一種重載鐵路路基基床的建造方法
【專利摘要】一種重載鐵路路基基床的建造方法，所述的路基基床適用于設(shè)計軸重30t、道床厚度0.35m的重載鐵路，其做法是，在路堤之上從下至上依次構(gòu)筑：K30系數(shù)為90MPa/m～109MPa/m、厚度為1.8m的基床下底層；K30系數(shù)為110MPa/m～129MPa/m、厚度為1.5m的基床中底層；K30系數(shù)為130MPa/m～149MPa/m、厚度為0.6m的基床上底層；K30系數(shù)為150MPa/m～189MPa/m、厚度為0.3m的基床下表層；K30系數(shù)≥190MPa/m、厚度為0.3m的基床上表層。該法建成的重載鐵路路基基床長期穩(wěn)定性及耐久性好，填料來源范圍廣，且修筑成本低，建造時間短。
【專利說明】一種重載鐵路路基基床的建造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵道工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種重載鐵路路基基床的建造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，重載鐵路運輸在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展，重載運輸已被國際公認(rèn)為鐵路貨運發(fā)展的主方向，成為世界鐵路發(fā)展的重要趨勢。鐵路軌道鋪設(shè)在道床之上，道床又修筑在路基、橋梁或隧道等線路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之上。路基與橋梁、隧道相比，在重載鐵路線路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中所占比例更高，一般均在50%以上。因此，重載鐵路特別重視路基工程的設(shè)計建造。
[0003]重載鐵路由于列車軸重增大和編組增加，路基承受的連續(xù)動荷載幅值和作用次數(shù)明顯增大，路基荷載特征發(fā)生明顯變化。其中，列車軸重增大及相鄰車輛軸間距減小影響動荷載的大小及作用深度，從而影響基床厚度。列車編組增加導(dǎo)致路基承受的連續(xù)作用次數(shù)增加，從而使填料中的累積孔壓難以及時消散，造成有效動應(yīng)力的減小和基床強度的直接降低，致使基床破壞。
[0004]現(xiàn)有重載鐵路道床下的路基由基床和基床以下的路堤構(gòu)成，而基床又由基床表層和基床底層兩層結(jié)構(gòu)體系組成?；苍诔惺芰熊囬L期循環(huán)荷載作用下，不僅要滿足建成通車后強度要求，還需要滿足列車循環(huán)荷載下長期穩(wěn)定性及耐久性要求，但傳統(tǒng)基床結(jié)構(gòu)未考慮長期循環(huán)荷載對基床各結(jié)構(gòu)層厚度的影響。我國客貨共線鐵路修建和既有線改造時，基床結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑多采用強度控制法，以作用在基床底層填土上的動應(yīng)力不大于填土允許應(yīng)力為控制條件。采用該方法的基床填土雖能滿足建成通車后強度要求，但不能滿足列車長期循環(huán)荷載作用下累積變形(長期穩(wěn)定性及耐久性)的要求。并且，僅有表層和底層兩層結(jié)構(gòu)體系，其承載的過渡層次少，較厚的兩層結(jié)構(gòu)均需滿足一定的強度及累積變形要求，則對相應(yīng)的填料性質(zhì)及其壓實程度及基床的整體厚度要求高，從而導(dǎo)致路基修筑的成本過大，建造時間過長。反之，若降低要求，則其累積變形增加會造成路基病害，影響列車運輸效率及安全運營。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種重載鐵路路基基床的建造方法，該法建成的重載鐵路路基基床，不僅能滿足建成通車后強度要求，還能滿足列車循環(huán)荷載下的累積變形要求，其長期穩(wěn)定性及耐久性好；且路基基床修筑的成本小，建造時間短。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的第一種技術(shù)方案是，一種重載鐵路路基基床的建造方法，所述的路基基床適用于設(shè)計軸重30t、道床厚度0.35m的重載鐵路，其具體做法是，在路堤之上從下至上依次構(gòu)筑:
