082.3139.371.277.5139.182.8137.370.3平均动应力值平均动应力值/kPa134.778.5135.568.0第5页/共27页动应力计算公式)1 (6 . 2vPdL式中式中 速度系数，高速铁路无缝线路速度系数，高速铁路无缝线路0.0030.003；0.0040.004；准高速铁路无缝线路可取准高速铁路无缝线路可取P-P-机车车辆的静轴重。机车车辆的

5、静轴重。一般短轨线路一般短轨线路或线路状态差的好要适当提高；或线路状态差的好要适当提高；第6页/共27页2路基主要技术标准2.1 路基面宽度和横断面形状第7页/共27页第8页/共27页2.2 2.2 路基基床结构及填料质量要求和压实标准 基床是铁路路基最重要部位，路基面以下基床是铁路路基最重要部位，路基面以下2.52.53.0m3.0m范围内由于受到列车荷载的影响很大，因此基床厚范围内由于受到列车荷载的影响很大，因此基床厚度定为度定为2.5m2.5m或或3.0m3.0m。路基基床结构基床的要求主要有三个方面：基床的要求主要有三个方面：强度要求：能抵抗列车荷载产生的动应力而不至破坏；防止道强度要

6、求：能抵抗列车荷载产生的动应力而不至破坏；防止道碴压入基床土中，避免道碴陷槽病害的形成；碴压入基床土中，避免道碴陷槽病害的形成；刚度要求：在列车高速行驶时，基床的弹性变形应满足安全性刚度要求：在列车高速行驶时，基床的弹性变形应满足安全性和舒适性的要求；在列车荷载的重复作用下，塑性累积变形很和舒适性的要求；在列车荷载的重复作用下，塑性累积变形很小；小；防渗、防冻要求：能够防止雨水浸入造成路基软化，防止发生防渗、防冻要求：能够防止雨水浸入造成路基软化，防止发生路基病害。在可能发生病害的地区，还有防冻等特殊要求。在路基病害。在可能发生病害的地区，还有防冻等特殊要求。在日本、法国、德国等高速铁路较发达

7、的国家都十分重视基床结日本、法国、德国等高速铁路较发达的国家都十分重视基床结构型式。构型式。第9页/共27页 日本在总结了东海道新干线建设经验与教训的基础上，日本在总结了东海道新干线建设经验与教训的基础上，提出了强化基床表层的结构型式。强化基床表层有沥青碎石提出了强化基床表层的结构型式。强化基床表层有沥青碎石基床表层和水硬性矿渣基床表层。基床表层和水硬性矿渣基床表层。第10页/共27页德国铁路路基结构分为路基保护层、防冻层、填筑路堤层德国铁路路基结构分为路基保护层、防冻层、填筑路堤层第11页/共27页法国铁路路基结构轨枕以下分为道碴层、垫层（碴垫法国铁路路基结构轨枕以下分为道碴层、垫层（碴垫层

8、、底基层、防污染层）和路基。层、底基层、防污染层）和路基。第12页/共27页 从几个国家采用的路基结构型式看，都具有强化基床表层的共性，对基床表层的厚度、从几个国家采用的路基结构型式看，都具有强化基床表层的共性，对基床表层的厚度、材料、压实度和力学指标都有详细的规定。另外，基床表层设置的厚度与基床底层填料材料、压实度和力学指标都有详细的规定。另外，基床表层设置的厚度与基床底层填料的工程性质有密切关系。的工程性质有密切关系。 国内对路基基床结构型式、填料与压实度、等都有明确的规定。与国外的铁路路基结构国内对路基基床结构型式、填料与压实度、等都有明确的规定。与国外的铁路路基结构型式相比，基床结构形

9、式过于单一，基床表层级配碎石厚度也没有与底层填料的工程性型式相比，基床结构形式过于单一，基床表层级配碎石厚度也没有与底层填料的工程性质结合起来。质结合起来。第13页/共27页填料和压实标准基床厚度基床厚度(m)设计时速（设计时速（km/h）基床表层基床表层基床底层基床底层基床总厚度基床总厚度时速时速200公里客运公里客运专线专线(客货共线客货共线)0.61.92.5时速时速250公里客运公里客运专线专线(高速铁路高速铁路)0.72.33.0第14页/共27页基床表层级配碎石压实标准基床表层级配碎石压实标准线路等级线路等级填料填料厚度厚度（m）压实标准压实标准备注备注地基系数地基系数 K30(M

