第七章路基構(gòu)造課件

第七章路基構(gòu)造本章要求了解

路基工程的組成、性質(zhì)和特點，路基排水熟悉

路基橫斷面的基本形式及與平、縱面的空間關(guān)系重點掌握

路基橫斷面設(shè)計的內(nèi)容、原則和主要方法第七章路基構(gòu)造本章要求1第一節(jié)路基工程的組成及特點路基工程的組成路基本體直接鋪設(shè)軌道結(jié)構(gòu)并承受列車荷載的部分防護加固建筑物

含擋墻、護坡等路基排水設(shè)施

含排水溝、側(cè)溝、天溝、排水槽、滲溝、暗溝等第一節(jié)路基工程的組成及特點路基工程的組成2木枕線路橫斷面

混凝土枕線路橫斷面木枕線路橫斷面

混凝土枕線路橫斷面3路基工程的性質(zhì)和特點：性質(zhì)：軌道的基礎(chǔ)，是一種土工結(jié)構(gòu)；特點：1）路基由松散的土（石）材料組成；2）路基工程完全暴露在大自然中；其工程性質(zhì)對自然條件的變化十分敏感，抵抗能力差3）路基同時受軌道靜荷載和動荷載的作用；在荷載作用下，路基產(chǎn)生累積變形，土的強度降低，表現(xiàn)出疲勞的特性4）路基與軌道結(jié)構(gòu)一起共同組成的線路結(jié)構(gòu)是一種相對松散連結(jié)的結(jié)構(gòu)形式，抵抗動荷載的能力弱路基工程的性質(zhì)和特點：4第二節(jié)路基橫斷面一、路基橫斷面的基本形式

路基橫斷面是指垂直于線路中心線截取的斷面路堤半路堤路塹不填不挖路基半堤半塹半路塹第二節(jié)路基橫斷面一、路基橫斷面的基本形式路堤半路堤路塹不填5路基設(shè)計：路基橫斷面設(shè)計：確定橫斷面各部分的形狀和尺寸。例如：路基面的形狀和寬度、路基邊坡的形狀和坡度等。路基工程綜合設(shè)計：全面綜合考慮路基工程在縱斷面上的配合以及路基本體工程與其他各項工程的配合等。例如：路堤與路塹的過渡、縱向排水設(shè)計、擋土墻縱向設(shè)計等。路基設(shè)計：6二、路基橫斷面與線路平、縱面的空間關(guān)系

路肩

路基頂肩

路基（路肩）高程

路基中心高度路基邊坡高度二、路基橫斷面與線路平、縱面的空間關(guān)系7線路平面設(shè)計圖線路平面設(shè)計圖8線路縱斷面設(shè)計圖線路縱斷面設(shè)計圖9三、路基橫斷面構(gòu)成及設(shè)計原則（一）路肩高程（二）路基面的形狀（三）路基面的寬度（四）路基邊坡（五）路基橫斷面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計三、路基橫斷面構(gòu)成及設(shè)計原則10（一）路肩高程最小路肩高程=設(shè)計洪水位+波浪侵襲高度h1+雍水高度h2+0.5m。路肩設(shè)計高程在線路平縱斷面設(shè)計時先已確定。設(shè)計洪水頻率：Ⅰ、Ⅱ級1/100Ⅲ級1/50設(shè)計原則：避免水對路基的影響。（一）路肩高程11（二）路基斷面形狀路基設(shè)計的重要原則：保證良好的排水條件。1.斷面形狀可分為有路拱和無路拱兩種斷面形式。路拱：當(dāng)路堤或路塹的土質(zhì)為非滲水性土?xí)r，路基面做成有橫向排水坡的形狀，稱為路拱(三角形)。（二）路基斷面形狀122.有路拱和無路拱地段的連接1）縱斷面設(shè)計高程：按非滲水土質(zhì)路基給出的路肩高程2）滲水土路基路肩高程=非滲水土質(zhì)路基路肩高程+路拱高+道床厚度減少值3）無路拱路基在有路拱路基一側(cè)的土質(zhì)路基應(yīng)向土質(zhì)路基方向用滲水土作順坡，順坡長度一般不小于10m。2.有路拱和無路拱地段的連接13（三）路基面的寬度加寬設(shè)計原則：保證路肩寬度。1.寬度標(biāo)準(zhǔn)：道床覆蓋寬度+2×路肩寬度路肩作用：加強路基穩(wěn)定、保障道床穩(wěn)固、方便養(yǎng)修最小路肩寬度：I級鐵路：路堤0.8m，路塹0.6m；影響因素：鐵路等級、軌道類型、土質(zhì)等。特殊情況下的單獨設(shè)計。2.曲線路基加寬加寬原因：曲線外軌超高加寬值：根據(jù)超高計算而確定，一般查規(guī)范中的曲線路基加寬表，并在緩和曲線范圍內(nèi)遞減。（三）路基面的寬度14（四）路基邊坡路基邊坡設(shè)計：邊坡形狀和邊坡坡度確定設(shè)計原則：保證邊坡的穩(wěn)定性。1.路堤邊坡設(shè)計：根據(jù)填料種類、路堤邊坡高度確定；一般可從規(guī)范的路堤邊坡表中取值。2.路塹邊坡設(shè)計:

