4高速路基设计.ppt

路基面形状应为三角形，并设计为由路基面中心向两侧4％的横向排水坡。曲线加宽时，仍应保持路基面三角形形状。 路基宽度： 1 路基稳定的需要：特别是浸水后路堤边坡的稳定性。一般路堤浸水后边坡部分土质软化，在自重与列车产生的震动加速度的共同作用下，容易发生边坡浅层坍滑，路肩较宽时，即使边坡发生坍滑，也不影响路堤的承载部分，从而可使因边坡坍滑而影响列车正常运行的事故大幅度减少。 2、满足养护维修的需要：在线路维修时，搁置或通行小型养路机械及维修作业，都需要有一定的宽度。 3、 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。此外，为路堤沉降（特别是高路堤和软弱地基地段）及道床边坡坍落适当留有余地，保持一定的路肩宽度是必要的。 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1.5～2.0m，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，同时考虑其它国家的经验，将路基两侧路肩宽度均定为1.4m。 高速铁路路基设计荷载 1、静荷载 铁路路基面上作用有列车荷载和轨道荷载。列车荷载和轨道荷载是确定路基本体构造要求的一个重要依据。 2、动荷载 在列车动荷载作用下，路基保持长期稳定是列车高速运行的基础。要使路基保持长期稳定，不产生任何危及正常运行的过大有害变形，就必须了解列车在高速运行时通过钢轨、枕木、道床传到路基表面的动应力幅值及其频率，以及振动加速度及位移的大小。 1）高速铁路路基设计动应力幅值 路基面动应力幅值是与列车速度、轴重、机车车辆动态特性、轨道结构、轨道不平顺、距轨底深度及路基状态有关的一个随机函数。基于以上的分析研究，提出了路基设计动应力幅值。 按σdl＝0.26×P×(1+αV)(kPa) 式中：高速铁路无缝线路α=0.003 准高速铁路无缝线路α＝0.004 P为机车车辆的静轴重（按ZK荷载）；(1+αV)为冲击系数；高速铁路最大的冲击系数为1.9，即速度在300km／h以内时，按上式计算，超过300km/h时，按300km/h计。 σdl =0.26×200×(1+0.003×300)=98.8kPa≈100kPa 2）路基面上的动应力沿线路纵向的分布 在高速铁路路基设计中，不仅需要知道列车荷载通过钢轨、轨枕、道碴传递到路基面的动应力数值的大小，还需要了解其在路基面上沿线路纵向的分布情况。 车辆最下方路基面动应力最大值及最大值沿线路纵向扩散距离存在如下关系式： L=σmax/[(82.9+6.17×σmax) ×0.1] 高速铁路路基基床表层设计 基床表层厚度 强度控制法：0.8m 变形控制法: 0.7m 基床表层应考虑防排水层。路基基床由表层和底层组成,表层厚度应为0.7m，底层厚度应为2.3m，总厚度为3.0m。其中，基床表层由5～10cm厚的沥青混凝土和65～60cm厚的级配碎石或级配砂砾石组成。 秦沈客运专线的试验和冻害问题提醒我们：级配碎石虽然是优质的基床表层填料，但是有限阻水的，具有一定的渗水性，如果基床底层的填料为细粒土或虽是粗粒土但细粒含量不均时，在雨季长时间的强降雨或冬季长时间低温和积雪融化的条件下，表水可能会渗入级配碎石以下的基床底层中，从而产生冻害或翻浆冒泥、基床变形等病害，影响轨道的平顺性。 根据《暂规》和沪宁段初步设计国际咨询的成果，并根据京沪高速铁路沿线降雨分布和气温变化等气候特点，经过分析认为基床表层的防排水问题应在设计中引起重视。 2004年6月高速办组织召开“高速铁路路基沥青混凝土防排水层”专题会议，确定在路基基床表层增设5~10cm沥青混凝土防排水层，表层总厚度不变。 另外, 也可采用表层级配碎石掺入水泥、铺设复合土工布等防排水材料等其他措施, 经过对比试验后确定。 基床表层填料 我国高速铁路路基基床表层填料采用级配砂砾石和级配碎石 级配砂砾石用粒径大小不同的粗、细砾石集料和砂各占一定比例的混合料，其颗粒组成符合密实级配要求，其中包括一部分塑性指数较高的黏土填充孔隙并起粘结作用，经压实后形成密实结构。其强度的形成是靠集料间的摩擦力和细粒土的粘结力。 级配曲线应接近圆滑，某种尺寸的粒径不应过多或过少。 为了提高承载能力，还要求颗粒中扁平及细长颗粒含量不超过20%，黏土团及有机物含量不超过2%。形状不合格的颗粒含量过