第1讲 路基构造与排水

第一节路基构造

路基是轨道或路面的基础，它承受着轨道及机车车辆或路面及交通荷载的静荷载和动荷载，并将荷载向地基深处传递扩散。在纵断面上，路基必须保证路线需要的高程；在平面上，路基与桥、隧连接组成完整贯通的线路。

一、路基的作用1．路基必须平顺，路基面有足够宽度和上方限界

路基面宽度应满足轨道或路面铺设和养护要求。在路基面上方应有足以保证行车安全和便于线路维修养护的安全空间，当路基面上方或两侧有接近线路的建筑物时，必须按照铁路或公路限界的规定设置在限界范围以外。

二、路基的建筑要求2．路基必须坚固、稳定3、路基的设计和施工应满足技术经济要求

路基修筑的经济效益不仅指设计施工的投资，而且包括日后维修养护费用。同时，还要根据国家建设政策考虑少占田，便利工农生产，便利人民生活。三、路基的组成1.路基本体包括：路基顶面、路肩和路基边坡。

路基由路基本体和路基附属设施组成。（1）路基顶面：即路基的顶部，是铺设轨道的工作面。

路基顶面形状，分为有路拱、无路拱两种形式。（见图1-54a、b）

路基顶面的宽度是指从路基一侧的路肩边缘到另一侧路肩边缘之间的距离。（见图1-55）图1-54b无路拱路基断面图1-54a有路拱路基断面图1-55路基顶面宽度示意图（2）路肩：路基顶面两侧无道床覆盖的部分。（3）路基边坡：路肩边缘以外的斜坡。图1-56路基路肩与边坡示意图路肩的作用：1）抵抗路基核心部分在受压力时向外发生挤动、变形，加强路基的稳定性；2）防止道渣滚落于路基坡面，保持道床完整；3）便于设置必要的线路、信号标志；4）供铁路现场作业人员行走，便于进行工作。2.路基附属设施图1-57排水沟（1）排水设施

1）地面排水设施→汇集地表雨水，引到路基以外。2）地下排水设施→截断、疏导地下水，排出路基。图1-58路基边坡度冲刷防护（2）防护设施1）边坡坡面防护→增强路基边坡的抗风化能力。例如：植被防护、砌石防护等。2）边坡冲刷防护→用于滨河、河滩、水库地段防护。例如：植被防护、抛石防护等。

图1-59挡土墙（3）加固工程:通过修建加固结构物或其它措施，使路基获得稳定。例如：挡土墙（图1-59）图1-60山体挡棚

通常，把垂直于线路中心线的路基横截面称为路基横断面，简称路基断面。按照路基所处的地势情况与横断面的形状，路基断面可以分为6类：四、路基的横断面形式

1、路堤：路基设计标高高于地面标高，用土、石填筑而成的路基。图1-45路堤断面简图

2、路堑：路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成的路基。图1-47路堑实物图

图1-46路堑断面简图

3、不填不挖路基

路基设计标高与地面标高相同，轨道直接铺设在经过处理的天然地面上。图1-49半路堤断面简图图1-48不填不挖路基断面简图4、半路堤在山岳地区，通过部分填筑而形成的路基。

5、半路堑在山岳地区，通过部分挖掘而形成的路基。图1-50半路堑断面简图图1-51半路堑实物图

6、半路堤半路堑经过填、挖两部分构成的路基。图1-52半路堤半路堑断面简图

路堑路堑路堤五、路基标准横断面

1、护道

路堤坡脚与排水沟或取土坑边缘之间的天然地面。作用是保护路堤坡脚不受排水沟和取土坑中水流的冲刷和浸润，其宽度一般不小于2m，并有2%~4%的向外排水坡。2、取土坑或排水沟

对于路堤来说，地面排水设备是排水沟或取土坑。路基排水沟的断面除需按流量计算加大外，一般可采用底宽0.4m，深度0.6m的梯形断面。干旱少雨地区深度可减至0.4m。（一）路堤标准横断面

有弃土堆的一般黏性土路堑标准设计断面（二）路堑标准横断面无弃土堆的粗砂、中砂路堑标准设计断面1、路堑平台

当路堑边坡为不良地质时，为防止坍落的碎石和土堵塞侧沟，可设置宽度不小于1m的平台。边坡高度大于20m时，平台宽度可以增加到1.5-2m；在降雨量大的地区可以设置截水沟或挡水墙。2、弃土堆

