高速铁路路基设计讲义总结（157页）

1、高速铁路路基设计二0一六年十一月一、概述二、路基结构及要求三、路基变形控制四、路基填料分类与填筑五、路堤、路堑、低路堤六、地基处理七、过渡段目 录一、概述京沪高速铁路设计暂行规定（2004-12-30）新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定（2005-4-25）新建时速200-250公里客运专线铁路设计暂行规定（2005-8-10）客运专线无砟轨道铁路设计指南（2005-10-09）新建时速300-350公里客运专线铁路设计暂行规定（2007-3-15）高速铁路设计规范（试行）（2009-12-1）2008年4月26日召开高速铁路设计规范编制大纲审查会卢春房副部长在编制大纲审查会上指出：

2、这次大会是我国高速铁路体制建设的重要步骤- 建立中国高速铁路建设完善的体系，实现自主创新、自我发展，完善铁路技术标准等等建立和完善中国高速铁路标准体系的条件已经具备、时机成熟：1、开展了广泛深入的理论研究（上世纪90年代就做了大量的工作） 高速度：300350km/h； 高密度：最密3分钟一趟列车； 高可靠性：保证旅客的安全、舒适。2、逐步积累了实践经验3、创新成果不断涌现4、建造技术更加成熟从大纲审查会我们可以看到：1、铁道部领导的重视。2、对这本规范给予很高的希望： 建立完善的中国高速铁路技术体系、并且要推出国门、走向世界。2008年4月26日召开高速铁路设计规范编制大纲审查会2008年1

3、1月19日召开高速铁路设计规范征求意见稿审查会2009年4月7日召开高速铁路设计规范送审稿审查会2009年12月1日正式颁布实施高速铁路设计规范（试行）TB10020-2009高速铁路是指速度为250350km/h的高速旅客列车专用铁路。（近期兼顾货运的高速铁路还应执行相关的规范）路基主体工程应按土工结构物进行设计，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。 路基作为轨道的基础，必须具有变形小、强度高、刚度大且纵向变化均匀、长期稳定和耐久等特性，以确保列车高速、安全、舒适、平顺运行并最大程度减少维修工作量。 路基工程应加强地质调绘和勘探

4、、试验工作，查明基底、路堑边坡、支挡结构基础等的岩土结构及其物理力学性质，查明不良地质情况，查明填料性质和分布等，在取得可靠的地质资料基础上开展设计。 路基设计应符合防灾减灾要求，提高路基抵抗连续强降雨、洪水及地震等自然灾害的能力。 高速铁路路基关键技术： 路基结构 路基变形控制 路基填料 地基处理技术 过渡段 （路基排水、防护、支挡工程） （接口设计）1、各国路基标准横断面 A、法国TGV二、路基结构及要求基床由覆盖层2035cm，封堵层3550cm，上层土方100cm组成，覆盖层及封堵层均有各自严格的级配要求。 B、德国高速铁路(300km)基床由保护层20cm，防冻层（40cm）组成，采

5、用工厂配制的矿物材料混合物填筑。 B、德国高速铁路(300km)Rheda型无碴轨道，双块式轨枕断面示意图 B、德国高速铁路(300km)C、日本新干线基床表层：沥青混凝土厚5cm，级配碎石厚30cm或厚65cm；基床底层：厚230265cm。 D、京沪高速铁路路基基床由表层与底层组成。有砟轨道表层级配碎石或级配砂砾石厚0.7m，k30190Mpa， EVd55MN/m。基床底层厚2.3m，K3013050Mpa， EVd40MN/m 。 高速规范无砟轨道支承层（或底座板）底部路基面可设计为水平或设置0.5%横向坡度，支承层（或底座板）边缘路基面向两侧设置不小于4%的横向排水坡。有砟轨道路基面

6、形状应为三角形，由路基面中心向两侧设置不小于4%的横向排水坡。曲线加宽时，路基面仍应保持三角形。有砟轨道路堤、路堑的两侧路肩宽度，双线不应小于1.4m，单线不应小于1.5m。无砟轨道双线路堤标准横断面示意图 有砟轨道双线路堤标准横断面示意图 2、基床厚度确定原则高速规范对基床要求：基床表层的强度应能承受列车荷载的长期作用，刚度应使列车运行时产生的弹性变形控制在一定范围内，厚度应使扩散到其底层面上的动应力不超出基床底层土的承载能力。其填料应具有较高的强度及良好的水稳定性、防冻性和压实性能，能够防止道砟压入基床及基床土进入道床，防止地表水侵入导致基床软化及产生翻浆冒泥、冻胀等基床病害。基床表层厚度

7、：“高速铁路路基设计技术条件研究”中提出基床表层厚度由以下两个方面原则确定：强度控制：以作用在基床底层顶面的动应力不大于填土允许应力为控制条件。变形控制：在列车荷载作用下，以路基顶面变形量不大于3.5mm为控制条件；列车动应力由轨道、道床传至路基本体，沿深度逐渐衰减。在路基某一深度处，列车荷载引起的动应力只占路基自重荷载的一小部分，在此深度以下，动荷载对路基的影响很小。高速铁路路基基床厚度按列车荷载产生的动应力与路基自重应力之比为0.2的原则确定。计算结果表明：当动应力与自重应力之比为0.2时，深度约为3.0m，因此将基床厚度定为3.0m。当基床表层变形模量E1=210 MPa，基床底层变形模