[0007]K30系數(shù)為90MPa/m?109MPa/m、厚度為1.8m的基床下底層；
[0008]K30系數(shù)為110MPa/m?129MPa/m、厚度為1.5m的基床中底層；
[0009]K30系數(shù)為130MPa/m?149MPa/m、厚度為0.6m的基床上底層；
[0010]K30系數(shù)為150MPa/m?189MPa/m、厚度為0.3m的基床下表層；[0011]K30系數(shù)≥190MPa/m、厚度為0.3m的基床上表層。
[0012]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的第二種技術(shù)方案是，一種重載鐵路路基基床的建造方法，所述的路基基床適用于設(shè)計軸重30t、道床厚度0.5m的重載鐵路，其具體做法是，在路堤之上自下而上依次構(gòu)筑:
[0013]K30系數(shù)為90MPa/m~109MPa/m、厚度為3.1m的基床下底層；
[0014]K30系數(shù)為110MPa/m~129MPa/m、厚度為0.3m的基床中底層；
[0015]K30系數(shù)為130MPa/m~149MPa/m、厚度為0.3m的基床上底層；
[0016]K30系數(shù)為150MPa/m~189MPa/m、厚度為0.3m的基床下表層；
[0017]K30系數(shù)≥190MPa/m、厚度為0.3m的基床上表層。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
[0019]—、本發(fā)明的重載鐵路路基基床由傳統(tǒng)的基床表層和基床底層兩層結(jié)構(gòu)體系改為基床上表層、基床下表層、基床上底層、基床中底層和基床下底層的5層結(jié)構(gòu)體系。由于車輛荷載引起的基床中應(yīng)力隨著基床的深度增加而逐漸衰減，因此，對于承載車輛荷載最大的基床上表層修筑成質(zhì)量最好K3tl系數(shù)> 190MPa/m的填料結(jié)構(gòu)層，自上而下各結(jié)構(gòu)層質(zhì)量依次降低，K30系數(shù)值逐次減小，最底面的基床下底層僅需為90MPa/m ( K30 < 110MPa/m的普通填料結(jié)構(gòu)層即可。理論驗算證明:各結(jié)構(gòu)層均能滿足建成通車后強度要求，也能滿足列車循環(huán)荷載下的累積變形要求，其長期穩(wěn)定性及耐久性好。
[0020]二、本發(fā)明修建的重載鐵路路基基床，質(zhì)量好，K30 ^ 190MPa/m的基床上表層厚度僅為0.3m，而要求最低(90MPa/m ( K30 < 110MPa/m)的基床下底層厚度達(dá)到1.8m或3.1m,其基床中間各結(jié)構(gòu)層的填料性質(zhì)及壓實要求也低于現(xiàn)有兩層結(jié)構(gòu)體系的基床底層對填料性質(zhì)及壓實要求的標(biāo)準(zhǔn)，從而本發(fā)明在保證路基長期穩(wěn)定性及耐久性的前提下，對填料性質(zhì)要求降低，填料來源廣泛、易得；對填料的壓實要求也大幅降低；從而大大減少路基修筑的成本和建造的時間。
[0021]三、一般情況現(xiàn)場施工對填料碾壓的控制厚度為每層0.3~0.5m，本發(fā)明修建的重載鐵路路基基床各結(jié)構(gòu)層厚度基本為常用施工碾壓控制厚度(0.3m)的倍數(shù)，方便現(xiàn)場施工時對填料的碾壓操作，同時更易于將填料壓實至相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。
[0022]進(jìn)一步，本發(fā)明的第一、第二兩種方案中基床各結(jié)構(gòu)層使用的填料為:
[0023]所述的基床上表層使用的填筑材料為級配碎石或級配砂礫石，壓實后的壓實系數(shù)K≥0.97、動變形模量Evd≥55MPa ；
[0024]所述的基床下表層使用的填筑材料為A組填料，壓實后的壓實系數(shù)K >0.95、動變形模量Evd≥40MPa ；
