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1、道路与铁道工程系道路与铁道工程系主讲人主讲人蒋关鲁教授蒋关鲁教授Tel:Tel:1388050804213880508042,028-876,028-8763419334193 e-mail:e-mail:路基工程概述一、路基工程的定义和特点 铁路路基是铁路线路的重要组成部分，是为满足轨道铺设和运营条件而修建的土工构筑物，路基必须保证轨顶标高，并与桥梁、隧道等连接，组成完整贯通的铁路线路。路基工程包括本体、排水、防护及支挡四个工程，其中本体工程是直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分，是路基工程的主体建筑物，其他工程为路基工程的附属建筑物。(路基的地基处理：桩网结构路基、桩板结构路基、桩-筏结构
2、路基)二、路基型式路基型式 路堤路堤 路堑路堑不填不挖路基不填不挖路基半路堤半路堤半路堑半路堑半路堤半路堑半路堤半路堑以土层、岩石等为材料构筑的结构体以及与其相邻的小结构体的总称。路基、路堤、路堑、加强土、排水结构、坡面防护结构以及与此类似的结构。路基的概要中国高速铁路路基的构成中国高速铁路路基的构成(1)双线路堤标准横断面图(标准轨：1435mm)中国高速铁路路基的构成中国高速铁路路基的构成(2)双线路堑(硬质岩石)标准横断面图双线路堑(软岩、风化严重的硬岩及土质)标准横断面图中国高速铁路路基的构成中国高速铁路路基的构成(3)三、日本高速铁路路基设计的发展过程日本高速铁路路基设计的发展过程(
3、仅供参考仅供参考仅供参考仅供参考)跨越式发展固然重要，跨越式发展固然重要，跨越式发展固然重要，跨越式发展固然重要，如果没有系统、扎实的积累，如果没有系统、扎实的积累，如果没有系统、扎实的积累，如果没有系统、扎实的积累，很容易导致很容易导致很容易导致很容易导致！土结构区间较多土结构区间较多第一条高速铁路第一条高速铁路路堤设计的考虑方法路堤设计的考虑方法 防止冒泥防止冒泥 减少向道床道碴路基的贯入减少向道床道碴路基的贯入 减少路堤的压缩沉降减少路堤的压缩沉降 减小列车通过时的动态沉降减小列车通过时的动态沉降路堤施工管理路堤施工管理固实设备、铺设厚度、限制碾压次数固实设备、铺设厚度、限制碾压次数 K
4、75值值30MN/m3 (压缩沉降、动态沉降压缩沉降、动态沉降)CBR值值10（防止冒泥、防止道碴的贯入防止冒泥、防止道碴的贯入）当路堤材料为粘性土时：液性限界当路堤材料为粘性土时：液性限界L.L50当无法满足上述条件时：在表面施工底层道碴当无法满足上述条件时：在表面施工底层道碴新干线铁路建设采用的技术标准东海道新干线（1964年开业）东海道新干线开业当初：发生冒泥、路堤沉降、坡面坍塌东海道新干线开业当初：发生冒泥、路堤沉降、坡面坍塌。将使用优良材料进行优质施工作为土建施工的基本方针将使用优良材料进行优质施工作为土建施工的基本方针。制定了制定了“新干线土建标准示方书新干线土建标准示方书”（日本
5、国有铁道编著（日本国有铁道编著）路基路基 不发生路基冒泥的土质不发生路基冒泥的土质 固实程度：最大干燥密度的固实程度：最大干燥密度的90以上以上路堤路堤 限制材料限制材料 路堤的固实管理路堤的固实管理固实度（固实度（90以上）或圆锥支撑力（以上）或圆锥支撑力（500kN/m以上）以上）桥台连接处：规定材料，碎石系，砂系桥台连接处：规定材料，碎石系，砂系新干线铁路建设采用的技术标准山阳新干线（1972年开业）采用了采用了“建造物设计标准解说（土结构体）建造物设计标准解说（土结构体）”（1978年制定）年制定）分类为普通铁路和新干线结构（路堤形状、路基结构分类为普通铁路和新干线结构（路堤形状、路基
6、结构）路基：采用强化路基：分散列车荷载，防止雨水的浸透路基：采用强化路基：分散列车荷载，防止雨水的浸透路堤路堤 分成上部路堤（距上面分成上部路堤（距上面3m的范围）和下部路堤的范围）和下部路堤 材料：群分类的调整材料：群分类的调整 固实的程度：上部路堤固实的程度：上部路堤K30 110MN/m 下部路堤下部路堤K30 70MN/m 层厚管理材料、排水层的设置层厚管理材料、排水层的设置 规定了路堤的支撑地基条件规定了路堤的支撑地基条件 路堤与结构体的连接部分（过渡段路堤与结构体的连接部分（过渡段）材料：级配碎石材料：级配碎石，固实程度固实程度K30 150MN/m新干线铁路建设采用的技术标准东北