8、量E2=34 MPa时，基床表层厚度70cm，能够满足03.5mm的变形控制条件。按填土允许应力控制条件时，根据“高速铁路路基设计技术条件研究”报告，得到基床下部填土允许动强度与基床表层厚度的关系，当压实度K=1.0时，基床表层厚度约需0.6m左右；若压实度K=0.95，则基床表层厚约需0.8m左右。综合变形控制与强度控制两方面的计算结果，取基床表层厚为0.7m。高速规范 基床结构：路基基床分为基床表层和基床底层，路基基床表层（无砟轨道含轨道支承层或底座板）厚度为0.7m，底层厚度为2.3m，总厚度为3.0m。3、路肩宽度的确定确定的原则：路基稳定的需要：特别是浸水后路堤边坡的稳定性。路肩部分

9、设置接触网支柱、电缆槽、通信、信号设备等。满足养护维修的需要。确保人员安全避让距离的需要：尽管高速铁路是全封闭的，运行期间人员不能进入线路范围，但世界各国依然考虑人行的安全问题，德国在线路设计规范中把离线路中心3.5m以外作为安全区。根据国外高速铁路一些国家的路肩宽度设置来看，日本早期修建的东海道新干线时，路肩宽度一侧为0.5m，另一侧为1.0m，但是1978年修订路基规范时，则提高到两侧路堤均为1.2m，路堑为1.0m；法国修建巴黎里昂TGV时，路肩宽为1.52.0m，大西洋TGV时就改为2.25m；德国两侧均为1.3m。因此，基于以上分析，将路基两侧路肩宽度定1.01.4m。 京沪高速铁路

10、相关的试验研究资料表明，目前我国“规范”所采用的基床结构及标准，其动力响应值可满足客运专线高速运行的要求。4、各国路基面结构尺寸国别项目法国德国日本中国速度v（km/s）230270300230-300200-300200250300-350断面宽度s（m）13.4013.6013.9013.7-14.011.4012.112.313.413.613.8线间距a（m）4.04.24.54.74.34.44.64.85.0距接触网距离b（m）3.13.65 3.13.13.1路肩宽度c（m） 2.0-2.21.65-1.901.0-1.41.01.41.4基床表层（m）h1（cm）20-3520

11、-355607070h2（cm）35-504530-60基床底层（cm）100120-135235-265190230230基床厚度（cm）170200-250300250300300三、路基变形控制 高速规范要求：路基工后沉降值应控制在允许范围内，地基处理措施应根据地形和地质条件、路堤高度、填料及工期等进行计算分析确定。对路基与桥台及路基与横向结构物过渡段、地层变化较大处和不同地基处理措施连接处，应采取逐渐过渡的地基处理方法，减少不均匀沉降。路基施工应进行系统的沉降观测，铺轨前宜根据沉降观测资料进行分析评估，确定路基工后沉降满足要求后方可进行轨道铺设。 工后沉降：目前高速铁路设计规范定义为“

12、铺轨工程完成以后，路基设施产生的沉降量”，即：示意图中S3。各国根据自身情况对沉降控制都提出了严格标准，我国高速铁路工后沉降控制标准：300、350km/h高速铁路路基工后沉降不大于5cm（路桥过渡3cm），年沉降速率应小于2cm/年。250km/h客运专线工后沉降不大于10cm（路桥过渡段5cm),年沉降速率应小于3cm/年。200km/h客运专线工后沉降不大于15cm（路桥过渡段8cm),年沉降速率应小于4cm/年。我国无砟轨道客运专线工后沉降路基工后沉降量一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm；沉降比较均匀、长度大于20m的路基，允许的最大工后沉降量为30mm；并且调整轨面高程后的竖曲

13、线半径应满足：Rsh 0.4 vsJ2 Rsh-轨面圆顺的竖曲线半径（m)； vsJ-设计最高速度(km/h)路桥或路隧交界处差异沉降不应大于5mm,过渡段沉降造成的路基和桥梁或隧道的折角不应大于1/1000。 变形控制是高速铁路路基设计施工的关键，路基的变形一般分为两类，即：路基基床动变形（弹性变形及塑性变形）和路基本体及地基的压密变形。 路基面动变形：路基面动变形是由列车动荷载引起的基床变形。动变形与列车轴重、行车速度、轨道状态、以及基床结构、材料，压实度等关系密切。动变形包括弹性变形和塑性变形，它对乘车舒适度、轨道平顺性的日常养护维护等均有影响。路基面动变形弹性变形： 路基面的弹性变形直

14、接反映了路基的综合刚度，与路基结构类型、基床表层厚度、基床底层刚度有关。塑性变形： 路基基床承受的是高速列车长期动荷载，大量试验证明土体在长期动荷载反复作用下，其塑性变形也随之增大，当动应力值大于某一定值（临界动应力）时，随着震动次数的增加，塑性变形将逐步发展直至破坏，这种情况是不允许出现的。变形控制： 在列车荷载作用下，以路基顶面变形量不大于3.5mm为控制条件；根据计算，当基床表层变形模量E1=210 MPa，基床底层变形模量E2=34 MPa时，基床表层厚度70cm，能够满足03.5mm的控制条件。 秦沈实测值：0.47-0.94mm。路基本体的压缩变形： 实测资料表明：当填料及压实度满

15、足要求时，路基本体压密沉降仅占填土高度的0.1-0.5%，且完成的时间较快（一般在一年左右可完成），故工后沉降主要是由地基沉降引起的沉降量。沉降估算与测算设计阶段的沉降估算：根据地质条件、土层物理力学参数、填土高度、地基加固措施、工期等计算总沉降量及工后沉降量。由于地层的不均匀性、参数选取的精度、计算方法的局限性，以及施工过程的影响等因素，此时沉降计算只能是一种估算。下图为某路堤实测沉降过程曲线与理论沉降过程对比图，实测值与计算值明显有较大差别，其精度难以满足客运专线高标准要求 施工阶段的沉降测算： 根据实测沉降观测资料，利用数学方法对后期沉降速率、总沉降量、以及工后沉降值进行计算分析，根据沉

