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《鐵路路基施工與養(yǎng)護》模塊一認識鐵路路基目錄contents鐵路路基工程的特點0102鐵路路基組成及主要技術(shù)標準03 鐵路路基標準橫斷面形式TASK. 01知識點一 普通鐵路路基的特點路基作為一種較為復(fù)雜而特殊的土工復(fù)合結(jié)構(gòu)物,它具有與橋梁和隧道等結(jié)構(gòu)物不同的特點,具體表現(xiàn)如下:(1)材料復(fù)雜。路基工程主要以土為材料,其力學性質(zhì)具有極大的不確定性,土的成因、成分、顆粒大小、級配、結(jié)構(gòu)不同,其力學性質(zhì)就會明顯不同,在計算路基變形和穩(wěn)定性分析中所用的參數(shù)就會不同。(2)路基受環(huán)境影響大。路基完全暴露在大自然中,很容易受到水和氣候變化的影響。(3)路基同時承受動、靜荷載的作用。路基上的軌道荷載是靜荷載,列車荷載是動荷載,屬交通荷載,其特點為多次重復(fù)作用,它也是引起路基病害的主要原因之一。知識點二 高速鐵路路基的特點與普通工程路基相比,高速鐵路路基具有如下特點:(2)取土、棄土的矛盾較突出。當路線通過山區(qū)和丘陵地區(qū)時,由于線形標準的提高,設(shè)計時很難考慮好土方的填挖平衡,有可能增大借土或棄土的數(shù)量,從而擴大鐵路的用地范圍,給工程施工造成困難。(1)填土高度增加。為了減少橫向交通干擾,必須在高速鐵路下設(shè)置行人和車輛行走的設(shè)施。(3)工程地質(zhì)情況復(fù)雜、特殊地質(zhì)條件的路基較多。由于高速鐵路線形的重要性,路線通過不良地質(zhì)地段的機會較多。知識點二高速鐵路路基的特點(4)路基邊坡的技術(shù)要求高。在高速鐵路上,為了行車的舒適和安全,對路基邊坡的穩(wěn)定性和線形的美化程度均有較高的要求。路基邊坡的防護和加固工程較多,其施工的技術(shù)要求和美學要求也較高。(5)高速鐵路建設(shè)項目繁多、工程投資巨大、工程任務(wù)艱巨、工期要求緊、質(zhì)量要求高,這就使得對路基施工的組織與管理更加嚴格。(6)路基施工機械化程度高,各種新工藝、新材料、新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。知識點三鐵路路基的基本要求1.路基必須具有足夠的整體穩(wěn)定性路基建成后,改變了原來地面的天然平衡狀態(tài)。在土質(zhì)不良地區(qū)修筑路基,可能加劇原地面的不平衡狀態(tài);開挖路塹使兩側(cè)邊坡土體失去支承力,可能導(dǎo)致邊坡溜坍或滑坡;天然坡面特別是陡坡面上的路堤,可能因自重而下滑。2.路基必須具有足夠的強度和剛度強度和剛度是兩個不同的力學特性,兩者既有區(qū)別又有聯(lián)系。強度是指路基抵抗應(yīng)力作用和避免破壞的能力,而剛度則是指路基抵抗變形的能力。3.路基必須具有足夠的水熱穩(wěn)定性路基在地表水和地下水作用下強度會降低。TASK. 02知識點一 鐵路路基橫斷面形式鐵路路基橫斷面是指垂直線路中心線截取的截面。路基的斷面形式、構(gòu)造尺寸、各組成部分和主要設(shè)備均可從路基的橫斷面圖上得到反映,路基橫斷面圖是路基設(shè)計的主要文件之一。鐵路路基橫斷面常見的主要形式有以下6種(見圖)。(a)路堤(b)路塹(c)半路堤(d)半路塹(e)半路堤半路塹(f)不填不挖鐵路路基橫斷面常見的形式知識點一鐵路路基橫斷面形式1.路
堤當鋪設(shè)軌道的路基面高于天然地面時,路基以填筑方式構(gòu)成,這種路基稱為路堤。2.路
塹當鋪設(shè)軌道的路基面低于天然地面時,路基以開挖方式構(gòu)成,這種路基稱為路塹。3.半路堤當天然地面橫向傾斜,路堤的路基面邊線和天然地面相交,因此,路堤體在地面和路基面相交線的以上部分無填筑工作量,這種路基稱為半路堤。知識點一鐵路路基橫斷面形式4.半路塹當天然地面橫向傾斜,路塹路基面的一側(cè)無開挖工作量時,這種路基稱為半路塹。5.半路堤半路塹當天然地面橫向傾斜,路基的一部分以填筑方式構(gòu)成而另一部分以開挖方式構(gòu)成時,這種路基稱為半路堤半路塹。6.不填不挖路基或零斷面如果路基的路基面和經(jīng)過清理后的天然地基面平齊,路基無填挖土方時,這種路基稱為不填不挖路基。如果經(jīng)換填后的路基面與天然地基面在一個水平面上時,也稱為零斷面。知識點二 普通鐵路路基主要技術(shù)標準路基斷面的設(shè)計主要包括路基本體設(shè)計及路基附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計。在各種路基形式中,為了能按線路設(shè)計要求鋪設(shè)軌道而構(gòu)筑的部分,稱為路基本體。路基橫斷面設(shè)計主要對路基本體的各組成部分如路基面、路肩、填料、基床、邊坡、路基基底等部分按照規(guī)范進行設(shè)計,如圖所示。路基本體結(jié)構(gòu)知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準1.路基面路基面由直接在其上面鋪設(shè)軌道的部分及路肩組成,稱為路基頂面或簡稱路基面。在路塹中為整體開挖后形成的構(gòu)造面。區(qū)間路基根據(jù)基床土性質(zhì)分為有路拱路基面和無路拱路基面兩種類型。(1)路基面的類型。①
有路拱路基面。②
無路拱路基面。(2)路基面的寬度。①
區(qū)間直線地段標準路基面寬度。②
區(qū)間曲線地段的路基面寬度。知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準①
區(qū)間直線地段標準路基面寬度?!惰F路路基設(shè)計規(guī)范》(TB10001—2016)對客貨共線電氣化鐵路區(qū)間直線地段的標準路基面寬度規(guī)定見表。直線段標準路基面寬度項目單位Ⅰ級鐵路Ⅱ級鐵路設(shè)計速度km/h200160120≤120雙線線間距m4.44.24.04.0單線道床頂面寬度m3.53.43.43.4道床結(jié)構(gòu)層單雙單雙單雙單道床厚度m0.350.300.500.350.300.500.350.300.450.30路基面寬度單線m8.1(7.7)8.1(7.7)8.1(7.8)8.1(7.7)8.1(7.7)8.1(7.8)8.1(7.7)8.1(7.7)8.1(7.7)8.1(7.7)雙線m (12.512.3)12.5(12.1)12.3(12.2)12.3(11.9)12.3(11.912.1)(12.0)12.1(11.7)12.1(11.7)12.1(11.8)12.1(11.7)知識點二 普通鐵路路基主要技術(shù)標準②
區(qū)間曲線地段的路基面寬度。區(qū)間單、雙線曲線地段的路基面寬度應(yīng)在曲線外側(cè)按表的數(shù)值進行加寬,加寬值應(yīng)在緩和曲線范圍內(nèi)線性遞減。直線段標準路基面寬度鐵路等級列車設(shè)計速度/(km/h)曲線半徑R/m路基面外側(cè)加寬值/mⅠ級鐵路2002800≤R<35000.43500≤R≤60000.3R>60000.21601600≤R≤20000.42000<R<30000.33000≤R<100000.2R>100000.1Ⅰ、Ⅱ級鐵路120800≤R≤12000.41200<R<16000.31600≤R<50000.2R≥50000.1Ⅱ級鐵路120800≤R<12000.41200≤R<16000.31600≤R<50000.2R≥50000.12.路
肩在路基頂面中,道床覆蓋以外的部分稱為路肩。路肩的作用是保護路堤受力的堤心部分,防止道砟滾落,保持路基面的橫向排水,供養(yǎng)護維修人員行走、避車、放置養(yǎng)護機具,供防洪搶險臨時堆放砂石料,供埋設(shè)各種標志、通信信號、電力給水設(shè)備等。3.基
床基床是指路基上部受列車動荷載作用和水文氣候變化影響較大的土層,狀態(tài)直接影響列車運行的平穩(wěn)和速度的提高,所以要求基床要達到以下要求:知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準(1)強度要求?;矐?yīng)有足夠的強度以抵抗列車荷載產(chǎn)生的動應(yīng)力而不致破壞;能抵抗道砟壓入基床土中,防止道砟陷槽等病害的形成;在路基填筑階段能承受重型施工車輛走行而不形成印坑,以免留下隱患。(2)防滲要求。能夠防止雨水浸入造成路基土軟化,防止翻漿冒泥等病害,并在可能發(fā)生凍害的地區(qū),還有防凍等特殊要求。(3)剛度要求。在列車荷載的重復(fù)作用下,塑性累積變形很小,避免形成過大的不均勻下沉造成軌道的不平順,增加養(yǎng)護維修的困難;在列車高速行駛時,基床的彈性變形應(yīng)滿足高速行走的安全性和舒適性要求,同時還能保障道床的穩(wěn)固。知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準基床分為表層及底層,我國《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》(TB10001—2016)規(guī)定,對于速度不超過200
km/h的客貨共線鐵路,其基床表層厚0.6
m,底層厚1.9
m,基床總厚度為2.5
m。如圖所示?;埠穸纫月芳缡┕じ叱虨橛嬎闫瘘c。路基基床結(jié)構(gòu)4.
