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1、第七章路基构造第七章路基构造本章要求本章要求了解了解路基工程路基工程的的组成、性成、性质和和特点，路基排水特点，路基排水熟悉熟悉路基横断面路基横断面的的基本形式基本形式及及与平、与平、纵面的空面的空间关系关系重点掌握重点掌握路基横断面路基横断面设计的的内容、原内容、原则和和主要方法主要方法第一节路基工程的组成及特点第一节路基工程的组成及特点路基工程的路基工程的组成组成路基本体路基本体直接直接铺设轨道道结构并承受列构并承受列车荷荷载的部分的部分防防护加固建筑物加固建筑物含含挡墙、护坡等坡等路基排水路基排水设施施含排水沟、含排水沟、侧沟、天沟、排水槽、渗沟、暗沟等沟、天沟、排水槽、渗沟、暗沟等木枕
2、木枕线路路横断横断面面混凝混凝土枕土枕线路路横断横断面面路基工程的路基工程的性质性质和和特点特点：性性质：轨道的基道的基础，是一种土工，是一种土工结构；构；特点特点：1 1）路基由松散的土（石）材料）路基由松散的土（石）材料组成；成；2 2）路基工程完全暴露在大自然中；其工程性）路基工程完全暴露在大自然中；其工程性质对自然条件的自然条件的变化十分敏感，抵抗能力差化十分敏感，抵抗能力差3 3）路基同）路基同时受受轨道静荷道静荷载和和动荷荷载的作用；在的作用；在荷荷载作用下，路基作用下，路基产生累生累积变形，土的形，土的强度降低，表度降低，表现出疲出疲劳的特性的特性4 4）路基与）路基与轨道道结构
3、一起共同构一起共同组成的成的线路路结构是构是一种相一种相对松散松散连结的的结构形式，抵抗构形式，抵抗动荷荷载的能力弱的能力弱第二节路基横断面第二节路基横断面一、路基横断面的一、路基横断面的基本形式基本形式路基横断面路基横断面是指垂直于是指垂直于线路中心路中心线截取的断面截取的断面路堤路堤半路堤半路堤路路堑不填不挖路基不填不挖路基半堤半半堤半堑半路半路堑路基设计：路基设计：路基横断面路基横断面设计：确定横断面各部分的形状和尺寸。确定横断面各部分的形状和尺寸。例如：路基面的形状和例如：路基面的形状和宽度、路基度、路基边坡的形坡的形状和坡度等。状和坡度等。路基工程路基工程综合合设计：全面全面综合考合
4、考虑路基工程在路基工程在纵断面上的配合以断面上的配合以及路基本体工程与其他各及路基本体工程与其他各项工程的配合等。工程的配合等。例如：路堤与路例如：路堤与路堑的的过渡、渡、纵向排水向排水设计、挡土土墙纵向向设计等。等。二、路基横断面与二、路基横断面与线路平、路平、纵面的面的空空间关系关系路肩路肩路基路基顶肩肩路基路基（路肩）（路肩）高程高程路基中心高度路基路基中心高度路基边坡高度坡高度线路平面路平面设计图线路路纵断面断面设计图三、路基横断面三、路基横断面构成构成及及设计原原则（一）路肩高程（一）路肩高程（二）路基面的形状（二）路基面的形状（三）路基面的（三）路基面的宽度度（四）路基（四）路基边
5、坡坡（五）路基横断面的（五）路基横断面的标准准设计（一）路肩高程（一）路肩高程最小路肩高程最小路肩高程=设计洪水位洪水位+波浪侵波浪侵袭高度高度h h1 1+雍水高度雍水高度h h2 2+0.5m0.5m。路肩路肩设计高程在高程在线路平路平纵断面断面设计时先已确定。先已确定。设计洪水洪水频率率：、级1/1001/100级1/501/50设计原原则：避免水避免水对路基路基的影响。的影响。（二）路基断面形状（二）路基断面形状路基路基设计的的重要原重要原则：保：保证良好的排水条件。良好的排水条件。1.1.断面形状断面形状可分可分为有路拱有路拱和和无路拱无路拱两种断面形式。两种断面形式。路拱路拱：当路