16、降测算资料确定铺轨时间。这是确保客运专线路基，尤其是松软土路基沉降得到有效控制的重要手段。沉降估算与测算 预测加载预压时间：如下示意图，在施工期任意时刻Tn时，可根据拟合曲线计算出满足工后沉降（S2)的时间t2，预测还需预压的时间(T2-Tn)，指导下步施工计划的安排预测施工期沉降：合理预留沉降量 沉降测算方法 路基沉降预测应采用曲线回归法 测算方法：利用实测沉降数据推算工后沉降方法很多，常用的有双曲线法、指数曲线法、三点法（对数曲线法）、星野法、沉降速率法等。 这些经验公式各有其适用条件，不同的地基加固方法、沉降观测时间的长短以及初始时间的选择等也都会对推算精度产生影响。应根据工点具体情况，

17、视拟合程度的优劣，选择与实际情况较为吻合或接近的方法来推算最终沉降量、工后沉降量及沉降速率。根据沉降发展趋势及工期要求，采取相应措施（如调整预压土高度；确定预压土卸荷时间；确定在填筑基床表层前基床底层顶面的抬高值等），调整设计，使地基处理达到预定的要求，并为铺轨前对路基进行评估提供依据。 1 根据实际观测数据作多种曲线的回归分析，确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不应低于0.92。2 沉降预测的可靠性应经过验证，间隔36个月的两次预测的偏差不应大于8mm。3 轨道铺设前最终的沉降预测应符合其预测准确性的基本要求，即从路基填筑完成或堆载预压以后沉降和沉降预测的时间t应满足下列条件： s(t)

18、/s(t=)75% 式中： s(t)：从路基填筑完成或堆载预压时起产生的沉降； s(t=)：从路基填筑完成或堆载预压时起的预测总沉降。评估 在路基上铺设轨道前，应对路基变形作系统的评估，以保证路基的工后沉降和变形符合设计要求。路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期，观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时，应继续观测或者采取必要的加速或控制沉降的措施。路基沉降观测应以路基面沉降和地基沉降观测为主，可在线路两侧设置地基和路肩观测桩及在地基设置剖面沉降变形观测装置，或在线路中心设置沉降板；在过渡段宜布置剖面沉降管，并在管口设置沉降观测桩。 路基沉降观测断面的设置及观测

19、断面的观测内容 、观测断面的间距 、观测装置的具体埋设位置 、观测进度和频次在高速铁路设计规范均作了规定。铺设无砟轨道前的路基沉降分析评估工作：按照客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建设2006158号，以下简称评估指南）、客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定（铁建设2006189号，以下简称测量暂规），在对路基、桥梁、隧道、涵洞及过渡段等不同结构物基础沉降变形观测的础上，绘制观测地段的沉降预测变形曲线，进行综合评估，确认其满足铺设无碴轨道的要求。主要工作步骤：（1）收集相关地段的沉降观测资料（2）路基、桥涵、隧道工程沉降分析和预测（3）路基、桥涵、隧道工程无碴轨道铺设条件评估（4）

20、区段铺设轨道无碴轨道技术条件综合评定（5）无碴轨道铺设审定（6）评估报告汇编四、路堤填料分类与填筑施工 路基填料的材质、级配、水稳性等应满足高速铁路的要求，填筑压实应符合相关标准。 路基填料的最大粒径在基床底层内应小于60mm，基床以下路堤内应小于75mm。路堤填筑前，应进行现场填筑试验。 路堤的填筑其填料的粒径大小、是否分层压实等因素，对路堤的强度和密实程度有很大的影响。填料最大粒径的控制对于保证路基工程质量非常重要，符合路基作为结构设计的理念。德国的RIL836规范中规定的填料最大粒径为64mm。原暂规对最大粒径的限制为在基床底层内应小于100mm，基床以下路堤内应小于150mm。由于K3

21、0监测方法要求最大粒径不大于荷载板的1/4即75mm，武广、哈大线均提出从严控制最大粒径的原则，控制路基填料的最大粒径在基床底层内应小于60mm，基床以下路堤内应小于75mm。K30 目前世界各国及我国工程界各部门对于土质分类法尚无统一完整的体系。土质分类主要根据土颗粒组成及特征(以土的级配指标：不均匀系数Cu和曲率系数Cc表示)、土的塑性指标（液限、塑性指数）、土中有机质含量等。岩石主要根据强度、抗风化能力等。 1、我国填料分类传统分类标准填 粒颗粒、级配、塑性指数Ip填料组别类别名称岩块硬块石粒径大于200mm颗粒的质量超过总质量的50%，不易风化，尖棱状为主A软块石粒径大于200mm颗粒

22、的质量超过总质量的50%，易风化，尖棱状为主B、C、D粗粒土碎石类土漂石土粒径大于200mm颗粒的质量超过总质量的50%，浑圆或圆棱状为主A、B、C块石土粒径大于200mm颗粒的质量超过总质量的50%，尖棱状为主A、B、C卵石土粒径大于20mm颗粒的质量超过总质量的50%，浑圆或圆棱状为主A、B、C碎石土粒径大于20mm颗粒的质量超过总质量的50%，尖棱状为主A、B、C圆砾土粒径大于2mm颗粒的质量超过总质量的50%，不浑圆或圆棱状为主A、B、C角砾土粒径大于2mm颗粒的质量超过总质量的50%，尖棱状为主A、B、C砂类土砾砂粒径大于2mm颗粒的质量超过总质量的25%50%A、B粗砂粒径大于0.