10、Pa/m)动态变形模量动态变形模量Evd(MPa)孔隙率孔隙率n(%)时速时速200公里客运专线公里客运专线(客货共线客货共线)级配级配碎石碎石0.601905518路堤路堤级配级配碎石碎石0.501905518当为软质岩、强风化硬质岩及当为软质岩、强风化硬质岩及土质路堑时土质路堑时中粗中粗砂砂0.101304518时速时速250公里客运专线公里客运专线(高速铁路高速铁路)级配级配碎石碎石0.701905518路堤路堤级配级配碎石碎石0.551905518当为软质岩、强风化硬质岩及当为软质岩、强风化硬质岩及土质路堑时土质路堑时中粗中粗砂砂0.151304518第15页/共27页 基床表层应采用

11、级配碎石或级配砂砾石等材料，其材料规格及压实标准应基床表层应采用级配碎石或级配砂砾石等材料，其材料规格及压实标准应符合下列规定：符合下列规定： 碎石粒径、级配及材料性能应符合铁道部现行碎石粒径、级配及材料性能应符合铁道部现行铁路碎石道床底碴铁路碎石道床底碴的规的规定定 与上部道床碎石及下部填土之间应满足与上部道床碎石及下部填土之间应满足D154d85D154d85的要求。当与下部填土的要求。当与下部填土不能满足此项要求时，基床表层应采用颗粒级配不同的双层结构，或在基不能满足此项要求时，基床表层应采用颗粒级配不同的双层结构，或在基床底层表面铺设土工合成材料。但当下部填土为改良土时，可不受此项规床

12、底层表面铺设土工合成材料。但当下部填土为改良土时，可不受此项规定限制定限制第16页/共27页基床底层压实标准基床底层压实标准线路等级线路等级填料填料压实标准压实标准细粒土细粒土粗粒土粗粒土碎石土碎石土时速时速200、250公里客运公里客运专线、高速铁专线、高速铁路路(客货共线客货共线) A、B组填料组填料及改良土及改良土地基系数地基系数 K30(MPa/m)110130(120)150动态变形模量动态变形模量Evd(MPa)354550压实系数压实系数K0.95-孔隙率孔隙率n(%)-2828第17页/共27页基床以下路堤填料及压实标准基床以下路堤填料及压实标准线路等级线路等级填料填料压实标准

13、压实标准细粒土细粒土粗粒土粗粒土碎石土碎石土时速时速200公公里客运专线、里客运专线、客货共线；客货共线；时速时速250公公里客运专线里客运专线、高速铁路、高速铁路A、B、C组组填料及改良填料及改良土土地基系数地基系数 K30(MPa/m)90110130压实系数压实系数K0.90-孔隙率孔隙率n(%)-3131第18页/共27页2.3 2.3 路堤与桥涵过渡段及路堤与路堑过渡段设计原则 路堤与桥涵过渡段 过渡段长度: L=A+2(H-h)台尾路堤过渡段设置方式图第19页/共27页 路基与横向结构物（立交框构、箱涵等）过渡段路堤与横向结构物连接处设置方式图第20页/共27页 路堤与路堑过渡段堤

14、堑过渡方式一堤堑过渡方式二第21页/共27页2.4 2.4 路基工后沉降 控制标准路基工后沉降和沉降速率控制标准路基工后沉降和沉降速率控制标准标准标准工后沉降工后沉降/cm路桥过渡段工路桥过渡段工后沉降后沉降/cm沉降速率沉降速率/(cm/y)时速时速200公里客运专线、公里客运专线、客货共线客货共线1584时速时速250公里客运专线公里客运专线1053高速铁路高速铁路532第22页/共27页 路基工后沉降组成 路基填土压密下沉 日本的经验认为，路堤本体的压缩下沉约为填土高度的0.10.10.30.3（砂性土）和0.50.52.02.0（粘性土），并在通车一年后渐趋稳定。 西班牙在修建高速铁路时，曾对2020多处路堤在施工期间和施工以后的沉降进行过观测，工后沉降约为0.10.10.40.4。 对于路基填土压密工后沉降，德国和日本还采用了一个经验指标 京沪高速铁路设计暂行规定：路堤以粗粒土、碎石类土填筑时，约为路堤高度的0.10.3；以细粒土填筑时，约为路堤高度的0.30.5。30002hs 第23页/共27页行车引起的基床累积下沉 （a a）西南交通大学）西南交通大学 （b）Health 累积应变与加载次数关系曲线累积应变与加载次数关系曲线 根据日本的资料，累积下沉量约为根据日本的资料，累积下沉量约为1 12.5mm2.5mm，且经过一年时间行，且经