鐵路路基基床病害及其防治研究(原創(chuàng))

1、目錄1.基床下沉（道砟陷槽）21.1道砟槽及其整治21.2道砟箱及其整治51.3道砟囊和道砟袋及其整治62.翻漿冒泥72.1鋪設(shè)砂墊層。82.2設(shè)置封閉層。92.3換填。93.基床外劑104.基床凍害11結(jié)論12參考文獻(xiàn)12鐵路路基基床病害及其防治研究 黃土地區(qū)蘭州交通大學(xué)鐵道技術(shù)學(xué)院 孫曉亮摘要：鐵路路基由路肩頂面、基床、基床下部、邊坡、路基基底等路基本體部分和排水、防護(hù)、加固等路基設(shè)備部分組成。其中基床是路基的基礎(chǔ)，在列車的動力作用下，強(qiáng)度不足的的基床將產(chǎn)生有害的永久性久性變形，從而影響路基穩(wěn)定和行車安全?；膊『κ且蚧餐临|(zhì)不良和強(qiáng)度不良，在機(jī)車動力作用下變形所造成的病害。基床變形的發(fā)生

2、與發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的過程，這種引起過大基床變形的過程一般稱為基床病害?；膊『?yán)重影響了干線列車的運(yùn)行，必須對其及隨時(shí)加以防護(hù)和整治，保證列車能夠整點(diǎn)整時(shí)的通過，提高線路的運(yùn)行質(zhì)量。關(guān)鍵詞：鐵路路基；路基；基床病害；防治研究1.基床下沉（道砟陷槽）基床下沉是由于基床填料的壓實(shí)度不夠，土質(zhì)不良或由于線路荷載增加而造成的基床面標(biāo)高局部或大范圍的明顯下沉的變形現(xiàn)象。列車振動將道砟壓入基床內(nèi)，形成道砟陷坑。這種現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)展還可能導(dǎo)致路堤塌陷，道砟陷坑按其發(fā)展過程及形成又可分我道砟槽、道砟箱、道砟袋及道砟囊。1.1道砟槽及其整治路基面上的坑洼分別分布在每根軌枕之下，彼此不連貫，是路基面發(fā)生鋸齒狀的變形，如

3、圖1-1-1。它是道砟槽的最初形式，深度可達(dá)1m。道砟槽的形成主要是由于路基頂面土的承載力不足、道砟厚度不足或壓實(shí)不均勻所致，有時(shí)也由于鋪軌時(shí)先將軌枕直接鋪在路基面上，軌枕陷入路基面形成道砟槽。圖 1-1-1 路基道砟形態(tài)圖道砟槽的主要整治方法：方法一：削去道砟槽，換填砂礫或爐渣，如圖1-1-2、1-1-3所示。圖1-1-2 挖出道砟槽回填砂卵石圖1-1-3 道砟槽處理方法示意圖方法二：換填不透水土，如站場內(nèi)路基面上道砟槽削去不便，可采用此法，如圖1-1-4所示。圖1-1-4 道砟槽換填不滲水土圖示意圖方法三：封閉層法。當(dāng)路基病害主要是由于大氣降水使親水性強(qiáng)的填料軟化所造成時(shí)，可以在路基頂面設(shè)

4、置封閉層，隔離地表水，防止下滲，從而使土體保持穩(wěn)固。封閉層可以采用土工聚合材料，如聚乙烯軟板、氯丁橡膠軟、塑料油膏布、涂塑維尼綸布及塑料排水板等。鋪設(shè)工作可結(jié)合線路大修進(jìn)行。為了防止材料連接處材料地表水滲漏，聚合材料的連接和延長處均應(yīng)搭接。搭接長應(yīng)不小于0.3m。聚合材料上下均應(yīng)鋪設(shè)砂層，層厚：上層1020cm，下層510cm。在新線施工或病害段線路改建施工中，也可用瀝青土，、瀝青砂、水泥土、三合土、水泥三合土及石灰爐渣三合土等鋪墊，作基床強(qiáng)化措施。對于病害的路基段則應(yīng)先清除病害后進(jìn)行鋪設(shè)。如圖1-1-5所示為聚乙烯軟板封閉層斷面；如圖1-1-6說是為水泥砂漿封閉層斷面。圖1-1- 5 聚乙烯

5、軟板封閉層圖1-1-6 水泥砂漿封閉層封閉道砟槽1.2道砟箱及其整治道砟箱是由于道砟槽發(fā)展成幾根軌枕下連通的坑洼，如圖12-1所示。它是由于軌枕的移動或土的承載力不足形成的。道砟箱的整治方法與道砟槽相同。但由于坑洼較大，積水較多，故有時(shí)需要設(shè)置槽向盲溝，排除道砟中的積水（圖1-2-2）。圖 1-2-1路基道砟箱形態(tài)圖 1-2-2 橫向盲溝1.3道砟囊和道砟袋及其整治當(dāng)路基密實(shí)度不均勻，道砟在較軟處壓入較深，形成如圖1-3-1（a）之所示道砟囊。在路基面上單個(gè)互不相連、深度較大的陷槽（可大3m以上）稱為道砟袋，如圖1-3-1（b）。它是在道砟箱的發(fā)展過程中，由于使用不同性質(zhì)的土填筑路基或壓實(shí)不均