基
底路堤下地基內(nèi)承受路堤及軌道、列車等荷載作用的部分稱為路堤基底。在路塹中,因為路基是在地基內(nèi)以開挖方式構(gòu)成的,所以,路塹的基底為路塹邊坡土體內(nèi)和塹底路基面以下的地基內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力變化的部分。基底的穩(wěn)固對路基本體乃至軌道的穩(wěn)定性都至關(guān)重要,因此,在軟弱基底上修筑路堤時,必須對基底進行處理,以免危及行車安全與線路正常運營。5.
邊
坡基床是指路基上部受列車動荷載作路基兩側(cè)的邊線稱為路基邊坡。邊坡常修筑成單坡形、折線形和階梯形,每一坡段坡面的斜率以邊坡上、下兩點間的高差與水平距離之比表示,當高差為1單位長時,水平距離折算為m單位長,則斜率為1∶
m。在路基工程中,以1∶
m方式表示的斜率稱為坡度。邊坡與地面的交點,在路堤中稱為坡腳,在路塹中稱為塹頂。知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準路堤邊坡形式和坡率應(yīng)根據(jù)填料的物理力學性質(zhì)、邊坡高度、列車荷載和地基工程地質(zhì)條件等確定。當?shù)鼗鶙l件良好,邊坡高度不大于表的范圍時,其邊坡形式和坡度應(yīng)按表采用。知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準路堤邊坡坡率和形式填料名稱邊坡高度/m邊坡坡率邊坡形式全部高度上部高度下部高度上部坡率下部坡率細粒土、易風化的軟塊石208121∶1.501∶1.75折線形或臺階形粗粒土(細砂、粉砂、黏砂除外)、不易風化的軟塊石201281∶1.501∶1.75折線形或臺階形硬塊石土8——1∶1.30直線型20——1∶1.50直線型土質(zhì)路塹邊坡形式及坡率應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和氣象條件、邊坡高度、防排水措施、施工方法等,結(jié)合自然穩(wěn)定山坡和人工邊坡的調(diào)查及力學分析綜合確定。當土質(zhì)路塹邊坡高度小于20
m時,邊坡坡率可參考表;當高度大于20
m時,邊坡坡率應(yīng)通過穩(wěn)定性分析計算確定,最小穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)符合模塊八任務(wù)一中鐵路路基邊坡穩(wěn)定性的要求。黃土、膨脹土等特殊土應(yīng)符合《鐵路特殊路基設(shè)計規(guī)范》(TB
10035—2018)的相關(guān)規(guī)定。土質(zhì)路塹邊坡坡率知識點二 普通鐵路路基主要技術(shù)標準土的類別邊坡坡率黏土、粉質(zhì)黏土、塑性指數(shù)大于3的粉土(1∶1.00)~(1∶1.50)中密以上的中砂、粗砂、礫砂(1∶1.50)~(1∶1.75)漂石土、卵石土、碎石土、粗礫土、細礫土膠結(jié)和密實(1∶0.50)~(1∶1.25)中密(1∶1.25)~(1∶1.50)巖石路塹邊坡形式及坡率應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和氣象條件、巖性、邊坡高度、施工方法,并結(jié)合巖體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、風化程度及自然穩(wěn)定邊坡和人工邊坡的調(diào)查等因素綜合確定,巖石路塹邊坡高度小于20
m時,坡率可按表確定;當高度大于20
m時,邊坡坡率應(yīng)通過穩(wěn)定性分析計算確定,最小穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)符合模塊八任務(wù)一中鐵路路基邊坡穩(wěn)定性的要求。巖石路塹邊坡坡率知識點二 普通鐵路路基主要技術(shù)標準巖石類別風化程度邊坡坡率硬質(zhì)巖未風化、微風化弱分戶(1∶0.10)~(1∶0.50)弱風化、強風化(1∶0.30)~(1∶0.75)全風化(1∶0.75)~(1∶1.00)軟質(zhì)巖未風化、微風化弱分戶(1∶0.30)~(1∶0.75)弱風化、強風化(1∶0.50)~(1∶1.00)全風化(1∶0.75)~(1∶1.50)知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準6.
路基附屬結(jié)構(gòu)路基附屬結(jié)構(gòu)作為路基本體的一個輔助部分同樣具有著很重要的作用。路基的排水設(shè)施分地面排水設(shè)施和地下排水設(shè)施兩種。地面排水設(shè)施用以攔截地面徑流,匯集路基范圍內(nèi)的大氣降水并使其暢通地流向天然排水溝谷,以防止地表水對路基的浸濕、沖刷而影響其良好狀態(tài)。地下排水設(shè)施地下排水設(shè)施用以攔截、疏導(dǎo)地下水和降低地下水位,以改善地基土和路基邊坡的工作條件,防止或避免地下水對地基和路基本體的有害影響。知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準路基防護設(shè)施用來防止或削弱風霜雨雪、氣溫變化及流水沖刷等各種自然因素對路基本體所造成的直接或間接的有害影響,其種類很多,類型各異。路基加固設(shè)施路基加固設(shè)施是用以加固路基本體或地基的工程設(shè)施,在路基工程中,有護堤、擋土墻、支垛、抗滑樁及其他地基加固措施等。路基加固設(shè)施是提高路基穩(wěn)定性的一種有效措施。知識點三高速鐵路路基的主要技術(shù)標準1.
路基面寬度(1)直線地段路基面寬度。我國《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》(TB10001—2016)規(guī)定的直線段高鐵路基面標準寬度見表。直線地段高鐵路基面寬度項目單位有砟軌道無砟軌道設(shè)計速度km/h350300250350300250雙線線間距m5.04.84.65.04.84.6道床厚度m0.350.350.35———路基面寬度單線m8.88.88.88.68.68.6雙線m13.813.613.413.613.413.2知識點三 高速鐵路路基的主要技術(shù)標準(2)曲線地段路基面加寬值。無砟軌道正線曲線地段路基面不應(yīng)加寬,軌道結(jié)構(gòu)和接觸網(wǎng)支柱等設(shè)施的設(shè)置有特殊要求的,根據(jù)具體情況分析確定;有砟軌道正線曲線地段加寬應(yīng)在曲線外側(cè)按表1-2-9的規(guī)定加寬。曲線加寬值應(yīng)在緩和曲線內(nèi)漸變。有砟軌道曲線地段路基面加寬值設(shè)計速度/(km/h)曲線半徑/m路基外側(cè)加寬值/m250R≥100000.210000>R≥70000.37000>R≥50000.45000>R≥40000.5R<40000.6300R≥140000.214000>R≥90000.39000>R≥70000.47000>R≥50000.5R<50000.6350R>120000.312000≥R>90000.49000≥R≥60000.5R<60000.6知識點三高速鐵路路基的主要技術(shù)標準2.
路肩寬度我國高速鐵路路肩有砟軌道路基兩側(cè)路肩寬度,雙線不小于1.4m,單線不小于1.5m。3.
基 床高速鐵路基床結(jié)構(gòu)通常采用多層系統(tǒng)和強化基床結(jié)構(gòu)兩種形式,它一般分為表層和底層,通常無砟軌道表層厚0.4m、有砟軌道表層厚0.7m,底層厚度均為2.3m。4.
基 底高速鐵路的地基不允許發(fā)生破壞,也不允許發(fā)生過大的工后沉降。TASK. 03知識點一普通鐵路路基標準橫斷面圖1.