23、5mm颗粒的质量超过总质量的50%A、B中砂粒径大于0.25mm颗粒的质量超过总质量的50%A、B细砂粒径大于0.075mm颗粒的质量超过总质量的85%C粉砂粒径大于0.075mm颗粒的质量超过总质量的50%C细粒土粉土Ip10、粒径大于0.075mm颗粒的质量超过总质量的50%WL40CWL40D黏性土粉质黏土10Ip17WL40CWL40D黏土Ip17D有机土有机质含量大于5%E填料控 制 指 标填料组别细粒土的含量颗粒级配风化程度软块石不易风化的软块石（胶结物为硅质或钙质）B易风化的软块石（胶结物为泥质）C强风化及全风化的软块石D碎石类土15%级配良好（Cu5并且Cc=13）A级配不良（

24、Cu5或Cc13）B15%30%B30%C砾砂、粗砂、中砂15%级配良好（Cu5并且Cc=13）A级配不良（Cu5或Cc13）B15%30%B软块石、碎石类土和砂类土填料分组 一级定名二级定名填料分组类别名称说明细粒含量粒配名称符号岩块块石类硬块石粒径大于200mm颗粒的质量超过总质量的50(不易分化，尖棱状为主)硬块石RhA软块石粒径大于200mm颗粒的质量超过总质量的；50(易风化，尖棱状为主)不易风化的软块石Rs-pB易风化的软块石RsnC风化的块石Rs-wD漂石土粒径大于200mm颗粒的质量超过总质量的50（浑圆或圆棱状为主)5良好级配好的漂石RbWA不良级配不好的漂石RbPB515良

25、好级配好含土漂石RbW-FA不良级配不好的含土漂石RbP-FB15土质漂石RbFB、C碎石类卵石土粒径大于60mm颗粒的质量超过总质量的50（浑圆或圆棱状为主)5良好级配好的卵石RgWA不良级配不好的卵石RgPB515良好级配好的含卵石RgW-FA不良级配不好的含土卵石RgP-FB15质卵石RgFB、C碎石土粒径大于60mm颗粒的质量超过总质量的50(尖棱状为主)5良好级配好的碎石RcWA不良级配不好的碎石RcPB515良好级配好的含土碎石RcW-FA不良级配不好的含土碎石RcP-FB15质碎石RcFB、C一级定名二级定名填料分组类别名称说明细粒含量粒配名称符号粗砾土砾石类粗砾土粒径大于20m

26、m颗粒的质量超过总质量的505良好级配好的粗砾GcWA不良级配不好的粗砾GcPB515良好级配好的含土粗砾GcW-FA不良级配不好的含土粗砾GcP-FB15质粗砾GcFB、C细砾土粒径大于2mm颗粒的质量超过总质量的505良好级配好的细砾GfWA不良级配不好的细砾GfPB515良好级配好的含土细砾GfW-FA不良级配不好的含土细砾GfP-FB15土质细砾GfFB、C砂类砾砂粒径大于2mm颗粒的质量占总质量的25505良好级配好的砾砂SgWA不良级配不好的砾砂SgPB515良好级配好的含土砾砂SgW-FA不良级配不好的含土砾砂SgP-FB15土质砾砂SgFB粗砂粒径大于0.5mm颗粒的质量超过总

27、质量的505良好级配好的粗砂ScWA不良级配不好的粗砂ScPB515良好级配好的含土粗砂ScW-FA不良级配不好的含土粗砂ScP-FB15土质粗砂ScFB中砂粒径大于0.25mm颗粒的质量超过总质量的505良好级配好的中砂SmWA不良级配不好的中砂SmPB515良好级配好的含土中砂SmW-FA不良级配不好的含土中砂SmP-FB15土质中砂SmFB细砂粒径大于0.075mm颗粒的质量超过总质量的855良好级配好的细砂SfWB不良级配不好的细砂SfPC515含土的细砂Sf-FC土质细砂SfFC速度部位250、 300、350km/h200km/h160km/h以下基床表层级配碎石级配碎石级铁路选用

28、A组填料(砂类土除外，当缺乏A组填料时，经经济比选后可采用级配碎石或级配砂砾石)，颗粒粒径不得大于150mm。级铁路选用A组填料，其次为B组填料；对不符合上述要求的填料，应采取土质改良或加固措施。级配砂砾石基床底层B组填料或改良土填料粒经不得大于60mm。B组填料及改良土填料粒经不得大于100mm。级铁路选用A、B组填料或改良土。级铁路选用A、B、C组填料；当采用C组填料中的粉土、粉黏土和粒土含量大于30的粗粒土时，在年平均降水量大于500mm地区，其塑料指数不得大于12，液限不得大于32。不符合上述要求的填料应采取土质改良或加固措施。填料粒经不得大于200mm。路堤本体宜选用A、B组填料和C

29、组碎石、砾石类填料；当选用C组细粒土填料时，根据土源性质进行改良后填筑填料粒经不得大于75mm。采用A、B组及C组中的块石、碎石、砾石类填料；当选用C组填料中的细粒土、粉砂和软块石土时，应进行改良。填料粒经不得大于150mm。路堤基床以下部位填料宜选用A、B、C组填料；当采用D组填料时，应采取土质改良或加固措施。严禁使用E组填料。填料粒经不得大于300mm。2、我国铁路路基填料要求表6.3.2-1 基床表层压实标准压实标准压实系数 K 0.97地基系数 K30（MPa/m）190动态变形模量 Evd（MPa）55注： 无砟轨道可采用K30或Ev2，当采用Ev2时其控制标准为Ev2120 MPa

