[發明專利]表層強化并隔水的大軸重重載鐵路路基基床構造

有效

• 申請號: 201510034268.1
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104652179B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 蔣楚生;羅強;李慶海;鄧天棋;呂文強;李飛;蘭小平;司文明;湯涌;張良;賀剛;曾滟捷;邢富強
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E01B2/00
• 分類號: E01B2/00
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

技術領域

本發明涉及鐵道工程技術領域，尤其涉及表層強化并隔水的大軸重重載鐵路路基基床構造，適用于道床厚度0.35m的大軸重荷載條件下重載鐵路路基。

背景技術

目前，重載鐵路運輸在世界范圍內迅速發展，重載運輸已被國際公認為鐵路貨運發展的主方向，成為世界鐵路發展的重要趨勢。路基與橋梁、隧道相比，在重載鐵路線路基礎結構中所占比例較高，一般均在50％以上。因此，路基修建的好壞直接影響線路的整體質量、列車的安全運行及貨物的運輸效率。

重載鐵路主要的技術特點為軸重提高、軸間距減小及列車編組增加。軸重的提高直接造成路基動荷載幅值明顯增大，主要影響路基上部基床淺層范圍內，尤其是在軸重35t及以上的大軸重荷載條件下，路基面將承受車輛經軌道結構傳遞至其上較大的動荷載作用。當前路基基床表層多采用級配碎石填料強化，經計算分析，該填料已不滿足在大軸重荷載條件下的強度要求，已開通運營的重載線路上多出現級配碎石粉化現象。軸間距減小，重載車輛多軸荷載對路基應力的疊加效應突出，使動荷載作用深度顯著增加。列車編組增加將導致路基承受的連續作用次數增加，連續作用次數增加不只是導致路基的疲勞破壞，更重要的是使填料中的累積孔壓難以及時消散，導致有效動應力的減小和基床強度的直接降低，從而造成基床破壞。因此，重載鐵路對路基基床結構提出了更高的要求和新的挑戰。

路基填料是土等松散體，在各種復雜、變化著的自然條件下受到侵蝕和破壞，對自然條件變化十分敏感，抵抗能力差，故重載鐵路路基基床結構在大軸重、高周次循環荷載作用下的長期服役性能受自然環境影響巨大，尤其是降雨和水害，發生頻率高，嚴重影響路基工程的穩定。無論冬夏，路基填料一旦浸水，其承載強度將大大削減，在大軸重荷載條件下，路基基床結構不僅會發生翻漿冒泥等基床病害，而且基床結構將很快失去穩定發生破壞。在冬季氣溫較低，若路基填料中含有水分較多，容易使基床結構發生凍脹，路基上部結構產生的凍脹變形對軌道結構的影響往往不可忽略，過大的凍脹變形可能影響線路平順性，甚至導致軌道結構狀態惡化，影響行車安全及其長期服役性能。所以，如何克服基床結構的凍脹變形是大軸重重載鐵路的關鍵技術問題之一。誠然，路基工程的防排水措施歷來受到重視，如邊溝、排水溝、截水溝的設置；在地基表面鋪設防水墊層防止地下水的滲入路堤等措施都是路基工程常用的防排水手段。然而，針對重型鐵路路基基床結構本身在浸水等環境影響下的功能構造措施較少，從而導致在水環境作用下路基基床結構產生較多的病害。

基床在承受大軸重列車荷載作用下，不僅要滿足建成通車后強度及變形要求，還需滿足列車循環荷載下的長期穩定性及耐久性要求，然而已有基床結構未考慮長期穩定性對各結構層厚度的影響。由于重載鐵路路基基床結構受力特征及工作特點有別于普通鐵路和高速鐵路，其控制目的和構筑要求均存在較大差別。因而，現有路基基床結構構筑方法不能被重載鐵路直接采用。目前，我國已有大秦線、朔黃線及山西中南部通道等重載鐵路在運營與修建中，然而國內尚無完善的重載鐵路路基基床結構構筑方法，也沒有可供直接借鑒的經驗。綜上所述，隨著大軸重重載鐵路的大規模修建，迫切需要一套系統的表層強化并隔水的大軸重重載鐵路路基基床構造方法，實現對結構強度、支承剛度及長期穩定性的控制要求。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種表層強化并隔水的大軸重重載鐵路路基基床構造，適用于道床厚度0.35m的大軸重荷載條件下重載鐵路路基，具有強度高、變形小、穩定性和耐久性好等特點的同時，還具有綜合的防隔水功能，可以有效控制基床范圍內填土的含水量，從而保證基床填料的強度及軌道結構的高平順性、穩定性和耐久性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本發明的表層強化并隔水的大軸重重載鐵路路基基床結構，基床結構填筑于路堤或基床換填層底面原狀地基土層之上，其特征在于：所述基床結構包括自下而上順序填筑的基床底層、強化基床表層，基床底層厚度為1m；所述強化基床表層的厚度為0.15m，采用瀝青混凝土材料填筑，其滲透系數k≤10^-6cm/s，抗彎拉強度R_B≥4Mpa，凍融劈裂強度比TSR≥70％，標準馬歇爾穩定度MS≥5kN。

所述基床底層采用A組填料填筑，其壓實后應滿足地基系數K₃₀150MPa/m、壓實系數、動態變形模量E_vd40MPa/m、滲透系數k≤10^-3cm/s。