路堤標準橫斷面(1)路堤常用的標準橫斷面。在路基直線地段,普通土質(zhì)路堤標準橫斷面如圖所示。有排水溝路堤標準橫斷面(單位:m)有取土坑路堤標準橫斷面(單位:m)知識點一普通鐵路路基標準橫斷面圖(2)護道。路堤坡腳與排水溝或取土坑邊緣之間的天然地面稱為護道,其寬度不小于2.0m,以免路堤坡腳受排水溝或取土坑中水流的沖刷而危及路堤邊坡的穩(wěn)定性。地質(zhì)及排水條件良好的地段或經(jīng)濟作物高產(chǎn)田地段,若采取一定措施后(如護坡或坡腳墻等)能保證路堤穩(wěn)定時,可將護道寬度減為1.0
m。另外,護道表面應(yīng)平順,并有2%~4%向外的排水坡。如果天然地面達不到要求時應(yīng)由人工進行修整。知識點一普通鐵路路基標準橫斷面圖(3)取土坑。當無棄土作填土來源或棄土運距太遠而不經(jīng)濟時,可在護道以外設(shè)取土坑就近取土。取土坑的設(shè)置應(yīng)根據(jù)取土數(shù)量,結(jié)合路基排水、地形、土質(zhì)、施工方法、節(jié)約用地以及未來路基加寬要求等統(tǒng)一規(guī)劃,并符合以下規(guī)定:①
取土坑的土質(zhì)應(yīng)符合路基填料要求。②
地形平坦地段,宜設(shè)在路堤一側(cè)。當?shù)孛鏅M坡陡于1∶10時,宜設(shè)在路堤上側(cè),以匯集和排除地表水。③
橋頭河灘路堤的取土坑必須設(shè)在下游側(cè)。④
兼作排水的取土坑,應(yīng)確保水流通暢排出。其深度不宜超過該地區(qū)地下水位并應(yīng)與橋涵進口高程相銜接,其縱坡不應(yīng)小于2‰,平坦地段不應(yīng)小于1‰。⑤
當取土坑較深時,邊坡坡腳至取土坑距離應(yīng)保證路堤邊坡穩(wěn)定,取土坑內(nèi)側(cè)坑壁應(yīng)采取防護措施。⑥
良田地段,當路堤填方數(shù)量大而集中時,可遠運或集中取土。知識點一普通鐵路路基標準橫斷面圖(4)排水溝。路堤填筑有棄土可利用時,路堤地表排水應(yīng)在護道以外迎水一側(cè)或兩側(cè)設(shè)排水溝。排水溝的設(shè)置及縱向坡度的一般規(guī)定與取土坑要求相同。路基排水溝的斷面除需按流量計算加大外,一般可采用底寬0.4m、深0.6m的梯形斷面。干旱少雨地區(qū),深度可減至0.4
m。此外,為防止水溝沖刷,當流速大于該處土的容許沖刷流速時,應(yīng)鋪砌加固,并應(yīng)注意溝內(nèi)水下滲對路基穩(wěn)定的影響。在無其他防護與加固設(shè)施時,鐵路用地界可劃定在取土坑或排水溝外側(cè)頂緣外不小于1m處。知識點一普通鐵路路基標準橫斷面圖2.
路塹標準橫斷面(1)路塹常見的標準橫斷面。有棄土堆和無棄土堆的不同土質(zhì)路塹標準橫斷面如圖所示。曲線地段一般黏性土路塹標準橫斷面(單位:m)直線地段巖石路塹標準橫斷面(單位:m)知識點一普通鐵路路基標準橫斷面圖(2)路塹平臺(碎落臺)。當路塹邊坡為碎石等類土或砂類土、易風化巖石或其他不良土質(zhì)(如膨脹土)時,為防止坍落的土和碎石堵塞側(cè)溝,應(yīng)在側(cè)溝外側(cè)設(shè)置平臺,平臺寬度不宜小于1.0
m。如邊坡高度大于20
m時,可酌情增寬至1.5~2.0
m;如邊坡已全部設(shè)防護加固工程時可不設(shè)平臺。平臺面上應(yīng)有2%~4%向側(cè)溝方向的排水坡。由不同地層組成,高度為15
m及以上的路塹邊坡,由于坡面流水較大,土層交接處或坡腳處易被沖刷淘空形成邊坡坍塌,為便于養(yǎng)護作業(yè),在邊坡中部或不同地層分界處設(shè)平臺,并在平臺上設(shè)置截水溝或擋水墻,平臺寬度不宜小于2
m。在年平均降水量小于400mm的地區(qū),邊坡平臺上可不設(shè)截水溝,但應(yīng)設(shè)置向坡腳方向不小于4%的排水橫坡。知識點一普通鐵路路基標準橫斷面圖(3)棄土堆。路塹頂緣以外部分稱為路塹塹頂。置于塹頂?shù)臈壨翍?yīng)建成棄土堆,其邊坡不得陡于1∶1,高度不宜超過3m。一般情況下,置于塹頂兩側(cè)的棄土堆應(yīng)符合以下要求:①
棄土堆的設(shè)置不應(yīng)影響山體或邊坡穩(wěn)定,棄土堆內(nèi)側(cè)坡腳至塹頂距離應(yīng)根據(jù)路塹土質(zhì)條件和邊坡高度確定,不宜小于5m。②
陡坡路基和深路塹地段的棄土堆應(yīng)置于山坡下側(cè),并間斷堆填,以保證棄土堆內(nèi)側(cè)地面水能順利排出。③橋頭棄土不得擠壓橋墩臺,阻塞橋孔。④對棄土堆應(yīng)采取必要的擋護措施,以確保邊坡穩(wěn)定和符合環(huán)保要求。知識點一普通鐵路路基標準橫斷面圖(4)側(cè)溝。路基面兩側(cè)的排水溝稱為側(cè)溝,用以排引路基面和邊坡上的地面水。一般黏性土和細砂土的路塹側(cè)溝,底寬不應(yīng)小于0.4m,溝深不應(yīng)小于0.6m。干旱少雨地區(qū),深度可減至0.4
m。一般黏性土的側(cè)溝邊坡,靠線路一側(cè)為1∶1,靠田野一側(cè)與邊坡陡度一致。巖石路塹的側(cè)溝可修建成槽形,底寬和深度均不應(yīng)小于0.4
m。側(cè)溝的縱坡不應(yīng)小于2‰,一般應(yīng)取與路塹線路縱坡相同的坡度;若路塹地段線路縱坡為0或小于2‰時,側(cè)溝可做成單面坡或雙面坡,長路塹宜做成雙面坡,以免側(cè)溝下游段開挖過深,增大路塹開挖數(shù)量。在困難條件下,側(cè)溝縱坡坡度可減至1‰。知識點二高速鐵路路基標準橫斷面圖1.
有砟軌道(如下圖)高速鐵路有砟軌道雙線路堤(單位:m)高速鐵路雙線有砟路塹(硬質(zhì)巖石)(單位:m)知識點二高速鐵路路基標準橫斷面圖2.