30、且 Ev2/Ev12.3。表6.3.3 基床底层填料及压实标准压实系数K：化学改良土0.95 砂类土及细砾土0.95 碎石类及粗砾土0.95；地基系数K30 （MPa/m）：砂类土及细砾土130 碎石类及粗砾土150；动态变形模量Evd （MPa）：砂类土及细砾土40 碎石类及粗砾土40；化学改良土7d饱和无侧限抗压强度（kPa）350 / 550（斜线下方为寒冷地区化学改良土考虑冻融循环作用所需强度值）。注：无砟轨道可采用K30或Ev2 ，当采用Ev2时其控制标准为Ev2 80 MPa且 Ev2 /Ev12.5。 （原 ）客运专线无碴轨道铁路设计指南中 基床表层级配碎石或级配砂砾石的压实标准

31、：地基系数K30 （MPa/m） 190变形模量Ev2 （MPa） 120动态变形模量Evd （MPa） 50孔隙率n级配碎石18%注：送审稿中有 “基床表层K30 、 Ev2 、 Evd中必须有两项同时满足要求”，正式颁布时删除了 （原） 基床底层压实标准：改良细粒土：地基系数K30 （MPa/m）110；变形模量Ev2 （MPa）60；动态变形模量Evd （MPa）35；压实系数K0.95砂类土及细砾土：地基系数K30 （MPa/m 130 ；变形模量Ev2 （MPa） 60；动态变形模量Evd （MPa）35；孔隙率n28%碎石类及粗砾土：地基系数K30 （MPa/m） 150；变形模量

32、Ev2 （MPa） 60；动态变形模量Evd （MPa）35 ；孔隙率n28%注： 1 、压实系数K为重型击实标准； 2、 改良土压实标准：当采用物理方法改良时，应符合本表规定；当采用化学方法改良时，除符合本表规定外，还应满足设计提出的技术要求。送审稿中有 “K30 、 Ev2 、 Evd中必须有两项同时满足要求”，正式颁布时删除了。（原）基床以下路堤填料及压实标准细粒土改良土：地基系数K30 （MPa/m）90；变形模量Ev2 （MPa）45；压实系数K0.92；砂类土及细砾土：地基系数K30 （MPa/m） 110 ；变形模量Ev2 （MPa）45；孔隙率n31%碎石类及粗砾土：地基系数K

33、30 （MPa/m）130；变形模量Ev2 （MPa）45；孔隙率n31%注：改良土压实标准：当采用物理改良方法时，应符合本表规定；当采用化学改良方法时，除符合本表规定外，还应满足设计提出的技术要求。 原条文说明： 目前国内在路基上铺设无碴轨道缺乏实践，只能借鉴国内有碴轨道的经验和国外相关规定。由于国外的控制指标与我国的传统指标不同，不利于引进国外成熟的技术，从理论上讲， K30 、 Ev2和Evd有一定的关系，但由于土的非线性性质和各种试验方法在操作程序和误差影响因素上的不同，还缺乏可靠的对应关系。因此，采用多指标控制，这一方面有利于引进和消化吸收国外的经验，另一方面，也有利于外方在无碴轨道

34、试验段的实际操作。在这些参数中，变形模量Ev2和动态变形模量Evd的规定主要参考德国铁路的技术要求。但施工普遍反映路堤填筑过程中的测试工作量太大，要求减少控制指标。关于路基压实标准做了大量的研究工作：2007年10月20日：“用Ev2评价客运专线路基压实质量研究”2007年10月25日：“铁路路基工程改良土有关参数及压实标准的研究”2008年1月4日：“用Evd评价路基压实质量研究”2008年9月9日：“铁路压实标准研讨会”2008年11月19日：高速铁路设计规范征求意见稿审查会2009年2月25日：“铁路路基压实质量控制参数优化及控制体系的研究”路基压实质量应采用物理和力学双指标控制；物理指

35、标应统一采用压实系数；力学指标的K30 和Ev2 所反映的路基力学性能基本相同且具有较好的相关性，可以相互替代；动态变形模量Evd可以作为力学指标的K30 和Ev2 试验的补充手段；高速铁路有砟轨道和无砟轨道可采用同样的压实指标和标准。 并建议：有砟轨道路基可采用K30控制，无砟轨道路基K30或Ev2均可 。3、路堤填料改良 填料改良：是指在原土中添加某种材料，使之与土发生一定的物理化学反应，以改变原土的物理力学性质。填料改良已在国内外高速铁路、公路土方工程中广泛应用，各国均制订自己的“技术准则”或“工法”。 物理改良：通过在原土中添加某种粒径的土（石）料，改善其级配（Cc，Cu）特性，提高物

36、理力学性能及压实性。 化学改良：通过在原土中添加固化剂（水泥、石灰、粉煤灰等）使之发生物理化学反应，如阳离子交换、胶凝、碳化结块等作用，改善土的物理力学性质，增加强度。同时，降低填料的含水量，便于施工、压实。3、路堤填料改良细粒填料 A 添加剂：石灰、水泥、粉煤灰、合成固化剂、合成树脂等。添加剂的选用：一般情况下，塑性指数较高的粘性土采用石灰；砂类土采用水泥。B 改良步骤：原土各类物理、力学、水稳性试验。各类添加剂改良土相关试验，确定添加剂及配方（控制性指标改善情况）。现场工况试验，确定现场添加剂用量及工艺。细粒填料改良（化学改良）3、路堤填料改良细粒填料 C 改良效果（技术与经济）控制：综合