[0025]所述的基床上底層使用的填筑材料為B組填料，壓實后的壓實系數(shù)K ≥0.95、動變形模量Evd≥40MPa ；
[0026]所述的基床中底層使用的填筑材料為粗粒土的C組填料，壓實后的壓實系數(shù)K≥0.95、動變形模量Evd≥40MPa ；
[0027]所述的基床下底層使用的填筑材料為C組填料，壓實后的壓實系數(shù)K >0.95、動變形模量Evd≥40MPa。
[0028]這樣，針對基床各結(jié)構(gòu)層的受力及構(gòu)筑特征，從上至下逐漸降低對填料質(zhì)量和碾壓性質(zhì)的要求，使各結(jié)構(gòu)層填料易于壓實至其對應(yīng)建造標(biāo)準(zhǔn)，滿足其強度及累積變形(長期穩(wěn)定性及耐久性)要求，同時有效減少路基修筑的建造的時間和成本。
[0029]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明實施例一方法修建的重載鐵路路基基床(包括上面的道床和下面的路堤)的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2為本發(fā)明實施例二方法修建的重載鐵路路基基床(包括上面的道床和下面的路堤)的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖1、圖2中標(biāo)號為O的為道床。 【具體實施方式】
[0033]實施例一
[0034]圖1示出，本發(fā)明的一種【具體實施方式】是，一種重載鐵路路基基床的建造方法，所述的路基基床適用于設(shè)計軸重30t、道床厚度0.35m的重載鐵路，其具體做法是，在路堤6之上從下至上依次構(gòu)筑:
[0035]K30系數(shù)為90MPa/m~109MPa/m、厚度為1.8m的基床下底層5 ；
[0036]K30系數(shù)為110MPa/m~129MPa/m、厚度為1.5m的基床中底層4 ；
[0037]K30系數(shù)為130MPa/m~149MPa/m、厚度為0.6m的基床上底層3 ；
[0038]K30系數(shù)為150MPa/m~189MPa/m、厚度為0.3m的基床下表層2 ；
[0039]K30系數(shù)≥190MPa/m、厚度為0.3m的基床上表層I。
[0040]本例中:
[0041]所述的基床上表層I使用的填筑材料為級配碎石或級配砂礫石，壓實后的壓實系數(shù)K≥0.97、動變形模量Evd≥55MPa ；
[0042]所述的基床下表層2使用的填筑材料為A組填料，壓實后的壓實系數(shù)K ≥ 0.95、動變形模量Evd≥40MPa ；
[0043]所述的基床上底層3使用的填筑材料為B組填料，壓實后的壓實系數(shù)K ≥ 0.95、動變形模量Evd≥40MPa ；
[0044]所述的基床中底層4使用的填筑材料為粗粒土的C組填料，壓實后的壓實系數(shù)K≥0.95、動變形模量Evd≥40MPa ；
[0045]所述的基床下底層5使用的填筑材料為C組填料，壓實后的壓實系數(shù)K ≥ 0.95、動變形模量Evd≥40MPa。
[0046]實施例二
[0047]圖2示出，本發(fā)明的另一種【具體實施方式】是，一種重載鐵路路基基床的建造方法，所述的路基基床適用于設(shè)計軸重30t、道床厚度0.5m的重載鐵路，其具體做法是，在路堤6之上自下而上依次構(gòu)筑:
[0048]K30系數(shù)為90MPa/m~109MPa/m、厚度為3.1m的基床下底層5’ ；
[0049]K30系數(shù)為110MPa/m~129MPa/m、厚度為0.3m的基床中底層4’ ；
[0050]K30系數(shù)為130MPa/m~149MPa/m、厚度為0.3m的基床上底層3’ ；
[0051]K30系數(shù)為150MPa/m~189MPa/m、厚度為0.3m的基床下表層2’ ；[0052]K30系數(shù)≥190MPa/m、厚度為0.3m的基床上表層I’。
[0053]本例中:
[0054]所述的基床上表層1’使用的填筑材料為級配碎石或級配砂礫石，壓實后的壓實系數(shù)K≥0.97、動變形模量Evd≥55MPa ；
[0055]所述的基床下表層2’使用的填筑材料為A組填料，壓實后的壓實系數(shù)K≥0.95、動變形模量Evd≥40MPa ；