置于堑顶的弃土堆，其边坡不得陡于1:1，高度不宜超过3m。1、路拱

为了使路基面的水及时向路肩两侧排走，保持路基面干燥，防止基床因浸水而强度下降产生病害。路基面均设有4%的横向排水坡，从而形成三角形形状，如图所示：六、路基横断面设计2、不同路基的衔接对于新建铁路，线路纵断面均按土质路堤标准进行设计，线路纵断面上的高程为路肩设计高程。

为使不同类型路基地段的轨面高程保持一致，路基设计时须对纵断面的路肩设计高程进行抬高或降低。（1）单线路基（或双线并行等高地段）提高的高度△h（2）双线铁路中，并行不等高或局部单线地段3、路基面宽度

铁路路基面宽度=路肩宽度+道床覆盖宽度

取决于铁路等级、正线数目、线间距、远期采用的轨道类型、路基面形状等因素。（1）直线地段路基面宽度（一般情况按规范）（2）曲线地段路基面宽度

路肩的作用是加强路基的稳定性，保障道床的稳定，以及方便养护维修作业。

《铁路路基设计规范》规定，Ⅰ、Ⅱ级铁路路堤的路肩宽度不应小于0.8m，路堑不应小于0.6m。

路肩高程应保证路基不致被洪水淹没，且不致因地下水位高时的毛细水上升至路基面而产生冻胀或翻浆冒泥等。对于路肩高程有一个最小值要求，并满足《铁路路基设计规范》的要求。4、路肩高程滨海、河滩路堤的路肩高程应高出设计水位加壅水高加波浪侵袭高或斜水流局部冲高，加河床淤积影响高度，再加0.5m。其中波浪侵袭高与斜水流局部冲高取二者中最大值。路基边坡设计包括边坡形状的设计和边坡坡度的确定，一般要结合地质条件通过稳定检算来评价，同时考虑某些不可能在计算中涉及的外界因素的影响，例如雨水冲刷对边坡的破坏等。（一）路堤根据填料的物理力学性质、边坡高度、列车荷载及路基基底的工程地质性质等确定。如果路基基底的情况良好，可以按下表进行设计。5、路基边坡

实践证明，按表列的坡度值设计的路堤边坡一般是成功的。路堤边坡的破坏很少是由于边坡坡度选用不当造成的，绝大多数情况下是由于在设计工作中忽略了路堤基底的水文地质条件、填土压实密度不足引起过大的下沉和基床病害严重所致。（二）路堑边坡1、土质路堑土质比较均匀，无不良地质现象及地下水且边坡高度不大于20m时，可以按照如下表设计。2、岩石路堑一般情况下是结合实际情况综合分析确定路堑边坡的坡度，但边坡高度不大于20m时，可以查表选用坡度。一般土质路堑应在侧沟外侧设置平台，宽度不小于1m，较深土质路堑在边坡中部或地层分界处设置平台，宽度不小于2m。雨量丰富地区可在平台上设置截水沟或挡水墙。第二节路基排水本次课内容：

一、地面排水

二、地下排水

三、站场排水

概述路基各种病害和变形的产生，都与地面水和地下水的浸湿和冲刷有关。地面水浸湿和冲刷路基，削弱其强度、抗变形能力和稳定性；地下水则使路基或破面受到软化等破坏作用。必须采取相应的排水措施，以消除或减轻地面水和地下水的危害，根据排水系统不同作用分为地面排水和地下排水两大类。路基边坡冲刷排除路基地面水的原则和要求（1）应尽快通过水沟汇集排离路基范围内的地面水，且水沟应设在离路基本体尽可能近一些的位置。（2）应选择最短的水流通道、地质较稳定地带设置水沟。（3）水沟断面应满足流量要求。水沟断面形状常采用梯形或矩形。（一）排水沟设于路堤护道外侧。当地面较平坦时，设于路堤两侧，当地面较陡时，应设于迎水一侧。当有取土坑时，可用取土坑代替排水沟。0.4m*0.6m一、地面排水排水沟排水沟

排水沟与其他沟渠相接时，力求水流舒顺，因地形限制成直角相交时，可按下图形式处置

（二）侧沟

侧沟是路堑地段用以排除路基面和路堑边坡坡面的地表水的水沟，它设于路基面两侧或一侧（半路堑）

（三）天沟：设于路堑堑顶边缘以外，一般距离堑顶2-5m，可设置一道或几道，用于截排堑顶上方流向路堑的地表水。天沟天沟（4）截水沟设在台阶形路堑边坡的平台上，用于截排边坡平台以上坡面的地表水。（5）跌水和急流槽跌水和急流槽也称吊沟，通常设在坡度陡的排水地段，多设于天沟出口、排水沟或侧沟通往桥涵建筑物处。（五）吊沟、跌水与急流槽