37、考虑各类物理力学性质的改善，合理确定配方。控制性指标：无侧限抗压强度qu（MPa）。CBR值可作为重要参考指标。对于膨胀土填料改良，则还应注意其胀缩性（膨胀力、无荷膨胀率、有荷膨胀率、收缩系数）的改善。 细粒填料改良（化学改良）3、路堤填料改良细粒填料 颗粒粒径变化：粘性土改良后其粒径组成发生明显变化，粘粒(0.005mm）含量从40-60%下降至10-15%；粉粒(0.005-0.075mm)含量从30-45%增加至50-60%；砂粒（0.075mm）从1-10%增加至20%。塑性指数降低：从一般18-27降至8-13。水理性明显改善：崩解试验48小时无崩解，长期饱和强度无变化。可压实性增加

38、。 粘性土改良效果4、改良填料施工工艺与工法 场拌法：采用专用的破碎、拌和机械工厂化生产。主要优点是拌和均匀，质量易控，但成本高、效率低。主要工艺流程：填料摊铺、晾晒-含水量检测- -填料入仓-机械破碎-粒径检测-添加剂含量检测-添加剂+破碎料机械拌和-均匀性检测-出厂-摊铺、平整、碾压。 路拌法：采用路拌机械在路堤施工现场拌和。方法简便，成本低，对含水量要求不高。但受气候影响大，污染较大。主要工艺流程：填料摊铺、晾晒-添加剂含量检测-拌和-含水量、均匀性检测-平整、碾压。 集中路拌法：采用路拌机械集中在场地（如取土场、专用拌和场）内拌和，其拌和工艺与路办法相同。可减少对施工沿线的污染。 改良

39、填料施工工艺可分为：场拌法，路拌法和集中路拌法。4、改良填料施工工艺与工法法国TGV路基工程施工现场4、改良填料施工工艺与工法法国TGV路拌法施工含灰量控制方法4、改良填料施工工艺与工法日本新干线厂拌法施工4、改良填料施工工艺与工法我国高速铁路路基工点路拌法施工4、改良填料施工工艺与工法我国高速试验工点厂拌法施工碎土设备拌合站要注意的问题：路基基床表层、底层及基床以下部分有不同的填筑压实标准，应根据不同的填料特性，选择代表性地段进行填筑工艺试验,检验设计、指导施工，才能保证达到规定的压实度。五、路堤、路堑方面路堤：软土路堤的稳定安全系数考虑列车荷载作用时不应小于1.25。说明：铁路特殊路基设计

40、规范中规定软土地基路基考虑列车荷载作用时，稳定安全系数为1.151.20，不考虑列车荷载作用时，稳定安全系数为1.201.25。 京沪高速铁路工程设计咨询时，外国专家认为，京沪高速铁路路基安全稳定性安全系数采用1.20过小。但提高路基稳定安全系数，必将增加地基处理工程投资。 修订讨论时，多数专家认为，由于高速铁路路堤对于沉降的严格要求，为减少由于稳定系数过低而导致地基剪应力水平过大而造成附加沉降，适当加强地基处理是合理的，应该适当提高稳定系数，考虑列车荷载作用时，将稳定安全系数提高到1.25以上，以保证达到路基工后沉降标准； 综合专家意见，将考虑列车荷载作用时软土路堤的稳定安全系数提高为不应小

41、于1.25，设计时应结合沉降计算情况和工期要求，通过综合经济技术比较合理选定处理措施。受洪水或河流冲刷、强降雨冲蚀和长期受水浸泡的路堤部位，应采用水稳性好的渗水性材料填筑。雨季滞水及排水不畅的低洼地段，低洼处应以渗水性材料填筑，并应采取将水排除的疏导措施。软土及松软土路基应结合工程实际，选择代表性地段提前修筑试验段。在地下水位高（地下水位距地表不大于0.5m）的黏性土地基上填筑路堤时，路堤底部应填筑渗水性材料。注意：路堤的内容比原（300350）暂规精简了。另外对路堤边坡坡率、地震区路堤 、可液化地基的处理、黄土地区特别是湿陷性黄土和压缩性较高的黄土地段路基 、岩溶地段路基 、采空区路基 、膨

42、胀土地段 路基等等军提出了要求，但内容比原（300350）暂规精简了。路堑：不易风化的硬质岩基床应按以下规定进行处理：1 铺设无砟轨道时，按路基面形状开挖至路基面，直接在开挖面上施做支承层或底座板。2 铺设有砟轨道时，开挖至路基面以下0.2m处，开挖面由路基中心向两侧设4的人字横向排水坡，其上填筑级配碎石。3 开挖面上的松动岩石应予清除。开挖面不平整处，应采用强度等级不低于C25的混凝土嵌补。软质岩、强风化的硬质岩及土质基床应满足表6.3.2及表6.3.3要求。基床范围内的地基应无Ps1.5MPa或00.18MPa的土层。不能满足时，应进行加固处理，并符合下列规定：1 基床表层应换填级配碎石并

43、满足第6.3.2条要求；2 天然地基满足基床底层土质要求时，可采取翻挖回填或加强碾压夯实的措施；3 天然地基不满足基床底层土质要求时，可采取换填或地基加固改良措施，换填范围应根据具体情况计算分析确定；4 基床翻挖、换填或改良、加固处理时，应采取加强排水和防渗等措施，分层压实应执行基床相应部位标准。膨胀土、湿陷性黄土等特殊土的基床部分应视具体情况进行挖除换填、设置隔水防渗等措施，基床以下的膨胀土、湿陷性黄土等应在路基变形分析的基础上，采取封闭防水、排水或地基处理措施。 半填半挖路基轨道下横跨挖方与填方两部分时，挖方部分可通过换填消除与填方部分强度及刚度差异，换填厚度宜根据填方部分高度及地基条件确

