[发明专利]铁路路基基床表层的改性结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路路基基床表层的改性结构。

背景技术

用于承载铁路轨道，道床以下的基础除了桥梁、隧道之外就是路基。路基的上部为基床，基床是指路基上部受列车动力作用和水文气候变化影响较大的土层。其状态直接影响列车运行的平稳和速度的提高，设计规范对基床厚度、填料及其压实标准、排水等均作出规定。

基床分为表层及底层，各国根据不同的用途和等级规定的厚度不一样。根据铁路等级和用途不同，中国铁路规定，基床表层BC厚度为0.3～0.6m，底层厚度为0.7～1.9m，总厚度为1.2～2.5m（不能全部采用最小值）。基床表层BC要用A组或B组填料，基床底层除了可用A组、B组填料外、也允许用C组填料，基床底层的顶部应设4%的人字排水坡。因为基床表层BC所用A组或B组填料大多为渗水填料，基床底层可以用C组填料，若不处理，表层的渗透系数大于底层的渗透系数，基床表层BC与底层的界面形成为承水面，承水面要延伸至边坡或排水沟TSG，在排水沟TSG的侧墙上要设置泄水孔，以便将界面水引入排水沟TSG，排水沟TSG的起点沟底要低于界面0.3m。

图2所示的渗水结构，此种结构符合现行规范，但存在承接水向下渗透的问题。在表层与底层界面设有排水坡，可以沿排水坡面向下坡方向排水，但是存在两个问题，一是界面必须延伸至边坡或排水沟，在场、段、站的设计中，A、B组土用量增加；二是由于在碾压过程中将界面以上石块的尖角压入基床底层中，形成一种凹凸不平的界面，使得界面的承接水不能迅速沿设计排水坡向低处流动，而是慢慢向下渗透影响基床底层的稳定，另外每块石块都是一个多面体，外表面形成一个含水层，在重力作用下向下流淌，这些水是潴留在界面，不容易沿设计的排水波流动，而是向下渗透，当底层被水浸透饱和后，土质液化，路基下沉、稳定性下降，影响行车安全。如同人们乘坐火车遇上洪灾，洪水浸泡路基，行车限速的道理一样。

国外部分铁路基床厚度(m)表

国铁有多股道的车站，编组场、停车场、机务段、车辆段、货物线与货场；地铁有停车场、车辆段、地面车站；在这些设施中，一般都有多条股道铺设在路基上。铁道部《路基规范》的有关规定如下：

一、路堤基床

基床表层填料的选用应符合下列要求:

1、Ⅰ级铁路应选用A组填料(砂类土除外)，当缺乏A组填料时，经经济比选后可采用级配碎石或级配砂砾石。

2、Ⅱ级铁路应优先选用A组填料,其次为B组填料。对不符合要求的填料，应采取土质改良或加固措施。

3、填料的颗粒粒径不得大于150mm。

站内正线路基填筑标准与区间正线相同，临靠正线且与正线间无站台或排水构筑物的站线原则上应与正线路基填筑标准相同，其余到发线和其它站线均采用Ⅱ级铁路标准。站台、铺面、道路按照标准图要求的压实标准并达到承载力要求。

二、基床底层填料的选用应符合下列要求:

1、Ⅰ级铁路应选用A组或B组填料。否则应采取土质改良或加固措施。

2、Ⅱ级铁路可选用A组、B组、C组之一填料，当采用C组填料时，在年平均降水量大于500mm地区，其塑性指数不得大于12、液限不得大于32%，否则应采取土质改良或加固措施。

铁道第三勘察设计院《站场排水及构筑物设计》通用图中规定：纵向排水槽深度不应小于0.3m，底部宽度不应小于0.4m。深度不大于70cm时可以用直墙式。深度超过70cm时就得用斜墙式，但最大深度不宜大于1.2m。当深度大于1.2m时，底部宽度应加宽至0.5～0.6m，且最大深度不应大于1.4m。根据上述规定，在场站设计中，基床表层的填料等级高于基床底层，在一般情况下，填料等级越高渗透性越强，基床表层与基床底层之间形成一个凹凸不平的界面。根据规范的要求，这个界面要么延伸至路基边坡，要么延伸至排水沟TSG，由于排水沟TSG顶部在基床顶面，为防止梯形排水沟TSG边墙形成挡水坝，在排水沟TSG边墙上还得设置泄水孔XSK，梯形排水沟TSG最浅处沟底要低于泄水孔XSK 0.3m，如图4所示。

排水沟TSG深度至少要大于基床表层厚度+最小排水沟深度。不仅造价高，而且清淤困难。为了避免出现这种情况，有些设计者在工程设计中对基床表层不用A组或B组填料，而是采用与底层一样的C组填料，这就存在基床表层遇水软化问题，给基床埋下隐患。

关于基床表层所用用A组或B组填料，如果大面积用则造价高，排水沟要加深；如果不用，强度不够，遇雨软化，且违反规范规定。

发明内容