無砟軌道(如下圖)雙線無砟軌道路堤標準橫斷面(單位:m)雙線無砟軌道路塹標準橫斷面(單位:m)本章結(jié)束謝謝大家號李
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i煉出版社《鐵路路基施工與養(yǎng)護》模塊二鐵路路基施工與控制目錄contents鐵路路基土壓實原理及影響因素0102鐵路路基填土的壓實方法鐵路路基壓實質(zhì)量控制指標與檢測方法0304鐵路路基與其他結(jié)構(gòu)物過渡段的處理方法TASK. 01知識點一土的壓實機理采用機械對土施以碾壓能量,使土顆粒重新排列,彼此擠緊,孔隙減小,形成新的密實體,增強粗粒土之間的摩擦和咬合,增加細粒土之間的分子引力,從而提高土的強度和穩(wěn)定性。實踐證明,經(jīng)過壓實的土,其塑性變形、滲透系數(shù)、毛細水作用及隔溫性能等都有明顯改善。因此,壓實是改善土工程性質(zhì)的一種有效措施。知識點二壓實土的特點(1)壓實土的壓縮變形和濕化變形最小,所以路基沉降變形和由于雨水的影響引起的變形就會小,減少了路基的破壞。鐵路路基土經(jīng)壓實后具有以下特點:(2)壓實后,土的抗剪強度增加,提高了路基的穩(wěn)定性。(3)壓實后,土的滲透能力減小,這樣就減少了水對路基的影響。知識點三影響鐵路路基土壓實的主要因素1.含水量土中含水量對壓實效果影響非常大。大量實踐表明:①
當含水量較少時,由于粒間引力使土粒保持著比較疏松的狀態(tài),土中孔隙大部分互相連通,水少而氣多,在一定外部壓實作用下,雖然土中氣體易被排出,密度可以增大,但由于水膜潤滑作用不大以及外部功能不足以克服粒間引力,土粒相對移動不容易,因而壓實效果比較差。②
含水量逐漸增大時,水膜變厚,引力縮小,水膜又起潤滑作用,外部功能作用比較容易使土粒移動,壓實效果漸佳。③
土中含水量過大時,孔隙中出現(xiàn)了自由水,壓實作用不可能使氣體排出,壓實功能的一部分作用被自由水抵消,減少了有效壓力,壓實效果反而降低。知識點三影響鐵路路基土壓實的主要因素擊實試驗分輕型擊實和重型擊實。輕型擊實試驗適用于粒徑小于5
mm的黏性土,重型擊實試驗適用于粒徑不大于20
mm的土。采用三層擊實時,最大粒徑不大于40
mm。擊實試驗所用的主要儀器設(shè)備為擊實儀(見圖)。(a)輕型擊實筒 (b)重型擊實筒 (c)2.5
kg擊錘 (d)4.5
kg擊錘1—套筒;2—擊實筒;3—底板;4—墊塊;5—提手;6—導(dǎo)筒;7—硬橡皮墊;8—擊錘。知識點三影響鐵路路基土壓實的主要因素對5個試樣分別擊實后,測定其干密度,試驗結(jié)束后,在直角坐標紙上繪制干密度和含水率的關(guān)系曲線圖(見圖),取曲線峰值點相應(yīng)的縱坐標為擊實試樣的最大干密度
max
,相應(yīng)的橫坐標為擊實試樣的最佳含水量
wopt
。當關(guān)系曲線不能繪出峰值點時,應(yīng)進行補點,土樣不宜重復(fù)使用。干密度與含水量關(guān)系曲線知識點三影響鐵路路基土壓實的主要因素壓實厚度對壓實效果具有明顯影響。在實際施工過程中,應(yīng)當考慮到土的類型、施工機械、施工組織、施工環(huán)境等,通過工藝性試驗確定松鋪厚度。相同壓實條件下,由實測土層不同深度的密實度或壓實度得知,密實度隨深度遞減。不同壓實工具的有效壓實深度有所差異,根據(jù)壓實工具類型、土質(zhì)及土基壓實的基本要求,路基分層壓實的厚度有具體規(guī)定數(shù)值。大量的實踐證明,碾壓應(yīng)有適當?shù)暮穸?,碾壓層過厚會導(dǎo)致壓實質(zhì)量不理想,下層的壓實度達不到要求,必將影響整體路基的質(zhì)量,導(dǎo)致路基沉降。同時,在實際施工過程中,應(yīng)該按照實際的壓路機類型,經(jīng)過工藝性試驗,確定實際過程中的碾壓厚度。2.碾壓厚度知識點三影響鐵路路基土壓實的主要因素3.碾壓遍數(shù)碾壓遍數(shù)對路基壓實度的影響是通過壓實功體現(xiàn)出來的。通常情況下,碾壓遍數(shù)越多,壓實度越好。但必須指出,用增加壓實功能的辦法提高土基強度的效果有一定限度,功能增加到一定限度以上,效果提高將變得緩慢。圖所示為在某段鐵路路基施工中所做的壓實系數(shù)和碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線。壓實系數(shù)K與碾壓遍數(shù)關(guān)系曲線知識點三影響鐵路路基土壓實的主要因素4.碾壓方式路基的施工技術(shù)規(guī)范都要求碾壓時必須“先輕后重,先慢后快,先邊緣后中間”,這是碾壓時的總原則。這種合適的碾壓方式既有利于提高壓實度,又有利于提高平整度。5.碾壓速度在路基施工中,不管使用哪種形式或質(zhì)量的壓路機進行碾壓,其碾壓速度對路基土所能達到的密度有明顯的影響。碾壓速度低時,單位面積材料的碾壓時間比速度高時要多,因而作用在被壓材料上的能量也大。知識點三影響鐵路路基土壓實的主要因素6.壓實機械壓實機械對一定含水量的路基土的壓實質(zhì)量有很大的影響。一般情況下,使用輕型壓路機只能得到較小的密實度,使用重型壓路機可以得到較大的密實度。7.集料級配集料的級配對碾壓所能達到的密實度有明顯影響。8.地基或下承層強度大量試驗證明,在填筑路堤時,若地基沒有足夠的強度,路堤的第一層難以達到較高的壓實度。TASK. 02知識點一壓實機械的分類壓實機具的類型很多,按壓實作用原理可大致分為靜力碾壓式、夯擊式和振動碾壓式三大類。1.
靜力碾壓式靜力碾壓式包括光面碾(普通的兩輪和三輪壓路機)、羊足碾、氣胎碾以及各種拖式壓滾等,使被壓實層產(chǎn)生一定程度的永久變形而達到壓實的目的。2.
夯擊式夯實機械可分為沖擊夯實和振動夯實兩種。3.
振動碾壓式振動碾壓式主要包括振動器、振動壓路機等。它是利用專門的振動機構(gòu),以一定的頻率和振幅振動,并通過滾輪的往復(fù)滾動傳遞給壓實層,使壓實材料的顆粒在振動和靜壓力聯(lián)合作用下重新排列,從而提高密實度和穩(wěn)定性。知識點一 壓實機械的分類另外,一些自重較大的機具,如運土汽車、挖掘機、推土機等也可用于路基壓實。國產(chǎn)壓實機械的分類見表。壓實機械的分類類別種類型式特征代號代號含義主參數(shù)名稱單位光輪壓路機羊壓路機械振Y(壓)拖式Y(jié)拖式壓路機(簡稱平碾)加載后質(zhì)量t兩輪自行車Y(液)2Y兩輪壓路機(簡稱壓路機)結(jié)構(gòu)質(zhì)量/加載后質(zhì)量t2YY液壓(轉(zhuǎn)向)壓路機(簡稱壓路機)結(jié)構(gòu)質(zhì)量/加載后質(zhì)量t三輪自行車Y(液)3Y三輪壓路機(簡稱壓路機)結(jié)構(gòu)質(zhì)量/加載后質(zhì)量t3YY三輪液壓(轉(zhuǎn)向)壓路機(簡稱壓路機)結(jié)構(gòu)質(zhì)量/加載后質(zhì)量t足壓路機YJ(壓腳)、 拖式自行式T(拖)YJT拖式羊足壓路機(簡稱羊足碾)加載總質(zhì)量tYJ自行式羊足壓路機(簡稱羊足碾)加載總質(zhì)量t輪胎壓路機YL(壓、輪)拖式自行式T(拖)YJT拖式輪胎壓路機(簡稱輪胎碾)加載總質(zhì)量tYL自行式羊足壓路機(簡稱輪胎碾)加載總質(zhì)量t振動壓路機YZ(壓、振)拖式拖式自行式Z(振)T(拖)B(擺)J(鉸)YZZ拖式振動羊腳壓路機(簡稱振動碾)加載總質(zhì)量tYZT拖式振動壓路機(簡稱振動碾)結(jié)構(gòu)質(zhì)量tYZ自行式振動壓路機結(jié)構(gòu)質(zhì)量tYZB擺脫壓路機結(jié)構(gòu)質(zhì)量tYZJ鉸接式振動壓路機結(jié)構(gòu)質(zhì)量tYZS手扶式振動壓路機結(jié)構(gòu)質(zhì)量kg動夯實機H(夯) 振動式Z(振)R(燃)HZ振動夯實機結(jié)構(gòu)質(zhì)量kgHZR內(nèi)燃振動夯實機結(jié)構(gòu)質(zhì)量kg多頭式夯實機H(夯)蛙式爆炸式W(蛙)B(爆)D(多)HW蛙式夯實機結(jié)構(gòu)質(zhì)量kgHB爆炸夯實機結(jié)構(gòu)質(zhì)量kgHD多頭式夯實機結(jié)構(gòu)質(zhì)量kg知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準1.光輪壓路機光輪壓路機是一種靜力作用壓路機,按其質(zhì)量可分為特輕型、輕型、中型、重型和特重型五種。這種壓路機單位線壓力較小,壓實深度比較淺,適用于一般的筑路工程。按其質(zhì)量的應(yīng)用范圍分類見表。光輪壓路機按質(zhì)量的應(yīng)用范圍的分類分類加載后質(zhì)量/t單位直線壓應(yīng)用范圍特輕型0.5~2800以上~2000壓實人行道輕型2以上~52000以上~4000壓實人行道和土路基中型5以上~104000以上~6000壓實路基、礫石、碎石基層重型10以上~156000以上~8000礫石、碎石類基層等的終壓作業(yè)特重型15以上~208000以上~10000壓實大塊石填筑的路基和碎石結(jié)構(gòu)層知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準2.羊足(凸塊)碾羊足(凸塊)碾有較大的單位壓力(包括羊足的擠壓力),壓實深度大而均勻,并能擠碎土塊,因而有很高的壓實效果和較高的生產(chǎn)效率。這種比較適用于黏性土的分層壓實,但不適用于非黏性土和高含水量黏土的壓實。3.輪胎碾輪胎輾機動性好,便于運輸,進行壓實工作時土與輪胎同時變形,接觸面積大,并有揉搓作用,壓實效果好。這種適用于黏性土、非黏性土及瀝青混合料的復(fù)壓。知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準4.
