基床
床(formation)在路基面以下、路基上部受列車動(dòng)力作用和水文氣候變化影響較大的一層。基床土承受列車荷載產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力,在它的長期重復(fù)作用下,基床容易發(fā)生破壞或是產(chǎn)生過大的有害變形,從而影響正常的鐵路運(yùn)輸。因此,基床是鐵路路基最重要的關(guān)鍵部位。
基床結(jié)構(gòu)關(guān)于對基床及其結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,經(jīng)歷了一個(gè)從無到有、從薄到厚的發(fā)展過程。中國于20世紀(jì)50至60年代才提出了基床的概念,并規(guī)定基床厚度為上1.2m,其中,路肩下0.5m為基床表層,表層下0.7m為基床底層。隨著運(yùn)量的不斷增長、速度的逐漸提高,運(yùn)營線路出現(xiàn)了許多病害,有很大程度是因?yàn)榛埠穸炔蛔闼拢笄刂剌d鐵路的基床厚度即調(diào)整為2.5m。根據(jù)目前的研究成果,路基頂面以下3.0m范圍是列車動(dòng)荷載的主要影響范圍,中國高速鐵路暫行規(guī)范中把它規(guī)定為基床的厚度,其中路肩下0.7m為基床表層,表層下2.3m為基床底層。中國高速鐵路路基基床結(jié)構(gòu)見下圖。
傳統(tǒng)的普通線路多為道床與土質(zhì)路基直接相連的二層系統(tǒng),稱為土基床。隨著高速鐵路列車速度的提高和重載鐵路軸重的增加,基床所受的動(dòng)應(yīng)力明顯提高,普通的二層系統(tǒng)已不能滿足要求。因此發(fā)展了多層系統(tǒng)。多層系統(tǒng)的基床分基床表層及基床底層兩部分。基床表層德、法、日等國有不同的名稱,如路基保護(hù)層、墊層和強(qiáng)化路盤等。各國的基床表層、底層及基床以下路堤填土部分的厚度、壓實(shí)密度、強(qiáng)度要求不全相同,但是它們的設(shè)計(jì)思想主要都是為了嚴(yán)格特制下沉量,為軌道結(jié)構(gòu)提供一個(gè)有足夠剛度的基礎(chǔ)。中國基床表層一般采用級配碎石或級配砂礫石等填筑,厚度0.7m,壓實(shí)系數(shù)K30≥190MPa/m。參見路基填料壓實(shí)。
路基面即基床面,主要包括路基面寬度及路基面形狀兩者。
路基面寬度等于道床覆蓋的寬度,再加上兩側(cè)的路肩寬度之和。路基面兩側(cè)無道碴覆蓋部分稱為路肩。當(dāng)?shù)来驳穆坊娴闹匾M成部分,路基面的寬度便決定于路肩的寬度。路肩是路基面的重要組成部分,其作用是防止道碴散落,保持道床完整;供養(yǎng)路人員避車、走行;臨時(shí)卸存軌道維修料具;設(shè)置線路標(biāo)志和行車信號;抑止土體側(cè)向擠出,增強(qiáng)路堤穩(wěn)定性等。因此路肩應(yīng)保持足夠的寬度。中國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的路肩寬度標(biāo)準(zhǔn)為,I級鐵路路堤的路肩不得小于0.8m,路塹不得小于0.6m。參見鐵路等級。在曲線地段,由于曲線超高的設(shè)置,路基面還需要進(jìn)行加寬。
路基面形狀視路基填料是否為滲水材料而有不同形式。當(dāng)路堤或路塹的土質(zhì)為非滲水性土?xí)r,路基面做成具有橫向排水坡的拱狀,稱為路拱,以利于排除雨水,避免積水使土浸濕軟化,造成病害。路拱的形狀一般為三角形。當(dāng)路基填料為滲水材料時(shí),路基面則可做成無路拱的水平狀。
對基床的要求
強(qiáng)度要求應(yīng)有足夠的強(qiáng)度以抵抗列車荷載產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力而不致破壞;能抵抗道碴壓入土中從而防止道碴陷槽等病害的形成;在路基填筑階段能承受重型施工車輛走行而不形成印坑,以免留下后患。
剛度要求在列車荷載的重復(fù)作用下,塑性累積變形要小,以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(hù)維修的困難。在列車高速行駛時(shí),基床的彈性變形應(yīng)滿足高速走行的安全性和舒適性的要求。同時(shí)能保障道床的穩(wěn)固。
優(yōu)良的排水性能夠防止雨水浸入路基下層,引起軟化和凍融等危害。