6、堤或路：当路堤或路堑的土的土质为非渗水性土非渗水性土时，路，路基面做成有横向排水坡的形状，称基面做成有横向排水坡的形状，称为路拱路拱(三角形三角形)。2.2.有路拱和无路拱地段的有路拱和无路拱地段的连接接1 1）纵断面断面设计高程：按非渗水土高程：按非渗水土质路基路基给出的路出的路肩高程肩高程2 2）渗水土路基路肩高程）渗水土路基路肩高程=非渗水土非渗水土质路基路肩高程路基路肩高程+路拱高路拱高+道床厚度减少道床厚度减少值3 3）无路拱路基在有路拱路基一）无路拱路基在有路拱路基一侧的土的土质路基路基应向向土土质路基方向用渗水土作路基方向用渗水土作顺坡，坡，顺坡坡长度一般不小于度一般不小于10m
7、10m。（三）路基面的（三）路基面的宽度度加加宽设计原原则：保：保证路肩路肩宽度。度。1.1.宽度度标准准：道床覆盖：道床覆盖宽度度+2+2路肩路肩宽度度路肩作用路肩作用：加：加强路基路基稳定、保障道床定、保障道床稳固、方便养修固、方便养修最小路肩最小路肩宽度度：I I级铁路：路堤路：路堤0.8m0.8m，路，路堑0.6m0.6m；影响因素影响因素：铁路等路等级、轨道道类型、土型、土质等。等。特殊情况下的特殊情况下的单独独设计。2.2.曲曲线路基加路基加宽加加宽原因原因：曲：曲线外外轨超高超高加加宽值：根据超高：根据超高计算而确定，一般算而确定，一般查规范中的曲范中的曲线路基加路基加宽表，并在
8、表，并在缓和曲和曲线范范围内内递减。减。（四）路基（四）路基边坡坡路基路基边坡坡设计：边坡形状坡形状和和边坡坡度坡坡度确定确定设计原原则：保：保证边坡的坡的稳定性定性。1.1.路堤路堤边坡坡设计：根据填料种：根据填料种类、路堤、路堤边坡高度确坡高度确定；一般可从定；一般可从规范的路堤范的路堤边坡表中取坡表中取值。2.2.路路堑边坡坡设计:设计原原则：根据土的物理力学性：根据土的物理力学性质，岩，岩层产状、状、节理理发育程度、育程度、风化程度、当地的工程地化程度、当地的工程地质条件和水文地条件和水文地质条件，条件，结合自然的极限山坡和已成人工合自然的极限山坡和已成人工边坡的坡的调查，并考并考虑将
9、要采用的施工方法等因素，将要采用的施工方法等因素，综合分析而定。合分析而定。设计方法方法:主要有主要有力学力学计算法算法和和工程地工程地质法法（五）路基横断面（五）路基横断面标准准设计.常常见的路基的路基标准横断面准横断面路基横断面的路基横断面的标准准设计也称也称为路基路基标准横断面准横断面，根据有关的根据有关的设计原原则和和规定而定而编制。制。仅适用于一般适用于一般水文、地水文、地质条件，填挖高度不大的普通土条件，填挖高度不大的普通土质路基。路基。（1 1）路堤）路堤标准横断面准横断面边坡高度不大于坡高度不大于8m8m地面横坡地面横坡为大于大于1 1：5 5而小于而小于1 1：2.52.5的