振動碾振動碾單位線壓力大,振動影響深度大,因此壓實深度較大,壓實遍數(shù)可相應(yīng)減少。振動碾種類繁多,應(yīng)用廣泛。光輪振動碾適用于壓實非黏性土(砂土、砂礫)、碎石、塊石以及不同類型、不同厚度的瀝青混合料面層。羊足(凸塊)式振動碾既可壓實非黏性土,又可壓實含水量不大的黏性土和細顆粒砂礫以及碎石。振動碾的應(yīng)用范圍及壓實后的最大鋪層厚度見表。振動碾的應(yīng)用范圍質(zhì)量和類型塊石砂礫石粉土、粉質(zhì)土、冰磧土黏土優(yōu)質(zhì)級配均勻粒級粉質(zhì)砂、粉質(zhì)礫石冰磧土、
粉土、砂質(zhì)粉土低、中強黏土高強度黏土3t以下光輪△△△△3~5t光輪☆☆△△△5~10t光輪△☆☆☆△△△10~15t光輪☆☆☆☆△△△振動凸塊式△△☆☆☆振動羊足式△△△☆☆知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準壓實后的最大鋪層厚度壓路機工作質(zhì)量(括號內(nèi)為振動輪部分的質(zhì)量路堤基床底層基床表層)巖石填方△砂礫粉土黏土拖式振動壓路機6t0.75⊙0.60⊙0.450.25⊙0.40⊙0.3010t⊙1.50⊙1.00⊙0.70⊙0.35⊙0.60⊙0.4015t⊙2.00⊙1.50⊙1.00⊙0.50⊙0.80—6t—0.60⊙1.45⊙0.300.40—10t—1.00⊙0.70⊙0.400.60—自行式振動壓路機7(3)t—⊙0.40⊙0.30⊙0.15⊙0.30⊙0.2510(5)t0.75⊙0.50⊙0.400.20⊙0.40⊙0.3015(10)t⊙1.50⊙1.00⊙0.70⊙0.35⊙0.60⊙0.408(4)t凸塊式—0.40⊙0.30⊙0.200.30—8(7)t凸塊式—0.60⊙0.40⊙0.300.40—15(10)t凸塊式—1.00⊙0.700.400.60—兩輪振動壓路機2t—0.300.200.100.20⊙0.157t—⊙0.400.300.15⊙0.30⊙0.2510t—⊙0.50⊙0.350.20⊙0.40⊙0.3013t—⊙0.60⊙0.45⊙0.25⊙0.45⊙0.3518t凸塊式—0.90⊙0.70⊙0.400.60—知識點二 壓實機械的使用范圍②
區(qū)間曲線地段的路基面寬度。區(qū)間單、雙線曲線地段的路基面寬度應(yīng)在曲線外側(cè)按表的數(shù)值進行加寬,加寬值應(yīng)在緩和曲線范圍內(nèi)線性遞減。直線段標準路基面寬度鐵路等級列車設(shè)計速度/(km/h)曲線半徑R/m路基面外側(cè)加寬值/mⅠ級鐵路2002800≤R<35000.43500≤R≤60000.3R>60000.21601600≤R≤20000.42000<R<30000.33000≤R<100000.2R>100000.1Ⅰ、Ⅱ級鐵路120800≤R≤12000.41200<R<16000.31600≤R<50000.2R≥50000.1Ⅱ級鐵路120800≤R<12000.41200≤R<16000.31600≤R<50000.2R≥50000.1知識點二普通鐵路路基主要技術(shù)標準夯實機械分振動夯實機械及沖擊夯實機械,其體積小、質(zhì)量輕,主要適用于狹窄工作面的鋪層壓實,如橋臺背后、涵洞兩端等。振動夯實機械常用于非黏性砂質(zhì)黏土、礫石、碎石的壓實,而沖擊夯實機械則多用于黏土、砂質(zhì)黏土和石灰土的夯實作業(yè)。5.
夯實機械知識點三壓實過程中的注意事項路基的壓實作業(yè),應(yīng)遵循“先輕后重、先慢后快、先邊后中”的原則。(1)先輕后重,是指開始時先使用輕型壓路機進行初壓,隨著被壓實層密度的增加逐漸改用中型或重型壓路機復(fù)壓。(2)先慢后快,是指壓路機碾壓速度隨著碾壓遍數(shù)的增加可以逐漸加快。這是因為在開始階段,填土比較松散,以較低的速度碾壓,壓力作用時間較長,有利于發(fā)揮壓路機的壓實功能,避免因碾壓過快造成推擁土壤或陷車。隨著碾壓遍數(shù)的增加而加快碾壓速度,有利于提高碾壓作業(yè)效率和表層的平整度。(3)先邊后中,是指碾壓作業(yè)始終堅持從路基兩側(cè)開始,逐漸向路中心碾壓,以保證路基的設(shè)計拱形和防止路基兩側(cè)的坍塌。(4)在碾壓過程中,應(yīng)注意保持壓路機行駛方向的直線性,相鄰壓實帶應(yīng)有1/3的重疊量,以保證碾壓質(zhì)量。TASK. 03知識點一路基壓實檢測指標1.
地基系數(shù)K30K30稱為地基系數(shù),是指將直徑為30
cm的荷載板壓在地基上進行壓實測試(試驗裝置見圖),然后在荷載板上加載,測量荷載板的下沉量,最后根據(jù)荷載下的荷載應(yīng)力P(N/cm2)與荷載板的豎向下沉量S(cm)的比值來確定,即注:K30的單位為“N/cm2”或“MPa/m2”。30
P
SK地基系數(shù)測試儀知識點一 路基壓實檢測指標2.Evd
動態(tài)模量動態(tài)模量Evd
是一種土體承載力指標,其可以通過動態(tài)平板載荷試驗來檢測,一般采用動態(tài)平板載荷試驗儀(見圖)進行測定。試驗時,用10
kg的錘以7.7kN的最大沖擊力沖擊土體表面的直徑30cm的圓板,沖擊時間為18ms,這樣的沖擊力約為σ=0.1MPa,動態(tài)模量Evd可以按照式計算:動態(tài)平板載荷試驗儀vdE
1.5r
22.5S S式中:r——荷載板的半徑(m),r=150
mm;S——荷載板的沖擊下沉幅值(mm)。知識點一 路基壓實檢測指標3.壓實系數(shù)k壓實系數(shù)也叫壓實度,是指路基經(jīng)壓實后實際達到的干密度與由擊實試驗得到的試樣最大干密度的比值。擊實試驗得到的最大干密度測試方法見任務(wù)一知識點三,現(xiàn)場一般采用灌水法、灌砂法、核子密度儀法等測量路基填土的干密度。4.孔隙率《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》(TB
10001—2016)規(guī)定對于礫石類、碎石類填料,采用地基系數(shù)K30及孔隙率n(%)作為評價其路堤基床壓實程度的指標??紫堵试叫”砻魍猎矫軐?,在秦沈客運專線設(shè)計暫行規(guī)定中開始使用土的孔隙率n(%)作為路基填筑質(zhì)量控制指標??紫堵手竿恋目紫扼w積與土總體積之比,以百分率表示。其表達式為n
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知識點一 路基壓實檢測指標5.相對密度對于砂土填料(除粉砂以外),傳統(tǒng)上一直用相對密度Dr來表征其壓實狀態(tài)。相對密度按式計算:式中:emax
、emin
——填料的最大和最小孔隙比,可分別在試驗中取最大的干密度
dmax
和最小的干密度
dmin計算得出;e——填料壓實后取樣測其干密度求出的孔隙比。D
maxremax
emine
e據(jù)此,上式可以寫成:
d
min)
dmaxrmax mindD
(
)
(知識點二鐵路路基壓實標準對于Ⅰ、Ⅱ級鐵路路基填料的質(zhì)量控制采用雙指標控制方法,即路基施工質(zhì)量檢測中至少要根據(jù)填料的性質(zhì)采用前述指標(包括地基系數(shù)K30、壓實系數(shù)K、孔隙率n和相對密度Dr這4個指標)中的2項?!惰F路路基設(shè)計規(guī)范》(TB10001—2016)規(guī)定,對細粒土、粉砂、改良土應(yīng)采用壓實系數(shù)和地基系數(shù)K30作為控制指標;對砂類土(粉砂除外)應(yīng)采用相對密度和地基系數(shù)K30作為控制指標;對礫石類、碎石類、級配碎石或級配砂礫石應(yīng)采用地基系數(shù)K30和孔隙率n作為控制指標。路基各個部位的壓實標準詳見表?;脖韺拥膲簩崢藴疏F路等級及設(shè)計速度填料壓實標準壓實系數(shù)K地基系數(shù)K30/(MPa/m)7d飽和無側(cè)限抗壓強度/kPa動態(tài)變形模量Evd/MPa客貨共線鐵路及城際鐵路200km/h級配碎石≥0.97≥190——160km/h級配碎石≥0.95≥150——A1、A2組礫石類、碎石類≥0.95≥150——120km/hA1、A2組礫石類、碎石類≥0.95≥150——B1、B2組礫石類、碎石類≥0.95≥150——砂類土(粉細砂除外)≥0.95≥110——化學改良土≥0.95—≥500(700)—無砟軌道級配碎石≥0.97≥190—≥55高速鐵路級配碎石≥0.97≥190—≥55知識點二鐵路路基壓實標準基床底層的壓實標準鐵路等級及設(shè)計速度填料壓實標準壓實系數(shù)K地基系數(shù)K30/(MPa/m7d飽和無側(cè)限抗壓)
強度/kPa動態(tài)變形模量Evd/MPa客貨共線鐵路及城際鐵路200km/hA、B組粗礫土、碎石類≥0.95≥150——砂類土(粉砂除外)細礫土≥0.95≥130—化學改良土≥0.95—≥350(550)160km/hA、B組礫石類、碎石類≥0.93≥130——砂類土(粉細砂除外)≥0.93≥100——化學改良土≥0.93—≥350(550)知識點二鐵路路基壓實標準續(xù)表鐵路等級及設(shè)計速度填料壓實標準壓實系數(shù)K地基系數(shù)K30/(MPa/m7d飽和無側(cè)限抗壓)
強度/kPa動態(tài)變形模量Evd/MPa客貨共線鐵路及城際鐵路120km/hA、B、C1C2組粗礫土、碎石類≥0.93≥130——砂土類、細粒土≥0.93≥100——化學改良土≥0.93—≥350(550)—無砟軌道A、B組粗礫土、碎石類≥0.95≥150—≥40砂類土(粉砂除外)細礫土≥0.95≥130—≥40化學改良土≥0.95—≥350(550)—高速鐵路A、B組粗礫土、碎石類≥0.95≥150—≥40砂類土(粉砂除外)細礫土≥0.95≥130—≥40化學改良土≥0.95≥350(550)—知識點二鐵路路基壓實標準路堤基床以下部位填料壓實標準鐵路等級及設(shè)計速度填料壓實標準壓實系數(shù)K地基系數(shù)K30/(MPa/m)7d飽和無側(cè)限抗壓強度/kPa客貨共線鐵路及城際鐵路有砟軌道200km/h細粒土≥0.90≥90—砂類土、細礫土≥0.90≥110—粗礫土、碎石類≥0.90≥130—化學改良土≥0.90—≥250160km/h、120km/h細粒土、砂類土≥0.90≥80—礫石類、碎石土≥0.90≥110—塊石類≥0.90≥130—化學改良土≥0.90—≥200高速鐵路及無砟軌道客貨共線鐵路、城際鐵路砂類土、細礫土≥0.93≥110—粗礫土、碎石類≥0.93≥130—化學改良土≥0.93—≥250TASK. 04知識點一 過渡段的處理方法1.
