第十章路基基床

一、路基荷载路基的荷载是指作用在路基面上的应力。它包含两部分：一部分是线路上部结构的重量作用在路基面上的应力，即静荷载；另一部分是列车行驶时轮载力通过上部结构传递到路基面上的动应力，即动荷载。普通铁路路基设计当须要考虑荷载的影响时，计算中常把静荷载和动荷载一并简化作为静荷载处理，即通常的换算土柱法。但是高速铁路的路基设计必须进行动态分析，这就不能简单地把动荷载作为静荷载处理，此时，须要计算列车动荷载的作用在路基中所产生的动应力的大小和分布规律。（一）静荷载——换算土柱法1、列车(活)荷载标准图10－1中——活载图示2、换算土柱

两个简化假定：（1）把列车(活)荷载作为静荷载处理；（2）把列车(活)荷载和轨道静荷载的总重P，简化为与路基土同质的土柱，均布地作用在路基面上。该土柱的高度称换算高度，，式中a为土柱的宽度，按荷载扩散角45°计算；γ为路基土的容重，如图10—2所示。图10－2换算土柱图示表l0－1列车和轨道荷载换算土柱高度及分布宽度（二）动荷载1、荷载的分担作用

图10－4荷载分担作用及钢轨挠曲变形曲线

图10—4为荷载分担作用示意图。在轮载力P作用下，钢轨的垂向挠曲变形曲线的影响范围与轮载力大小和钢轨、轨枕、道床、路基等的刚度有关。刚度大影响范围小，刚度小则影响范围大。一般约为7根轨枕宽度，亦即轮载力P由7根轨枕分担。图10－5枕面支撑力的分配比例(日本)

分摊到每根轨枕面上的支承力可通过有关计算解出。此外，可采用简化假定：由于第4根轨枕(向一侧排序)枕面的支承力已经很小，因此常简化假定由5根轨枕分担，分担到每根枕面上的支承力，日本假定分别为0.4P，0.2P及0.1P，如图10—5所示。2、路基面上的动应力图10－6单根枕木下的压力分布(德国)（1）一般规律轨枕顶面的支承力通过轨枕和道床向下往路基中传播。图10—6表示单根轨枕在线路纵向即轨枕横断面方向上的传播情况，图中左侧为木枕情况，右侧为钢筋混凝土轨枕情况。（2）简化计算法

我国铁科院建议按图10－10的计算图式计算路基面动应力的最大值σdmax，并以此作为高速铁路路基的设计荷载。当Ps＝200kN，枕距a＝56cm，车速v＝300km/h时，计算得σdmax≈100kPa。图10－10路基面动应力的最大值二、路基基床结构（一）基床的作用及对基床的要求1．强度要求：应有足够的强度以抵抗列车荷载产生的动应力而不致破坏；能抵抗道碴压入基床土中从而防止道碴陷槽等病害的形成；在路基填筑阶段能承受重型施工车辆走行而不形成印坑，以免留下隐患。2．刚度要求：在列车荷载的重复作用下，塑性累积变形要小，以避免形成过大的不均匀下沉造成轨道的不平顺，增加养护维修的困难。在列车高速行驶时，基床的弹性变形应满足高速走行的安全性和舒适性要求。同时能保障道床的稳固。3．优良的排水性：能够防止雨水浸入软化和冻融等危害。（二）基床结构和材料基床结构基本上可分为两种：1、二层系统传统的普通线路多为道床与土质基床直接相连的二层系统，称为土基床。土基床要求用优质填料填筑。2、多层系统或强化基床结构道床、基床表层、路基三、基床病害及整治1、基床病害翻浆冒泥、下沉、挤出和冻害2、基床病害整治（1