設(shè)計原則：根據(jù)土的物理力學(xué)性質(zhì)，巖層產(chǎn)狀、節(jié)理發(fā)育程度、風(fēng)化程度、當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，結(jié)合自然的極限山坡和已成人工邊坡的調(diào)查，并考慮將要采用的施工方法等因素，綜合分析而定。

設(shè)計方法:主要有力學(xué)計算法和工程地質(zhì)法（四）路基邊坡15（五）路基橫斷面標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計１.常見的路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面路基橫斷面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計也稱為路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，根據(jù)有關(guān)的設(shè)計原則和規(guī)定而編制。僅適用于一般水文、地質(zhì)條件，填挖高度不大的普通土質(zhì)路基。（1）路堤標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

邊坡高度不大于8m（五）路基橫斷面標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計16地面橫坡為大于1：5而小于1：2.5的斜坡填方高度大于8m而小于20m時地面橫坡為大于1：5而小于1：2.5的斜坡填方高度大于8m而17（2）路塹標(biāo)準(zhǔn)橫斷面粘性土路塹有側(cè)溝平臺路塹無側(cè)溝路塹巖石路塹（2）路塹標(biāo)準(zhǔn)橫斷面粘性土路塹有側(cè)溝平臺路塹無側(cè)溝路塹巖石路18２.路基個別設(shè)計條件工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜或路基邊坡超過規(guī)范規(guī)定（見表7-2）修筑在陡坡上的路堤：指當(dāng)填料或基底均為不易風(fēng)化的巖石時，地面橫坡等于或陡于1:2，其它情況的地面橫坡等于或陡于1:2.5修筑特殊條件下的路基，如滑坡、軟土、凍土、河灘、水庫等有關(guān)路基的防護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２.路基個別設(shè)計條件19第三節(jié)路基排水

水的危害是路基病害發(fā)生的重要原因之一。一、地面排水系統(tǒng)排水溝、側(cè)溝、天溝二、地下水排水系統(tǒng)排水槽（明溝）、滲水暗溝、滲水隧洞、其它排水設(shè)施具體設(shè)計方法見路基工程設(shè)計技術(shù)手冊第三節(jié)路基排水水的危害是路基病害發(fā)生的重要原因20第八章路基基床本章要求熟悉路基荷載的含義、組成、標(biāo)準(zhǔn)