在過渡段較軟一側(cè),增大路基基床的豎向剛度,減少路基結(jié)構(gòu)的沉降(1)加筋土路堤法。加筋土路堤法是在過渡段路堤填料(必要時也可包括地基)中埋設(shè)一定數(shù)量的加筋材料(土工合成材料等)形成加筋土路堤結(jié)構(gòu)。(2)碎石填料填筑法。碎石填料填筑法是指使用強度高、變形小的優(yōu)質(zhì)材料(如碎石類填料)進行過渡段填筑的方法。德國路橋過渡段的結(jié)構(gòu)尺寸及其填料和填筑標準日本路橋過渡段的引堤方式知識點一過渡段的處理方法(3)過渡搭板法。過渡搭板法是在過渡段范圍內(nèi)路堤填料上現(xiàn)澆鋼筋混凝土厚板,并使一端支撐在剛性基礎(chǔ)(橋臺)上,利用鋼筋混凝土厚板的抗彎剛度來增加軌道的剛度。過渡搭板知識點一過渡段的處理方法其用于高速鐵路路橋過渡段時,必須注意以下問題:①
過渡段的范圍較大,列車的質(zhì)量很大,速度很快,而板底的支承條件不確定,結(jié)構(gòu)受力情況非常復(fù)雜,一旦破損,更換將極為困難。②
過渡搭板法對軌道剛度的增加較顯著,但不能減小路堤地基的變形,必須配以其他處理措施才能有效地控制由此引起的軌面彎折。③通過調(diào)整軌枕的長度和間距來提高軌道的剛度。④通過增大軌排的抗彎模量來增加軌道的剛度軌外側(cè)。⑤通過增加道床厚度來提高軌道的剛度。知識點一過渡段的處理方法2.
在過渡段較硬的一側(cè),通過設(shè)置軌下、枕下、砟底橡膠墊塊(板)來減小軌道的豎向剛度對于橋梁和隧道等剛性結(jié)構(gòu)物上的線路,可通過調(diào)整軌下墊板的剛度和設(shè)置枕下墊塊(無砟)的方法,使軌道的剛度值與較軟一側(cè)軌道的剛度值相適應(yīng)。墊板(塊)的剛度參數(shù)可通過室內(nèi)試驗、計算及現(xiàn)場測試確定。對于有砟軌道結(jié)構(gòu),列車荷載的動力作用常使道砟發(fā)生磨損粉化。為了解決這個問題,日本在高速鐵路的剛性結(jié)構(gòu)與道砟間鋪設(shè)了一層厚約25mm的橡膠墊,該層橡膠墊可降低軌道的豎向剛度,減小路橋間軌道的剛度差。知識點二 過渡段的設(shè)置1.
路堤與梁橋過渡段的設(shè)置(1)《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》(TB
10001—2016)規(guī)定路堤與橋臺過渡段宜采用沿線路縱向倒梯形過渡形式,如圖所示;過渡段施工先于臨近路基時,可采用沿線路縱向正梯形過渡形式,如圖所示。臺尾倒梯形過渡段臺尾正梯形過渡段知識點二過渡段的設(shè)置①過渡段長度可按以下方式確定。高速鐵路、無砟軌道鐵路過渡段長度不應(yīng)小于20m。L
a
(H
h)n式中:L——過渡段長度(m),L一般不小于20m;H——臺后路堤高度(m);h——基床表層厚度(m);a——常數(shù),高速鐵路、無砟軌道城際鐵路、重載鐵路、設(shè)計速度200
km/h的有砟軌道城際鐵路和客貨共線鐵路取3~5m,設(shè)計速度200km/h以下的有砟軌道城際鐵路和客貨共線鐵路取3;n——常數(shù),高速鐵路、無砟軌道城際鐵路、重載鐵路、設(shè)計速度200
km/h的有砟軌道城際鐵路和客貨共線鐵路取2~5,設(shè)計速度200km/h以下的有砟軌道城際鐵路和客貨共線鐵路取2。知識點二過渡段的設(shè)置②
臺尾過渡段可按以下方式設(shè)計。過渡段路堤基床表層應(yīng)滿足表2-3-3的要求。過渡段基床表層以下梯形部分的填料及填筑壓實應(yīng)符合下列規(guī)定:a.高速鐵路、無砟軌道及設(shè)計速度200km/h的有砟軌道、城際鐵路應(yīng)分層填筑,摻入不小于3%水泥的級配碎石,壓實標準應(yīng)符合壓實系數(shù)K≥0.95、地基系數(shù)K30≥150MPa/m、動態(tài)變形模量Evd≥50MPa。b.