吊沟跌水急流槽（五）吊沟、跌水与急流槽

急流槽的进口宜做成喇叭口，槽身一般为矩形，在吊沟靠路肩一侧，常设挡水墙，以防止水流冲刷路肩和道床。地面排水设备的技术标准1．地面排水设施的纵坡，不应小于2‰。平坦地面或反坡排水地段，可减小至1‰。2．侧沟、天沟、排水沟的横断面一般可采用底宽0.4m、深0.6m的梯形。3.为防止地面排水设施因水流流速过大而产生严重冲刷和因水沟渗漏而影响路基的稳定性和产生基床病害，土质、软质岩、强风化或全风化岩石地段的侧沟、天沟和排水沟应采取防止冲刷或渗漏的加固措施。地面排水设备的养护

地面排水设备应加强养护，经常保持顺畅，无积水、无阻塞、无渗漏。原有设备不完善的应有计划地增建、改建或加固。当流水纵坡过缓发生大量淤积或纵坡过大造成冲刷，或有渗漏现象影响路基稳定时，应及时加以改建或加固。地面排水设备的养护应注意下列事项：

1．经常清除杂草、积土等杂物。2．对铺砌的沟体，如发现有裂缝、小块损坏、灰浆脱落、石块松动时，应及时修补。边沟堵塞

3．当天沟上方来水较大以致发生漫溢时，应在原天沟上方增设一道或多道天沟。

4.天沟附近，特别是天沟与堑顶之间应经常平整夯实，不容许有坑洼和积水现象。5．吊沟(跌水和急流槽)的养护应注意以下三个方面：

(1)严防吊沟水流冲刷路肩。

(2)吊沟进出口与土质水沟衔接的地方如因冲淘产生坑洞穴时，务必及时填平夯实，防止铺底淘空和设备损坏。

(3)急流槽形式的吊沟必要时可改为跌水形式。二、地下排水根据具体情况采取拦截、旁引、排除含水层的地下水，以及采取隔离的措施进行处理进行地下排水设计前，应进行野外工程地质和水文地质调查、勘探和测试应采取措施防止地表水下渗而造成对地下水的补给，也不允许将地表水排放入地下水排水设施内（一）一般要求1）明沟和槽沟（浅层使用）

明沟和槽沟是兼排地表水和土体中的上层滞水或埋藏很浅的潜水的排水设备

浆砌片石明沟

木结构槽沟2）渗沟

用于降低地下水位、排除地下水的渗沟又称平式渗沟，包括埋置深度2-6m的浅埋渗沟

按照有无渗水管可分为有管渗沟和无管渗沟同时起支撑边坡作用的渗沟称为边坡渗沟

a）渗水管b）有管渗沟出口

有管渗沟示意图（单位：mm）有管渗沟

有管渗沟的渗水管是管壁带有渗水孔的陶管或混凝土管，如图（a）所示，适用于流程较长，流量较大的情况

无管渗沟

利用了碎石的孔隙作为排水通道。适用于地下水流量小、流程短的情况。排水碎石周围应设反滤层，采用无纺土工织物作为反滤材料是目前许多工程中普遍采用的方法。边坡渗沟

边坡渗沟用于疏干边坡和排除边坡上层滞水或泉水，并对边坡起支撑作用。常用的边坡支撑渗沟处理的土质路堑边坡坡度应不陡于1:1。边坡渗沟主要有拱形和树枝形两类

边坡渗沟正视图

拱形边坡渗沟

树枝形边坡渗沟

边坡渗沟纵断面图

边坡渗沟纵断面图

支撑渗沟

用以支撑可能滑动的不稳定土体或山坡，并排除滑动带附近活动的地下水，疏干潮湿土体，根据不稳定土体范围成群设置的支撑渗沟也可和抗滑挡土墙配合使用

支撑渗沟纵断面图

支撑渗沟通常使其轴线与滑动方向基本平行，布置呈平行的条带状，支撑渗沟的间距及断面宽度，可按照每条渗沟所担负的下滑力计算确定。断面采用矩形，宽度为2～3m，间距为8～15m或更大些

支撑渗沟的埋置深度根