荷載計算方法--換算土柱法基床結(jié)構(gòu)形式掌握

基床的作用及其對路基的要求

基床病害的類型、成因及主要整治措施第八章路基基床本章要求21第一節(jié)路基荷載定義

路基的荷載是指作用在路基面上的應(yīng)力路基荷載靜荷載：線路上部結(jié)構(gòu)的重量作用在路基面上的應(yīng)力動荷載：列車行駛時輪載力通過上部結(jié)構(gòu)作用在路基面上的動應(yīng)力第一節(jié)路基荷載定義路基荷載靜荷載：線路上部結(jié)構(gòu)的重量22一、靜荷載——換算土柱法普通鐵路路基設(shè)計時，計算中把靜荷載和動荷載一并簡化為靜荷載處理，即換算土柱法1.列車（活）荷載標(biāo)準(zhǔn)--中荷載活載→軌道→路基面橫斷面分布寬度自軌枕底兩端向下按45℃擴散角計算一、靜荷載——換算土柱法23路基橫斷面設(shè)計理論：平面問題

計算圖示：沿線路縱向取一單位厚度荷載取值：按最不利情況計算，只考慮軸重，不考慮后面車輛部分的分布力。

列車（活）荷載縱向分布強度：將軸重簡化為縱向均勻分布的線荷載，并假定每個軸重的分布寬度等于軸距。分布強度：路基橫斷面設(shè)計理論：平面問題242.換算土柱普通鐵路路基設(shè)計中，路基荷載的簡化假定：

1）把列車（活）荷載作為靜荷載2）把列車（活）荷載和軌道靜荷載的總重P，簡化為與路基同質(zhì)的土柱，均布地作用在路基面上土柱的換算高度：2.換算土柱25換算土柱——算例：線路等級：Ⅰ軌道類型：次重型填土：非滲水土路拱高：0.15m路基面寬：7.1ma=3.5mh0=3.2m換算土柱——算例：線路等級：Ⅰ26第三節(jié)路基基床結(jié)構(gòu)一、基床的作用及對基床的要求基床是鐵路路基最重要的關(guān)鍵部位。

基床厚度：路基頂面以下3.0m范圍（動力分析）基床的作用及對基床的要求：1.強度要求：足夠的強度→抵抗動應(yīng)力、碴壓入2.剛度要求：塑性累積變形小→避免不均勻沉降、不平順彈性變形小→滿足高速行車的安全性和舒適性3.優(yōu)良的排水性：防止雨水侵入軟化和凍融等病害第三節(jié)路基基床結(jié)構(gòu)一、基床的作用及對基床的要求27二、基床結(jié)構(gòu)和材料結(jié)構(gòu)可分兩種：１.二層系統(tǒng)：傳統(tǒng)的普通線路采用道床與土質(zhì)基床直接相連的二層系統(tǒng)，稱為土基床。土基床要求用優(yōu)質(zhì)填料填筑。２.多層系統(tǒng)在道床和路基之間設(shè)置一層過渡層，稱路基保護層或墊層，又稱基床表層，路盤或強化路盤（日）。