設(shè)計速度200
km/h的客貨共線鐵路可采用分層填筑級配碎石,距離結(jié)構(gòu)物2.0m范圍應(yīng)摻入不小于3%水泥,壓實標準應(yīng)符合地基系數(shù)壓實系數(shù)K≥0.95、K30≥150
MPa/m。重載鐵路應(yīng)分層填筑A組填料,壓實標準應(yīng)符合地基系數(shù)K30≥150MPa/m、壓實系數(shù)K≥0.95,動態(tài)變形模量Evd≥40MPa。c.設(shè)計速度200km/h以下的有砟軌道城際鐵路和客貨共線鐵路應(yīng)填筑A組填料,其壓實標準應(yīng)符合表2-3-4中基床底層的相關(guān)規(guī)定。知識點二過渡段的設(shè)置③
高速鐵路、無砟軌道及設(shè)計速度200
km/h的有砟軌道城際鐵路過渡段橋臺基坑應(yīng)以混凝土回填或以碎石、改良土分層填筑,其他鐵路的過渡段橋臺基坑應(yīng)以碎石、改良土分層填筑?;炷翍?yīng)滿足設(shè)計強度要求,碎石、改良土填筑應(yīng)滿足Evd≥30MPa。④
過渡段地基加固措施應(yīng)滿足工后沉降控制要求,并應(yīng)考慮與橋臺及相鄰路基地段變形協(xié)調(diào),必要時可在臺后設(shè)置鋼筋混凝土搭板。知識點二過渡段的設(shè)置(2)《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》(TB
10621—2014)中要求路堤與橋臺連接處應(yīng)設(shè)置過渡段,可采用沿線路縱向倒梯形級配碎石過渡段(見圖)。臺尾過渡段設(shè)置知識點二 過渡段的設(shè)置①
過渡段長度。倒梯形過渡段長度應(yīng)滿足《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》(TB10001—2016)的規(guī)定,且大于20m。②
臺尾過渡段路堤設(shè)計。過渡段路堤基床表層應(yīng)滿足高速鐵路路堤基床表層碎石填筑壓實要求,并滲入5%的水泥。表層以下的梯形級配碎石滲入3%水泥并分層填筑,壓實標準應(yīng)滿足壓實系數(shù)K≥0.95,地基系數(shù)K30≥150MPa/m,動態(tài)變形模量Evd≥50MPa③
過渡段橋臺基坑以混凝土回填或以碎石、灰土分層填筑,并用小型平板振動機壓實,混凝土滿足強度要求,碎石、灰土滿足動態(tài)變形模量Evd≥50MPa。知識點二 過渡段的設(shè)置2.路基與橫向結(jié)構(gòu)物過渡段的設(shè)置路基與橫向結(jié)構(gòu)物(立交框構(gòu)、箱涵等)連接處應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件設(shè)置過渡段,宜采用沿線路縱向倒梯形過渡形式(見圖),過渡段施工先于臨近路基時,可采用沿線路縱向正梯形過渡形式(見圖)。路基與橫向結(jié)構(gòu)物倒梯形過渡段路基與橫向結(jié)構(gòu)物正梯形過渡段知識點二 過渡段的設(shè)置(1)橫向結(jié)構(gòu)物頂層及過渡段路基基床表層填料及壓實要求應(yīng)滿足表2-3-3中的相關(guān)要求。(2)路基與橫向結(jié)構(gòu)物過渡段填料、壓實標準、基坑回填及施工要求同路橋過渡段。(3)過渡段地基加固應(yīng)滿足工后沉降控制要求,橫向結(jié)構(gòu)物地基加固措施應(yīng)與相鄰路基地段地基加固措施協(xié)調(diào)。(4)有砟軌道鐵路橫向結(jié)構(gòu)物頂面填土高度大于3
m,且大于路基高度的2/3時可不設(shè)過渡段。知識點二 過渡段的設(shè)置《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》(TB
10621—2014)規(guī)定路基與橫向結(jié)構(gòu)物(立交框構(gòu)、箱涵等)連接處,應(yīng)采用沿線路縱向倒梯形過渡形式(圖)。橫向結(jié)構(gòu)物頂部及過渡段路基基床表層,過渡段填料,壓實標準及基坑回填同路基與橋梁過渡段。橫向結(jié)構(gòu)物頂面填土厚度不大于1.0
m時,橫向結(jié)構(gòu)物及兩側(cè)20
m范圍基床表層級配碎石應(yīng)滲入5%水泥。橫向結(jié)構(gòu)物頂至軌底高度小于1.5m(采用無砟軌道時為h<2.0m)時路堤過渡段知識點二 過渡段的設(shè)置(2)當路堤與路塹連接處為軟質(zhì)巖石或土質(zhì)路塹時,應(yīng)順原地面縱向挖成1∶
2的坡面,坡面上開挖臺階,每級臺階寬度不應(yīng)小于1.0m,并應(yīng)在路堤一側(cè)設(shè)置過渡段,如圖所示。開挖部分填筑要求應(yīng)與路堤相同。路堤與軟質(zhì)巖石、土質(zhì)路塹過渡段知識點二 過渡段的設(shè)置4.
路塹與隧道過渡段高速鐵路、無砟軌道城際鐵路、設(shè)計速度200
km/h的有砟軌道城際鐵路及客貨共線鐵路土質(zhì)、軟質(zhì)巖路塹與隧道連接處,應(yīng)設(shè)置過渡段,宜采用沿線路縱向倒梯形過渡形式,如圖所示。過渡段路基填料、壓實標準同路橋過渡段。路塹與隧道過渡段本章結(jié)束謝謝大家號李
h
.
i煉出版社《鐵路路基施工與養(yǎng)護》模塊三鐵路路基排水目錄contents01 鐵路路基地表排水02鐵路路基地下排水TASK. 01知識點一鐵路路基地表排水設(shè)計的基本原則(1)在設(shè)計排除地面水的設(shè)施時,應(yīng)考慮到既有農(nóng)田水利排灌設(shè)備,不致使農(nóng)田失灌或沖毀農(nóng)田。(2)水溝的斷面尺寸,應(yīng)有足夠的過水斷面面積,以便通過全部計算流量并不得有水溢出水溝。(3)路基地面排水設(shè)備的平面布置應(yīng)注意與附近橋涵、隧道和車站的排水設(shè)備相順接,使水流暢通排出。知識點二鐵路路基地表排水設(shè)施構(gòu)造及布置1.側(cè)
溝側(cè)溝的作用是排除路面及邊坡處匯集的地表水,以確保路基與邊坡的穩(wěn)定。一般順著路線的走向設(shè)置在路基兩側(cè)的坡腳處。其斷面形狀主要有以下幾種,如圖所示。(a)(b)(c)(d)(e)(f)知識點二鐵路路基地表排水設(shè)施構(gòu)造及布置(1)梯形:最常見的橫斷面形式,主要設(shè)在土質(zhì)或軟石質(zhì)邊坡,底面及深度一般不應(yīng)小于0.4~0.6
m,少雨干旱地區(qū)可采用0.3
m,內(nèi)側(cè)邊坡一般為1∶1~1∶1.5,外側(cè)路堤段與內(nèi)側(cè)邊坡相同,路塹段與挖方邊坡一致。(2)矩形:主要設(shè)在石質(zhì)邊坡,內(nèi)側(cè)邊坡一般為1∶0~1∶0.5。(3)三角形:主要是機械化施工采用,內(nèi)側(cè)邊坡一般為1∶2~1∶3。(4)流線型(碟形):為了整體的美觀,而設(shè)置流線型。知識點二鐵路路基地表排水設(shè)施構(gòu)造及布置2.排水溝排水溝的作用是引導(dǎo)路基范圍內(nèi)的各種水流至橋涵及路基范圍以外的河流、洼地等,其斷面形狀是梯形(邊坡1∶1~1∶1.5,尺寸按設(shè)計流量計算,底寬、深度不小于0.5
m),如圖所示。一般排水溝設(shè)計的標準尺寸知識點二鐵路路基地表排水設(shè)施構(gòu)造及布置排水溝的位置,可根據(jù)需要并結(jié)合當?shù)氐亩ㄐ缘葪l件而定,離路基應(yīng)盡可能遠些(一般距路基坡腳不宜小于3~4m)。排水溝應(yīng)盡量采用直線,需轉(zhuǎn)折時應(yīng)做成圓弧角或與原水道軸線間不大于45°交角(見圖)。其縱坡不應(yīng)小于2‰;在平坦地面或反坡排水地段,困難情況下可減小至1‰。排水溝宜短不宜長,一般不超過500
m,應(yīng)充分利用有利地形和自然水系,及時疏散,就近分流,出水口應(yīng)盡量引至天然溝渠。1—排水溝;2—其他渠道;3—路基中心線;4—橋涵。排水溝與原水道相交知識點二鐵路路基地表排水設(shè)施構(gòu)造及布置3.截水溝截水溝設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外或山坡路堤邊坡上方適當位置外,在邊坡較低,雨水較少,比較穩(wěn)定的石質(zhì)邊坡可不設(shè)置,其作用是攔截并排除路基上方流向路基的地表水流,保護挖方邊坡和填方路堤坡腳不受水流破壞。截水溝如圖所示。1—土臺;2—截水溝。填方路段截水溝示意1—截水溝;2—棄土堆;3—邊溝。挖方路段截水溝示意1—截水溝;2—棄土堆;3—邊溝。挖方路段截水溝與棄土堆的關(guān)系知識點二 鐵路路基地表排水設(shè)施構(gòu)造及布置4.跌