6、勻而形成的特別深的道砟陷槽。對道砟囊及道砟袋的整治，可采用自邊坡打入管子，疏干積水的方法。 （a）臨近道砟囊的道砟囊（b）道砟袋 圖1-3-1 路基道砟囊、道砟袋形態(tài)2.翻漿冒泥基床翻漿冒泥是指含粘粒、粉粒的基床表層土，在水和列車反復(fù)振動作用下，發(fā)生軟化、觸變、液化，形成泥漿，列車通過時(shí)軌枕下泥漿受擠壓抽吸而通過道床空隙向上翻冒，造成道砟臟污、板結(jié)，喪失彈性。道床空隙內(nèi)擠壓出泥漿的現(xiàn)象，又可分為土質(zhì)基面翻漿冒泥、風(fēng)化石質(zhì)基面翻漿冒泥及裂隙泉眼翻漿冒泥三種類型。典型的翻漿冒泥多發(fā)生在基床表層3050cm，此時(shí)，道砟壓入基床而形成的道砟囊也較淺，軌道下沉也較不明顯，且多發(fā)生在雨季，路堤、路塹上均可

7、發(fā)生，是基床病害的早期現(xiàn)象。泥漿使道床板結(jié)，失去彈性，加劇了列車對軌道的沖擊力，縮短了軌道的使用壽命，增加了軌道的養(yǎng)護(hù)維修工作量?；卜瓭{冒泥如不及早整治，病害將向基床深部發(fā)展，導(dǎo)致道砟囊加深、軌道沉陷，從而轉(zhuǎn)化為基床下沉或擠出等嚴(yán)重現(xiàn)象。我國南方多雨地區(qū)，翻漿冒泥現(xiàn)象較為普遍。翻漿冒泥的整治方法2.1鋪設(shè)砂墊層。先削去路基面上的泥漿，做好路基面排水橫坡，然后在其上鋪一層粗砂，夯實(shí)后在鋪設(shè)潔凈的道砟（如圖2-1-1），砂墊層的厚度一般不小于30cm。砂的粒徑約為1mm。鋪設(shè)砂墊層適用于翻漿深度不大于的翻漿冒泥情況。圖 2-1-1 用砂墊層處理翻漿冒泥示意圖2.2設(shè)置封閉層。若采用砂墊層法有困難

8、時(shí)，可采用封閉層法，是地表水不致下滲，泥漿不致上冒，并提高路基面承載力。方法同1-1方法三（如圖2-2-2、2-2-3）。圖 2-2-2用封閉處層處理翻漿冒泥示意圖圖 2-2-3 土工合成材料鋪設(shè)在基床表面2.3換填。當(dāng)翻漿較為嚴(yán)重，深度較大，兼有路基隆起的情況時(shí)，可采用換土措施（如圖2-3-1）圖 2-3-1 換圖處理翻漿冒泥構(gòu)造示例3.基床外劑基床外劑主要是由于基床的軟弱層經(jīng)水作用飽和，在列車動力作用下，軟弱層順其下的剛窩層發(fā)生剪切滑動或塑性流動，向路基兩側(cè)或一側(cè)擠出的現(xiàn)象。圖3-1所示為發(fā)生于路塹的基床外劑，外劑分為路肩隆起和路肩外劑兩類路肩隆起指基床土處于軟塑狀態(tài)，基床發(fā)生剪切破會，在

9、路肩單側(cè)或兩側(cè)向上隆起的現(xiàn)象變形；路肩外劑指基床外的土經(jīng)常處于軟塑狀態(tài)，而基床下部某一深度存在剛窩層或土質(zhì)密實(shí)，阻礙了道砟陷坑向下發(fā)展，同時(shí)側(cè)向阻力較小，剪切沿交界面發(fā)生，使路肩外劑擠出變形。圖 3-1 路基路肩剪切擠起形態(tài)圖4.基床凍害在寒冷地區(qū)，路基在土質(zhì)、水、和溫度的不利組合下，低溫季節(jié)基床土凍結(jié)、短距離地段內(nèi)出現(xiàn)不均勻凍脹或左右股道的不均勻凍脹，導(dǎo)致線路不平順或方向不良稱為基床凍害。例如路路基土為滲水性較差的細(xì)粒土，當(dāng)含水量較高或路基面積水，在凍結(jié)過程中，土中水聚集分布和重新形成冰塊，引起不均的凍脹現(xiàn)象；冰塊融化有引起不均下沉；在地下水較豐富地段，地下水通過毛細(xì)管作用不斷向上轉(zhuǎn)移補(bǔ)給，使凍脹量增大，持續(xù)時(shí)間延長?；矁龊煞譃楸韺觾龊蜕顚觾龊深悺１韺觾龊χ话l(fā)生在基床土體臨界凍結(jié)深度上半部分的凍害，或凍結(jié)深度小的地方發(fā)生的凍害，已造成線路不均勻凍脹。深層凍害產(chǎn)生凍害的部位較深，多兼因地下水位較高，凍結(jié)過程中不斷出現(xiàn)冰層而引起的凍害現(xiàn)象。結(jié)論本文通過對鐵路路基各種病害的綜述，得出了鐵路路基病害的出現(xiàn)原因以及治理措施，主要結(jié)論如下：鐵路基床出現(xiàn)