實踐表明：設(shè)置保護層是提高路基承載力、消除基床病害的重要措施。

設(shè)計思想：嚴格控制下沉量，為軌道結(jié)構(gòu)提供一個有足夠剛度的基礎(chǔ)。二、基床結(jié)構(gòu)和材料28第七章路基構(gòu)造課件29第四節(jié)基床病害及整治基床病害發(fā)生的主要原因：基床土質(zhì)不良、水的侵入和列車動荷載同時作用的結(jié)果?；膊『︻愋停悍瓭{冒泥、下沉、擠出和凍害翻漿冒泥：發(fā)生于路基土質(zhì)不符合要求的部位；下沉：因基床填筑密度不夠和強度不足所致；第四節(jié)基床病害及整治翻漿冒泥：發(fā)生于路基土質(zhì)不符合要求的部30擠出：主要因基床強度不足而產(chǎn)生剪切或塑性流動凍害：發(fā)生于寒冷地區(qū)。路堤塌滑擠出：主要因基床強度不足而產(chǎn)生剪切或塑性流動路堤塌滑31二、基床病害整治整治措施：1.用砂墊層處理土質(zhì)基床翻漿冒泥2.封閉層整治和防止泥質(zhì)軟巖路塹的翻漿冒泥二、基床病害整治323.基床改良承載能力不足4.應(yīng)用土工合成材料土工格室（隔離道碴和基床）3.基床改良335.在路基表層采用隔溫材料減少凍害發(fā)生6.加強排水、降低底下水位或毛細水處理道碴囊和減小深層凍害5.在路基表層采用隔溫材料34復(fù)習(xí)思考題7-1簡述路基工程的組成、性質(zhì)及特點。7-2何謂路基橫斷面？它有哪幾種形式？7-3試繪圖說明路基標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計橫斷面。7-4簡述路基邊坡設(shè)計的內(nèi)容、原則和方法。7-5路基個別設(shè)計條件？8-1簡述路基荷載的組成及換算土柱法的基本原理。8-2什么叫路基基床？路基基床作用及要求？8-3路基基床結(jié)構(gòu)可分為哪兩種形式？8-4路基基床病害的主要原因？病害分類？成因？8-5簡述路基基床病害的主要整治措施。復(fù)習(xí)思考題7-1簡述路基工程的組成、性質(zhì)及特點。35第七章路基構(gòu)造本章要求了解

路基工程的組成、性質(zhì)和特點，路基排水熟悉

路基橫斷面的基本形式及與平、縱面的空間關(guān)系重點掌握

路基橫斷面設(shè)計的內(nèi)容、原則和主要方法第七章路基構(gòu)造本章要求36第一節(jié)路基工程的組成及特點路基工程的組成路基本體直接鋪設(shè)軌道結(jié)構(gòu)并承受列車荷載的部分防護加固建筑物

含擋墻、護坡等路基排水設(shè)施

含排水溝、側(cè)溝、天溝、排水槽、滲溝、暗溝等第一節(jié)路基工程的組成及特點路基工程的組成37木枕線路橫斷面

混凝土枕線路橫斷面木枕線路橫斷面

混凝土枕線路橫斷面38路基工程的性質(zhì)和特點：性質(zhì)：軌道的基礎(chǔ)，是一種土工結(jié)構(gòu)；特點：1）路基由松散的土（石）材料組成；2）路基工程完全暴露在大自然中；其工程性質(zhì)對自然條件的變化十分敏感，抵抗能力差3）路基同時受軌道靜荷載和動荷載的作用；在荷載作用下，路基產(chǎn)生累積變形，土的強度降低，表現(xiàn)出疲勞的特性4）路基與軌道結(jié)構(gòu)一起共同組成的線路結(jié)構(gòu)是一種相對松散連結(jié)的結(jié)構(gòu)形式，抵抗動荷載的能力弱路基工程的性質(zhì)和特點：39第二節(jié)路基橫斷面一、路基橫斷面的基本形式

路基橫斷面是指垂直于線路中心線截取的斷面路堤半路堤路塹不填不挖路基半堤半塹半路塹第二節(jié)路基橫斷面一、路基橫斷面的基本形式路堤半路堤路塹不填40路基設(shè)計：路基橫斷面設(shè)計：確定橫斷面各部分的形狀和尺寸。例如：路基面的形狀和寬度、路基邊坡的形狀和坡度等。路基工程綜合設(shè)計：全面綜合考慮路基工程在縱斷面上的配合以及路基本體工程與其他各項工程的配合等。例如：路堤與路塹的過渡、縱向排水設(shè)計、擋土墻縱向設(shè)計等。路基設(shè)計：41二、路基橫斷面與線路平、縱面的空間關(guān)系