7、上越新干线（1982年开业）采用了采用了“铁路结构体等设计标准铁路结构体等设计标准、该解说、该解说 土结构体土结构体”（1992年制定）年制定）强化路基的经济化强化路基的经济化 加强路堤的采用加强路堤的采用采用土结构体上的板式轨道采用土结构体上的板式轨道 编制编制“板式轨道用路基结构设计、施工手册（案）板式轨道用路基结构设计、施工手册（案）”向向“铁路结构体等设计标准、该解说铁路结构体等设计标准、该解说 省力化轨道用土结构体省力化轨道用土结构体”（1999年制定）反映年制定）反映混凝土路基的采用混凝土路基的采用路堤材料路堤材料、施工管理施工管理路床条件，路堤支撑地基条件路床条件，路堤支撑地基条
8、件 也对九州新干线、东北新干线（盛冈以北）采用也对九州新干线、东北新干线（盛冈以北）采用新干线铁路建设采用的技术标准东北东北 上越新干线（上越新干线（19971997年开业）年开业）比有道床轨道更加严格规定路基横断面1:1.81:1.8粒調砕石.400 以上 以上 以上a:轨道中心间隔b:施工基面宽度c:至各限界的距离d:余量宽度通信電力轨道中心车辆限界（风压限界）四、中国中国高速铁路路基设计的发展过高速铁路路基设计的发展过程程1 1 1 1.京沪高速铁路设计暂行规定京沪高速铁路设计暂行规定京沪高速铁路设计暂行规定京沪高速铁路设计暂行规定 ，铁建设，铁建设，铁建设，铁建设函函函函2004157
9、200415720041572004157号号号号2.2.2.2.新建时速新建时速新建时速新建时速200200200200250250250250公里客运专线铁路设计暂行规定，公里客运专线铁路设计暂行规定，公里客运专线铁路设计暂行规定，公里客运专线铁路设计暂行规定，铁建设函铁建设函铁建设函铁建设函2005140200514020051402005140号号号号3.3.3.3.新建时速新建时速新建时速新建时速200200200200250250250250公里客运专线铁路设计暂行规定，公里客运专线铁路设计暂行规定，公里客运专线铁路设计暂行规定，公里客运专线铁路设计暂行规定，铁建设函铁建设函铁建设
10、函铁建设函2005140200514020051402005140号号号号4.4.4.4.新建时速新建时速新建时速新建时速200200200200公里客货共线铁路设计暂行规定，铁建设公里客货共线铁路设计暂行规定，铁建设公里客货共线铁路设计暂行规定，铁建设公里客货共线铁路设计暂行规定，铁建设函函函函2005285200528520052852005285号号号号5.5.5.5.客运专线无碴轨道铁路设计暂行规定客运专线无碴轨道铁路设计暂行规定客运专线无碴轨道铁路设计暂行规定客运专线无碴轨道铁路设计暂行规定 ，铁建设函，铁建设函，铁建设函，铁建设函20057542005754200575420057
11、54号号号号 6.6.6.6.铁路路基设计规范，铁路路基设计规范，铁路路基设计规范，铁路路基设计规范，TB10001-2005TB10001-2005TB10001-2005TB10001-2005版版版版7.7.7.7.新建时速新建时速新建时速新建时速300300300300350350350350公里客运专线铁路设计暂行规定，公里客运专线铁路设计暂行规定，公里客运专线铁路设计暂行规定，公里客运专线铁路设计暂行规定，铁建设铁建设铁建设铁建设200747200747200747200747号号号号 8.8.8.8.高速铁路设计规范（高速铁路设计规范（高速铁路设计规范（高速铁路设计规范（试行试行
12、试行试行），），），），2009-12-012009-12-012009-12-012009-12-01中国用五年时间中国用五年时间 走完了走完了日本日本3333年的研究积累！年的研究积累！5.路基工程的特点路基建筑在土石地基上并以土石为建筑材料 路基完全暴露在大自然中，除可遇见各种复杂的地形、地质条件外，还常受严寒酷暑、水位涨落、飞砂走石、异常气象、水文条件以至地震等的影响 路基同时受到静荷载和动荷载的作用注意事项：由于我国以往的铁路工程由于我国以往的铁路工程对路基的重视程对路基的重视程度不够度不够，使得近年来铁路路基出现的质量，使得近年来铁路路基出现的质量问题越来越明显，发生了许多安全事故