10、斜坡的斜坡填方高度大于填方高度大于8m8m而小于而小于20m20m时（2 2）路）路堑标准横断面准横断面粘性土路粘性土路堑有有侧沟平台路沟平台路堑无无侧沟路沟路堑岩石路岩石路堑.路基个路基个别设计条件条件工程地工程地质、水文地、水文地质条件复条件复杂或路基或路基边坡超坡超过规范范规定（定（见表表7-27-2）修筑在陡坡上的路堤：指当填料或基底均修筑在陡坡上的路堤：指当填料或基底均为不易不易风化化的岩石的岩石时，地面横坡等于或陡于，地面横坡等于或陡于1:21:2，其它情况的地，其它情况的地面横坡等于或陡于面横坡等于或陡于1:2.51:2.5修筑特殊条件下的路基，如滑坡、修筑特殊条件下的路基，如滑
11、坡、软土、土、冻土、河土、河滩、水水库等等有关路基的防有关路基的防护加固及改移河道工程加固及改移河道工程采用大爆破或水力充填法施工的路基采用大爆破或水力充填法施工的路基第三节第三节 路基排水路基排水水的危害水的危害是路基病害是路基病害发生的重要原因之一。生的重要原因之一。一、地面排水系一、地面排水系统排水沟、排水沟、侧沟、天沟沟、天沟二、地下水排水系二、地下水排水系统排水槽（明沟）、渗水暗沟、渗水隧洞、其它排水排水槽（明沟）、渗水暗沟、渗水隧洞、其它排水设施施具体具体设计方法方法见路基工程路基工程设计技技术手册手册第八章第八章 路基基床路基基床本章要求本章要求熟悉熟悉路基荷路基荷载的的含含义、
12、组成、成、标准准荷荷载计算方法算方法-换算土柱法算土柱法基床基床结构形式构形式掌握掌握基床基床的的作用作用及其及其对路基的要求路基的要求基床病害基床病害的的类型型、成因成因及主要及主要整治措施整治措施第一节第一节 路基荷载路基荷载定定义路基的荷路基的荷载是指作用在路基面上的是指作用在路基面上的应力力路路基基荷荷载静荷静荷载：线路上部路上部结构的重量作用在路基构的重量作用在路基面上的面上的应力力动荷荷载：列：列车行行驶时轮载力通力通过上部上部结构构作用在路基面上的作用在路基面上的动应力力一、静荷一、静荷载换算土柱法算土柱法普通普通铁路路基路路基设计时，计算中把静荷算中把静荷载和和动荷荷载一并一并
13、简化化为静荷静荷载处理，即理，即换算土柱法算土柱法1.1.列列车（活）荷（活）荷载标准准-中荷中荷载活活载轨道道路基面路基面横断面分布横断面分布宽度度自自轨枕底两端向下按枕底两端向下按4545扩散角散角计算算路基横断面路基横断面设计理理论：平面平面问题计算算图示示：沿：沿线路路纵向取一向取一单位厚度位厚度荷荷载取取值：按最不利情况：按最不利情况计算，算，只考只考虑轴重，不重，不考考虑后面后面车辆部分的部分的分布力。分布力。列列车（活）荷（活）荷载纵向分布向分布强度度：将将轴重重简化化为纵向均匀分布的向均匀分布的线荷荷载，并假定每个，并假定每个轴重的分布重的分布宽度等度等于于轴距。距。分布分布强
14、度：度：2.2.换算土柱算土柱普通普通铁路路基路路基设计中，路基荷中，路基荷载的的简化假定化假定：1 1）把列）把列车（活）荷（活）荷载作作为静荷静荷载 2 2）把列）把列车（活）荷（活）荷载和和轨道静荷道静荷载的的总重重P P，简化化为与路基与路基同同质的土柱的土柱，均布地作用在路基面上，均布地作用在路基面上土柱的土柱的换算高度算高度：换算土柱算土柱算例算例：线路等路等级：轨道道类型型：次重型：次重型填土填土：非渗水土：非渗水土路拱高路拱高：0.15m0.15m路基面路基面宽：7.1m7.1ma=3.5ma=3.5mhh0 0=3.2m=3.2m第三节第三节 路基基床结构路基基床结构一、基床