路肩

路基頂肩

路基（路肩）高程

路基中心高度路基邊坡高度二、路基橫斷面與線路平、縱面的空間關(guān)系42線路平面設(shè)計圖線路平面設(shè)計圖43線路縱斷面設(shè)計圖線路縱斷面設(shè)計圖44三、路基橫斷面構(gòu)成及設(shè)計原則（一）路肩高程（二）路基面的形狀（三）路基面的寬度（四）路基邊坡（五）路基橫斷面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計三、路基橫斷面構(gòu)成及設(shè)計原則45（一）路肩高程最小路肩高程=設(shè)計洪水位+波浪侵襲高度h1+雍水高度h2+0.5m。路肩設(shè)計高程在線路平縱斷面設(shè)計時先已確定。設(shè)計洪水頻率：Ⅰ、Ⅱ級1/100Ⅲ級1/50設(shè)計原則：避免水對路基的影響。（一）路肩高程46（二）路基斷面形狀路基設(shè)計的重要原則：保證良好的排水條件。1.斷面形狀可分為有路拱和無路拱兩種斷面形式。路拱：當(dāng)路堤或路塹的土質(zhì)為非滲水性土?xí)r，路基面做成有橫向排水坡的形狀，稱為路拱(三角形)。（二）路基斷面形狀472.有路拱和無路拱地段的連接1）縱斷面設(shè)計高程：按非滲水土質(zhì)路基給出的路肩高程2）滲水土路基路肩高程=非滲水土質(zhì)路基路肩高程+路拱高+道床厚度減少值3）無路拱路基在有路拱路基一側(cè)的土質(zhì)路基應(yīng)向土質(zhì)路基方向用滲水土作順坡，順坡長度一般不小于10m。2.有路拱和無路拱地段的連接48（三）路基面的寬度加寬設(shè)計原則：保證路肩寬度。1.寬度標(biāo)準(zhǔn)：道床覆蓋寬度+2×路肩寬度路肩作用：加強路基穩(wěn)定、保障道床穩(wěn)固、方便養(yǎng)修最小路肩寬度：I級鐵路：路堤0.8m，路塹0.6m；影響因素：鐵路等級、軌道類型、土質(zhì)等。特殊情況下的單獨設(shè)計。2.曲線路基加寬加寬原因：曲線外軌超高加寬值：根據(jù)超高計算而確定，一般查規(guī)范中的曲線路基加寬表，并在緩和曲線范圍內(nèi)遞減。（三）路基面的寬度49（四）路基邊坡路基邊坡設(shè)計：邊坡形狀和邊坡坡度確定設(shè)計原則：保證邊坡的穩(wěn)定性。1.路堤邊坡設(shè)計：根據(jù)填料種類、路堤邊坡高度確定；一般可從規(guī)范的路堤邊坡表中取值。2.路塹邊坡設(shè)計:

設(shè)計原則：根據(jù)土的物理力學(xué)性質(zhì)，巖層產(chǎn)狀、節(jié)理發(fā)育程度、風(fēng)化程度、當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，結(jié)合自然的極限山坡和已成人工邊坡的調(diào)查，并考慮將要采用的施工方法等因素，綜合分析而定。

設(shè)計方法:主要有力學(xué)計算法和工程地質(zhì)法（四）路基邊坡50（五）路基橫斷面標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計１.常見的路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面路基橫斷面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計也稱為路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，根據(jù)有關(guān)的設(shè)計原則和規(guī)定而編制。僅適用于一般水文、地質(zhì)條件，填挖高度不大的普通土質(zhì)路基。（1）路堤標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