44、定。 低路堤：原暂规对小于3m的路堤单独有一条，现取消了 低路堤对行车的影响由于低路堤地基土承受较大的动荷载而可能产生较大的塑性变形（如天然粘性土等临界动应力值低、地下水影响大等），以及自身的复杂性和不均匀性，会比高路堤产生更多问题。当地基土产生沉降特别是产生不均匀沉降时，对路基面、轨道（有严格的要求）的影响程度要远大于高路堤的影响，因为路堤自身具有一定抗变形、调节应力的能力，路堤越矮这种能力就会越小。因此，低路堤设计与施工都要引起高度重视。 1、地基条件六、地基处理 高速铁路对路堤的沉降变形提出了严格要求，尤其软土及松软土路堤的工后沉降控制。原暂规对天然地基土地基条件提出了新的评判标准，对于

45、不满足要求的工点需进行沉降分析。地层地基条件基岩无条件块碎石土无条件砂类土PS5.0Mpa或N10，且无液化可能粘性土PS1.2MPa；0.15MPa说明表6.4.2 路堤地基条件PS-静力触探比贯入阻力， N-标准贯入试验捶击数。 说明： 日本对东海道新干线在经过10年运营后，对路堤基底的下沉量、路堤地基的状况、线路维修量多少及难易程度进行了分类调查，根据调查结果，提出了由地表起到约为路基宽度的2倍(以25米为限)的深度范围内支承路堤的地基的必要条件。满足这些条件的地基其路堤处于良好状态，没有发生有问题的下沉现象(下沉量10cm)，作为支承路堤的地基是合适的，并纳入了规范。根据日本的经验，工

46、后沉降标准小于10cm时，路堤基底以下25m范围内的地基应符合表4.3.3条件，否则应作工后沉降分析。 高速铁路设计时可参照此地基条件初步判定发生沉降的情况，但应根据详细的地质勘察资料和土层参数、路堤高度等，对于总沉降和工后沉降等进行分析计算。 2、地基处理 地基处理的目的是为了提高地基承载力，减少地基沉降。当天然地基不能满足构筑物稳定或变形控制要求时，就要对天然地基进行处理，地基处理方法非常多，严格分类非常困难。一般可以分为以下几类：一.排水固结法(排水砂井、塑料排水板、超载预压、真空预压等）。二.置换法或复合地基（浅层换填、深层搅拌桩、碎石桩、CFG桩等）。三.振密、挤密法（强夯、振冲挤密

47、、爆破挤密、灰土桩、柱锤冲扩桩等）。四. 近年来，出现了许多新的地基加固方法。如桩网复合结构或桩网复合地基结构已被广泛地以用于工程实践。 换填处理 换填深度应考虑地基条件及地基土受动荷载的影响。清除不满足地基条件土层。在地基土满足地基条件时，换填一定厚度的填料，进行压实并满足基床底层检测指标，K30110(150)Mpa。 换填深度确定 换填厚度必须满足基床底层顶面满足K30110(150)kpa要求，以及地基条件确定。下图为基床底层换填改良土（qu=600ka）时，换填厚度与地基强度的关系曲线图。 排水固结法 根据排水固结原理发展起来的一类处理方法可有效地解决软土地基的沉降和稳定问题。它是在

48、软土地基内设置（有时不设置）竖向排水体，铺设水平排水垫层，并对地基施加固结压力或减小孔隙水压力对地基进行加固的一类方法。排水固结法由加压系统和排水系统两个主要部分组成。加压系统是为地基提供必要的固结压力而设置的，它使地基土层因产生附加压力而发生排水固结。设置排水系统是为了改善地基原有的天然排水系统的边界条件，增加孔隙水排出路径，缩短排水距离，从而加速地基土的排水固结进程。加压系统与排水系统是相互配合、相互影响的。复合地基 复合地基是指天然地基的部分土体得到增强或被置换，加固区是由原地基体和增强体两部分组成的人工地基，通常称为桩体复合地基。复合地基有以下两个基本特点：加固区是由基体和增强体两部分

49、组成的，是非均质的、各向异性的；在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。桩体复合地基可分为三类：散体材料复合地基、半刚性桩复合地基和刚性桩复合地基。散体材料复合地基如碎石桩复合地基、砂桩复合地基等。半刚桩复合地基如深层搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基等。刚性桩复合地基如CFG复合地基、管桩复合地基、钢筋混凝土复合地基等。碎石桩加固（厚度 5.0m）示意图 桩网（筏）结构 桩网（筏）复合结构是在地基处理过程中，下部土体得到竖向增强体“桩”的加强形成复合地基加固区，在桩顶得到水平向增强体“网”的加强形成复合地基加固区，使网桩土三者协同作用，整体共同承担上部荷载。具有沉降变形小而且完成快、工后沉

50、降较易控制、稳定性高、施工方便等优点 桩板技术 郑州至西安客运专线：全长458.8km，是我国在湿陷性黄土地区建设的第一条高速铁路，沿线湿陷性黄土的工程性质非常复杂，湿陷性黄土区段占全线总长度的65，其中自重湿陷性黄土约占线路全长的27，湿陷程度从轻微（级）到很严重（级）在沿线均有分布，涵盖了我国湿陷性黄土的全部类型。 严格的工后沉降控制对深厚湿陷性黄土地基的处理提出了更高的要求。湿陷性黄土地基的常用处理方法包括灰土桩、水泥土桩、CFG桩、强夯、灰土垫层等措施，但这些常规方法较难满足郑西线深厚湿陷性黄土地基的处理要求，为此铁道部专题立项开展了郑西线湿陷性黄土地基工程特性及设计参数研究、郑西客运