13、，问题越来越明显，发生了许多安全事故，造成了严重的经济损失。造成了严重的经济损失。随着随着秦沈客运专线秦沈客运专线的建设，特别近几年高的建设，特别近几年高速铁路大量建设，人们对路基的研究和重速铁路大量建设，人们对路基的研究和重视程度也在逐步提高，现在，路基在铁路视程度也在逐步提高，现在，路基在铁路工程中已明确被作为工程中已明确被作为“土工结构物土工结构物”来看来看待，路基工程的地位已得到明显提高。待，路基工程的地位已得到明显提高。路基工程的特点决定了路基工程的复杂性必须分析研究路基工程所处的环境及工作条件，必须分析研究路基工程所处的环境及工作条件，研究土的工程性质研究土的工程性质 研究路基建筑
14、物与土介质之间的相互作用，以及研究路基建筑物与土介质之间的相互作用，以及路基与轨道之间的动力学问题路基与轨道之间的动力学问题 做出正确合理的设计，保证路基工程具有足够的做出正确合理的设计，保证路基工程具有足够的坚固、稳定和耐久性，能抵抗各种自然因素的侵坚固、稳定和耐久性，能抵抗各种自然因素的侵袭和破坏袭和破坏6 路基设计的基本要求及发展路基设计的基本要求及发展 保证轨顶标高(以确保与桥梁、隧道及其它构筑以确保与桥梁、隧道及其它构筑物连接物连接)稳定性要求(填筑期、运营期填筑期、运营期)强度要求(静、动态条件下的抗破坏能力、抗变静、动态条件下的抗破坏能力、抗变形能力形能力)地基承载力验算沉降要求
15、，以保证轨道的平顺性要求耐久性路基稳定性要求路堤稳定安全系数-采用瑞典条分法计算 列车设计行车速度v（km/h）稳定安全系数(Fs)施工期运营期250v3501.151.30120v2001.101.25v1201.101.20注：注：1 采用简化Bishop法、不平衡推力法计算分析时，稳定性安全系数相应比表规定的安全系数增大0.1；2 对于斜坡软弱地基路堤，采用圆弧法检算时，其稳定性安全系数应根据软弱地基横向坡度大小，在表规定的稳定安全系数Fs基础上进行适当修正。路堤的支撑地基(地基承载力验算地基承载力验算)0.50.5以上以上一般区段一般区段4,3004,300RLRL5%5%5%5%5%
16、5%0.30cm0.30cm2.00m2.00mL L 排水垫层排水垫层土工隔栅土工隔栅等等顶部顶部路堤路堤h h3.0m3.0m层厚管理材料层厚管理材料路堤宽度路堤宽度路堤地基段路堤地基段深度相当于路堤宽的两倍深度相当于路堤宽的两倍L L2 21 1l l过滤材料过滤材料（无纺布等无纺布等）注明）上图为路堤的尾槽，左侧在用地范围内，右侧则为注明）上图为路堤的尾槽，左侧在用地范围内，右侧则为 用地范围之外。用地范围之外。其他应注意的问题：无碴轨道路基的工后沉降标准将更加严格长期动荷载作用下的路基沉降问题随着列车速度的提高将更加明显路基工后沉降和沉降速率控制标准路基工后沉降和沉降速率控制标准铁路
17、路基设计规范，铁路路基设计规范，铁路路基设计规范，铁路路基设计规范，TB10001-2005TB10001-2005TB10001-2005TB10001-2005版版版版 高速铁路设计规范（高速铁路设计规范（高速铁路设计规范（高速铁路设计规范（试行试行试行试行），），），），2009-12-012009-12-012009-12-012009-12-01铁路工程地基处理技术规程，铁路工程地基处理技术规程，铁路工程地基处理技术规程，铁路工程地基处理技术规程，2020202010-08-0310-08-0310-08-0310-08-03 个别设计：边坡高度超过规范表列高度、水文地质工程地质条件复杂、特殊土地区、需特别防护加固地段、采用大爆破及水力冲填施工以及建筑在陡坡上的路堤等情况下的路基，称为特殊路基，须个别设计。个别设计的路基须加强实地调查，充分占有资料，对边坡、基底的稳定性进行验算，并常作多种方案对比以确保安全、经济。铁路特殊路基设计规范(TB10035-2006)