15、的作用及一、基床的作用及对基床的要求基床的要求基床是基床是铁路路基最重要的关路路基最重要的关键部位。部位。基床厚度：基床厚度：路基路基顶面以下面以下3.0m3.0m范范围（动力分析）力分析）基床的基床的作用作用及及对基床的要求基床的要求：1.1.强度要求度要求：足：足够的的强度度抵抗抵抗动应力、力、碴压入入2.2.刚度要求度要求：塑性累塑性累积变形小形小避免不均匀沉降、不平避免不均匀沉降、不平顺弹性性变形小形小满足高速行足高速行车的安全性和舒适性的安全性和舒适性3.3.优良的排水性良的排水性：防止雨水侵入：防止雨水侵入软化和化和冻融等病害融等病害二、基床二、基床结构和材料构和材料结构可分两种：
16、构可分两种：.二二层系系统：传统的普通的普通线路采用道床与土路采用道床与土质基基床直接相床直接相连的二的二层系系统，称，称为土基床土基床。土基床要求用土基床要求用优质填料填筑。填料填筑。.多多层系系统在道床和路基之在道床和路基之间设置一置一层过渡渡层，称路基保，称路基保护层或或垫层，又称，又称基床表基床表层，路路盘或或强化路化路盘（日）。（日）。实践表明践表明：设置保置保护层是提高路基承是提高路基承载力、消除力、消除基床病害的重要措施。基床病害的重要措施。设计思想思想：严格控制下沉量格控制下沉量，为轨道道结构提供一构提供一个有足个有足够刚度的基度的基础。第四节基床病害及整治第四节基床病害及整治
17、基床病害基床病害发生的生的主要原因主要原因：基床：基床土土质不良不良、水的侵水的侵入入和和列列车动荷荷载同同时作用作用的的结果。果。基床病害基床病害类型型：翻翻浆冒泥冒泥、下沉下沉、挤出出和和冻害害翻翻浆冒泥：冒泥：发生于生于路基土路基土质不符合要不符合要求的部位；求的部位；下沉：下沉：因基床填筑因基床填筑密度不密度不够和和强度不度不足所致；足所致；挤出：出：主要因基床主要因基床强度不足而度不足而产生剪切或塑性流生剪切或塑性流动冻害：害：发生于寒冷地区。生于寒冷地区。路堤塌滑路堤塌滑二、基床病害整治二、基床病害整治整治措施：整治措施：1.1.用砂用砂垫层处理土理土质基床翻基床翻浆冒泥冒泥2.2
18、.封封闭层整治和防止泥整治和防止泥质软岩路岩路堑的翻的翻浆冒泥冒泥3.3.基床改良基床改良承承载能力不足能力不足4.4.应用土工合成材料用土工合成材料土工格室（隔离道土工格室（隔离道碴和基床）和基床）5.5.在路基表在路基表层采用隔温材料采用隔温材料减少减少冻害害发生生6.6.加加强排水、降低底下水位或毛排水、降低底下水位或毛细水水处理道理道碴囊和减小深囊和减小深层冻害害复习思考题复习思考题7-17-1简述路基工程的述路基工程的组成、性成、性质及特点。及特点。7-27-2何何谓路基横断面？它有哪几种形式？路基横断面？它有哪几种形式？7-37-3试绘图说明路基明路基标准准设计横断面。横断面。7-47-4简述路基述路基边坡坡设计的内容、原的内容、原则和方法。和方法。7-57-5路基个路基个别设计条件？条件？8-18-1简述路基荷述路基荷载的的组成及成及换算土柱法的基本原理。算土柱法的基本原理。8-28-2什么叫路基基床？路基基床作用及要求？什么叫路基基床？路基基床作用及要求？8-38-3路基基床路基基床结构可分构可分为哪两种形式？哪两种形式？8-48-4路基基床病害的主要原因？病害分路基基床病害的主要原因？病害分类？成因？成因？8-58-5简述路基基床病害的主要整治措施。述路基基床病害的主要整治措施。