水設(shè)置在陡坡或深溝地段,設(shè)置的溝底為階梯,水流呈瀑布式跌落的溝槽稱為跌水。這樣設(shè)置的目的是在短距離內(nèi)降低水流速度,消減水的能量。根據(jù)其構(gòu)造形式可以分為單級跌水和多級跌水,如圖所示。1—邊溝;2—路基;3—跌水井;4—涵洞。邊溝與涵洞單級跌水連接示意(窖井)1—護墻;2—消力檻。(b)跌水構(gòu)造示意1—溝頂線;2—溝底線。(a)多級跌水縱剖面(單位:m)多級跌水構(gòu)造知識點二 鐵路路基地表排水設(shè)施構(gòu)造及布置跌水各部分組成尺寸,應(yīng)依照水力計算確定,但一般當?shù)刭|(zhì)條件良好、地下水位較低,設(shè)計流量小于1.0~2.0m3/s時,可參考以下數(shù)值。(1)護墻:一般的簡易多級跌水p為0.3~0.6
m,每階臺高與長度之比大致等于地面坡度;護墻用石砌(厚0.25~0.4
m)或混凝土澆筑(厚0.25~0.3
m),墻底埋置深度一般為水深的1.0~1.2倍并不小于1
m,且應(yīng)深入冰凍線以下。(2)消力池:底部應(yīng)有1%~2%的縱坡,底厚0.3~0.35
m,壁高至少要高出計算水深0.2
m,厚度與護墻厚度相同。(3)消力坎:低于池內(nèi)水深,為護墻高度的1/5~1/4,一般取c=15~20
cm,消力坎頂部寬不小于0.4
m,底部預(yù)留孔徑5~10
cm的泄水孔,間距為1~2
m。知識點二鐵路路基地表排水設(shè)施構(gòu)造及布置5.急流槽設(shè)置在陡坡或深溝地段,設(shè)置的坡度較陡,水流不離開槽底的溝槽稱為急流槽,其構(gòu)造如圖所示。1—耳墻;2—消力池;3—混凝土槽底;4—鋼筋混凝土槽底;5—橫向溝底;6—砌石護底。急流槽構(gòu)造示意(單位:m)知識點二鐵路路基地表排水設(shè)施構(gòu)造及布置急流槽縱坡可達1∶1.5以上,但不宜超過1∶1.2。急流槽可用石砌或混凝土澆筑,也可在堅硬的巖石上開槽。急流槽各部分尺寸應(yīng)按照水力學計算而定,一般情況可參考以下數(shù)據(jù):(1)側(cè)壁:側(cè)壁漿砌片石的壁厚為0.3~0.4
m,混凝土為0.2~0.3
m,壁高高出計算水深至少0.2
m。(2)槽底:槽底厚度應(yīng)為0.2~0.4m,且宜砌成粗糙面或嵌堅硬小塊。(3)耳墻:為了基礎(chǔ)穩(wěn)定,應(yīng)在其底部每隔2.5~5m設(shè)置0.3~0.5
m深的耳墻。知識點三 鐵路路基地表排水設(shè)備的加固地表排水設(shè)備加固常采用的方法主要有以下幾種,如圖所示。(a)石灰三合土抹平層(b)干砌片石(碎石墊平)(c)漿砌片石(碎石墊平)(d)豎鋪草皮,砌石底(e)平鋪草皮(f)磚砌水槽TASK. 02知識點一鐵路路基地下排水設(shè)施設(shè)計的基本要求鐵路路基地下排水設(shè)施設(shè)計的要求如下:(1)摸清水源,合理規(guī)劃,因勢利導(dǎo),綜合治理。(2)保護生態(tài)平衡,與農(nóng)田水利相結(jié)合,少占農(nóng)田。(3)排水設(shè)施應(yīng)選在地質(zhì)條件好、地勢平坦地帶。(4)排水工程簡單合理、方便有效。(5)排水設(shè)計應(yīng)經(jīng)濟實用,以節(jié)約加固的工程量。(6)防重于治,防治結(jié)合。知識點二鐵路路基地下排水設(shè)施構(gòu)造及布置1.
明溝及排水槽明溝和槽溝是兼排地表水和土體中的上層滯水或埋藏很淺的淺水的排水設(shè)備,常設(shè)在山坡比較平緩的斜坡地帶及路基兩側(cè),其結(jié)構(gòu)如圖所示。漿砌片石明溝知識點二鐵路路基地下排水設(shè)施構(gòu)造及布置2.
滲
溝滲溝主要用來吸收降低地下水位,匯集和攔截流向路基的地下水,并將其排除在路基范圍之外,使路基土保持干燥。滲溝由封閉層、反濾層、排水層組成。封閉層主要采用反鋪草皮,夯實黏土等。反濾層主要采用碎石、礫石、無砂混凝土、土工織物等。排水層主要采用粗砂、混凝土管等。根據(jù)構(gòu)造不同分為填石滲溝(盲溝)、管式滲溝和洞式滲溝(見圖)。(a)盲溝式 (b)洞式 (c)管式1—黏土夯實;2—雙層反鋪草皮;3—粗砂;4—石屑;5—碎石;6—漿砌片石溝洞;7—預(yù)制混凝土管。滲溝結(jié)構(gòu)知識點二 鐵路路基地下排水設(shè)施構(gòu)造及布置根據(jù)位置可以分為邊坡滲溝、支撐滲溝、截水及攔水滲溝、無砂混凝土滲溝、水平鉆井、滲水隧洞等。(1)邊坡滲溝。邊坡滲溝的作用是疏干邊坡,引排坡面滯水及泉水,并起支撐邊坡的作用,適用邊坡不陡于1∶
1的土質(zhì)邊坡及易發(fā)生表土塌滑的潮濕土質(zhì)邊坡,其結(jié)構(gòu)如圖所示。(a)邊坡滲溝平面圖(b)邊坡滲溝縱斷面圖(c)邊坡滲溝Ⅰ—Ⅰ斷面圖邊坡滲溝結(jié)構(gòu)知識點二鐵路路基地下排水設(shè)施構(gòu)造及布置(2)支撐滲溝。支撐滲溝的作用是支撐可能滑動的不穩(wěn)定土體、排水滑動面附近的地下水、疏干潮濕的土體,常與抗滑擋土墻配合使用。一般它由干砌片石砌筑、鋪底,封面采用漿砌片石,兩側(cè)及后緣端部設(shè)置反濾層,前緣設(shè)置干砌片石垛或抗滑擋墻,其結(jié)構(gòu)如圖所示。(a)支撐滲溝平面圖(b)支撐滲溝縱斷面圖支撐滲溝結(jié)構(gòu)知識點二鐵路路基地下排水設(shè)施構(gòu)造及布置(3)截水及攔水滲溝。截水及攔水滲溝的作用是引排低洼濕地及泉水滲漏或地下凹槽地層中的水。根據(jù)埋深可分為2~6
m的淺埋滲溝,以及大于6
m的深埋滲溝。根據(jù)底部是否設(shè)置排水通道分為有管滲溝和無管滲溝,其結(jié)構(gòu)如圖所示,一側(cè)地下排水橫斷面圖如圖所示。截水及攔水滲溝結(jié)構(gòu)(b)圓管滲溝(a)無管滲溝(c)矩形滲溝一側(cè)地下排水橫斷面知識點二鐵路路基地下排水設(shè)施構(gòu)造及布置(4)無砂混凝土滲溝。無砂混凝土滲溝由無砂混凝土壁板、鋼筋混凝土橫撐、鋼筋混凝土蓋板、普通混凝土基礎(chǔ)組成,如圖所示。1—鋼筋混凝土蓋板;2—夯實黏土;3—鋼筋混凝土橫撐;4—無砂混凝土壁板;5—普通混凝土基礎(chǔ)。無砂混凝土滲溝橫縱斷面知識點二鐵路路基地下排水設(shè)施構(gòu)造及布置(5)滲水隧洞。滲水隧洞的作用是截排或引排埋藏較深的地下水或與滲井配合使用,排除具有較多含水層的復(fù)雜地層中的地下水。其結(jié)構(gòu)形式主要有直墻式和曲墻式,如圖所示。①
直墻式:裂隙巖層、破碎巖層、較密實的碎石類土層。②
曲墻式:松散的碎石類土層或有少量卵石、碎石的黏性土層。(a)直墻式 (b)曲墻式1—碎石;2—滲水縫;3—混凝土磚墻頂;4—漿砌片石墻身;5—基礎(chǔ)。滲水隧洞知識點二鐵路路基地下排水設(shè)施構(gòu)造及布置(6)水平鉆井。在地層中鉆出帶有一定仰坡的平孔,然后裝入濾水管及集水管所構(gòu)成的地下排水設(shè)備,如圖所示。(a)直墻式 (b)曲墻式1—碎石;2—滲水縫;3—混凝土磚墻頂;4—漿砌片石墻身;5—基礎(chǔ)。滲水隧洞知識點二 鐵路路基地下排水設(shè)施構(gòu)造及布置3.
滲
井在平坦地區(qū),當路基附近的地面水或淺層地下水無法排除時,可設(shè)置滲井,將地面水或地下水經(jīng)滲井通過不透水層中的鉆孔流入下層透水層中排除。滲井一般為直徑1.0~1.5m的圓柱形或邊長為1.0~1.5m的正方形,其結(jié)構(gòu)如圖所示。滲井本章結(jié)束謝謝大家號李
h
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i煉出版社《鐵路路基施工與養(yǎng)護》模塊四鐵路路基邊坡防護目錄contents01 鐵路路基坡面防護02鐵路路基沖刷防護TASK. 01知識點一 植物防護1.種
草種草適用邊坡坡度不宜陡于1∶1.25土質(zhì)路基和風化嚴重的巖質(zhì)路基邊坡,坡面流速在0.4~0.6m/s,坡高在6
m以內(nèi)。若土質(zhì)不宜種植,可先鋪一層種植土,厚5~10
cm。其結(jié)構(gòu)如圖所示。種草坡面結(jié)構(gòu)知識點一植物防護2.鋪種草皮鋪種草皮是一種施工簡單、造
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