邊坡高度不大于8m（五）路基橫斷面標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計51地面橫坡為大于1：5而小于1：2.5的斜坡填方高度大于8m而小于20m時地面橫坡為大于1：5而小于1：2.5的斜坡填方高度大于8m而52（2）路塹標(biāo)準(zhǔn)橫斷面粘性土路塹有側(cè)溝平臺路塹無側(cè)溝路塹巖石路塹（2）路塹標(biāo)準(zhǔn)橫斷面粘性土路塹有側(cè)溝平臺路塹無側(cè)溝路塹巖石路53２.路基個別設(shè)計條件工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜或路基邊坡超過規(guī)范規(guī)定（見表7-2）修筑在陡坡上的路堤：指當(dāng)填料或基底均為不易風(fēng)化的巖石時，地面橫坡等于或陡于1:2，其它情況的地面橫坡等于或陡于1:2.5修筑特殊條件下的路基，如滑坡、軟土、凍土、河灘、水庫等有關(guān)路基的防護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２.路基個別設(shè)計條件54第三節(jié)路基排水

水的危害是路基病害發(fā)生的重要原因之一。一、地面排水系統(tǒng)排水溝、側(cè)溝、天溝二、地下水排水系統(tǒng)排水槽（明溝）、滲水暗溝、滲水隧洞、其它排水設(shè)施具體設(shè)計方法見路基工程設(shè)計技術(shù)手冊第三節(jié)路基排水水的危害是路基病害發(fā)生的重要原因55第八章路基基床本章要求熟悉路基荷載的含義、組成、標(biāo)準(zhǔn)

荷載計算方法--換算土柱法基床結(jié)構(gòu)形式掌握

基床的作用及其對路基的要求

基床病害的類型、成因及主要整治措施第八章路基基床本章要求56第一節(jié)路基荷載定義

路基的荷載是指作用在路基面上的應(yīng)力路基荷載靜荷載：線路上部結(jié)構(gòu)的重量作用在路基面上的應(yīng)力動荷載：列車行駛時輪載力通過上部結(jié)構(gòu)作用在路基面上的動應(yīng)力第一節(jié)路基荷載定義路基荷載靜荷載：線路上部結(jié)構(gòu)的重量57一、靜荷載——換算土柱法普通鐵路路基設(shè)計時，計算中把靜荷載和動荷載一并簡化為靜荷載處理，即換算土柱法1.列車（活）荷載標(biāo)準(zhǔn)--中荷載活載→軌道→路基面橫斷面分布寬度自軌枕底兩端向下按45℃擴散角計算一、靜荷載——換算土柱法58路基橫斷面設(shè)計理論：平面問題

計算圖示：沿線路縱向取一單位厚度荷載取值：按最不利情況計算，只考慮軸重，不考慮后面車輛部分的分布力。

列車（活）荷載縱向分布強度：將軸重簡化為縱向均勻分布的線荷載，并假定每個軸重的分布寬度等于軸距。分布強度：路基橫斷面設(shè)計理論：平面問題592.換算土柱普通鐵路路基設(shè)計中，路基荷載的簡化假定：

1）把列車（活）荷載作為靜荷載2）把列車（活）荷載和軌道靜荷載的總重P，簡化為與路基同質(zhì)的土柱，均布地作用在路基面上土柱的換算高度：2.換算土柱60換算土柱——算例：線路等級：Ⅰ軌道類型：次重型填土：非滲水土路拱高：0.15m路基面寬：7.1ma=3.5mh0=3.2m換算土柱——算例：線路等級：Ⅰ61第三節(jié)路基基床結(jié)構(gòu)一、基床的作用及對基床的要求基床是鐵路路基最重要的關(guān)鍵部位。

基床厚度：路基頂面以下3.0m范圍（動力分析）基床的作用及對基床的要求：1.強度要求：足夠的強度→抵抗動應(yīng)力、碴壓入2.剛度要求：塑性累積變形小→避免不均勻沉降、不平順彈性變形小→滿足高速行車的安全性和舒適性3.優(yōu)良的排水性：防止雨水侵入軟化和凍融等病害第三節(jié)路基基床結(jié)構(gòu)一、基床的作用及對基床的要求62二、基床結(jié)構(gòu)和材料結(jié)構(gòu)可分兩種：１.二層系統(tǒng)：傳統(tǒng)的普通線路采用