[0056]所述的基床上底層3’使用的填筑材料為B組填料，壓實后的壓實系數(shù)K≥0.95、動變形模量Evd≥40MPa ；
[0057]所述的基床中底層4’使用的填筑材料為粗粒土的C組填料，壓實后的壓實系數(shù)K≥0.95、動變形模量Evd≥40MPa ；
[0058]所述的基床下底層5’使用的填筑材料為C組填料，壓實后的壓實系數(shù)K≥0.95、動變形模量Evd≥40MPa。
[0059]本發(fā)明使用的A組填料、B組填料和C組填料的定義，詳見中華人民共和國鐵道部《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》(TB10001-2005)。
【權(quán)利要求】
1.一種重載鐵路路基基床的建造方法，所述的路基基床適用于設(shè)計軸重30t、道床厚度0.35m的重載鐵路，其具體做法是，在路堤(6)之上從下至上依次構(gòu)筑: K30系數(shù)為90MPa/m~109MPa/m、厚度為1.8m的基床下底層(5)； K30系數(shù)為110MPa/m~129MPa/m、厚度為1.5m的基床中底層⑷； K30系數(shù)為130MPa/m~149MPa/m、厚度為0.6m的基床上底層(3)； K30系數(shù)為150MPa/m~189MPa/m、厚度為0.3m的基床下表層(2); K30系數(shù)≤190MPa/m、厚度為0.3m的基床上表層(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重載鐵路路基基床的建造方法，其特征是: 所述的基床上表層(I)使用的填筑材料為級配碎石或級配砂礫石，壓實后的壓實系數(shù)K≤0.97、動變形模量Evd≤55MPa ； 所述的基床下表層(2)使用的填筑材料為A組填料，壓實后的壓實系數(shù)K30.95、動變形模量Evd≤40MPa ； 所述的基床上底層(3)使用的填筑材料為B組填料，壓實后的壓實系數(shù)KS 0.95、動變形模量Evd≤40MPa ； 所述的基床中底層(4)使用的填筑材料為粗粒土的C組填料，壓實后的壓實系數(shù)K≤0.95、動變形模 量Evd≤40MPa ； 所述的基床下底層(5)使用的填筑材料為C組填料，壓實后的壓實系數(shù)KS 0.95、動變形模量Evd≤40MPa。
3.一種重載鐵路路基基床的建造方法，所述的路基基床適用于設(shè)計軸重30t、道床厚度0.5m的重載鐵路，其具體做法是，在路堤(6)之上自下而上依次構(gòu)筑: K30系數(shù)為90MPa/m~109MPa/m、厚度為3.1m的基床下底層(5，)； K30系數(shù)為110MPa/m~129MPa/m、厚度為0.3m的基床中底層(4，)； K30系數(shù)為130MPa/m~149MPa/m、厚度為0.3m的基床上底層(3，)； K30系數(shù)為150MPa/m~189MPa/m、厚度為0.3m的基床下表層(2，)； K30系數(shù)≤190MPa/m、厚度為0.3m的基床上表層(I，)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種重載鐵路路基基床的建造方法，其特征是: 所述的基床上表層0- )使用的填筑材料為級配碎石或級配砂礫石，壓實后的壓實系數(shù)K≤0.97、動變形模量Evd≤55MPa ； 所述的基床下表層(2’)使用的填筑材料為A組填料，壓實后的壓實系數(shù)K30.95、動變形模量Evd≤40MPa ； 所述的基床上底層(3’)使用的填筑材料為B組填料，壓實后的壓實系數(shù)K > 0.95、動變形模量Evd≤40MPa ； 所述的基床中底層(4’ )使用的填筑材料為粗粒土的C組填料，壓實后的壓實系數(shù)K≤0.95、動變形模量Evd≤40MPa ； 所述的基床下底層(5，)使用的填筑材料為C組填料，壓實后的壓實系數(shù)K30.95、動變形模量Evd≤40MPa。
【文檔編號】E01C3/00GK104018403SQ201410288757
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】羅強, 呂文強, 蔣良濰, 張良, 陳堅, 劉鋼, 孟偉超, 張玉廣, 張正, 鄒亮明 申請人:西南交通大學(xué)