51、专线路基桩板结构试验研究等科研工作。 设计原则要求全部消除地基中黄土的湿陷性，根据湿陷性黄土的深度设计中分别采用：浅层采用挖除换填或冲击碾压法、强夯加垫层法、灰土或水泥土挤密桩加固地基；当其厚度为6mh12m时，采用水泥土挤密桩等方法加固地基并消除黄土的湿陷性；当湿陷性黄土厚度12m，采用柱锤冲扩桩（孔内强夯）法消除黄土的湿陷性并加固地基；当湿陷性黄土厚度超过20m时，采用桩板结构等桩基础处理措施和以桥代路方案进行综合经济技术比较，以确定最合理的地基加固方案武昌至广州客运专线：武昌至广州客运专线软土与松软土也是根据不同的埋深：当埋深3m时，原则上全部挖除换填A、B组填料或改良土；软土处理深度3

52、mH10m，一般采用粉体搅拌桩、水泥搅拌桩、CFG桩等复合地基；坡面横坡较陡或软土底部存在斜坡时，考虑侧向滑动的可能性，必要时在路堤坡脚设置抗滑桩、桩板墙等进行侧向约束；软土处理深度H10m，采用CFG桩、钢筋混凝土桩网结构或钢筋混凝土桩板结构进行地基加固 。武广客专在岩溶地基处理方面有过一次反复，在施工后期又全面进行了注浆加固工程。京津成际客运专线： （1）由于路基地段采用无砟轨道，路基的工后沉降一般均应控制不大于15mm，所以路基地基加固工程措施比可研阶段（有砟轨道）加强，软土、松软土地段的地基加固深度较可研增加，复合地基采用的桩型由水泥搅拌桩、碎石桩为主改为以CFG桩（即水泥粉煤灰碎石桩

53、）为主，有一部分还采用了钢筋混凝土管桩；桩顶碎石垫层夹铺土工格栅改为设置钢筋混凝土板。 （2）在路桥衔接处增设端刺与磨擦板，相应加长过渡段的长度并采用掺加水泥的级配碎石作为过渡段的填料。七、过渡段路基与桥台、路基与横向结构物、路基与隧道及路堤与路堑、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。与桥梁连接处的路堤一直是铁路路基的一个薄弱环节，一方面由于路堤与桥梁刚度差别较大而引起轨道刚度的突变，同时路堤与桥台的沉降不一致，而导致轨面不平顺，因而引起列车与线路结构的相互作用增加，影响线路结构的稳定，影响列车高速、安全、舒适运行。为满足客运专线的轨道平顺性除要严格控

54、制路基的均匀沉降外，不均匀沉降控制更为关键。路基与桥台及路基与横向结构物过渡段、地层变化较大处和不同地基处理措施连接处，是不均匀沉降容易产生的常见部位，故在地基处理和路堤设计中应采取逐渐过渡的方法，减少不均匀沉降，以满足轨道平顺性要求。根据国外高速铁路、公路的经验，设置一定长度的过渡段，可以控制轨道刚度的逐渐变化，并最大限度地减少路堤与桥梁的沉降不均匀而引起的轨面变形，以保证列车高速、安全、舒适运行。路堤与桥台连接处过渡段可采用沿线路纵向倒形 1过渡段长度确定：设置长度可按台尾路堤高度确定，一般可按路堤高度的2倍加35m设置。 即 L= a+(H-h)n 且20m 式中L 过渡段长度（m）；

55、H 台后路堤高度（m）； h 基床表层厚度（m）； a 倒梯形底部沿线路方向长度，取35m； n常数，取25。 过渡段路基基床表层应满足本规范第6.3.2条的要求，并掺入35%水泥。基床表层以下倒梯形部分分层填筑掺入3%水泥的级配碎石，级配碎石的级配范围应符合表6.6.1的规定，压实标准应满足压实系数K0.95、地基系数K30150MPa/m、动态变形模量Evd50MPa。横向结构物顶面填土厚度不大于1.0m时，横向结构物及两侧20m范围基床表层级配碎石应掺加35%水泥 路堤与路堑连接处，应设置过渡段： 当路堤与路堑连接处为硬质岩石路堑时，在路堑一侧顺原地面纵向开挖台阶，台阶高度0.6m左右。

56、并应在路堤一侧设置过渡段。 当路堤与路堑连接处为软质岩石或土质路堑时，应顺原地面纵向挖成1：2的坡面，坡面上开挖台阶，台阶高度0.6m左右。其开挖部分填筑要求应与路堤相同。 尤其是无碴轨道路基的变形要求更高，必须对路基工程与桥梁、隧道、车站等相连的所有线下建筑物之间的过渡和协调性等。 遂渝线等无砟轨道设计情况简介中国首条无砟轨道试验纪事 2004年9月，铁道部决定在遂渝线建设中国首条无砟轨道试验段，正线全长13.16公里。试验段建设在铁道部的领导、主持下，坚持自主创新，用、产、学、研相结合，组织部有关司局，以及相关科研院所、设计、施工、运营等单位攻关实施。经过近28个月的艰苦奋战，建成了具有中国自主知识产权的首条无砟轨道试验段。 试验段首次在国内突破路基上铺设无砟轨道难题，首次突破80米大垮桥上铺设无砟轨道限区，首次铺设无砟轨道道岔，首次掌握无砟轨道采用谐振式轨道电路传输特性技术，首次成区段建成无砟轨道铁路。2007年1月，铁道部组织有关专家和工程技术人员，对试验段进行了综合动车试验，动车组，货物列车试验最高时速分别达到232、130公里。试验表明，中国首条无砟轨道建设技术水平达到世界先进水平。 中国首条无砟轨道试验段的建