高速铁路路基特点：高速铁路导论

要达到高速铁路轨道高平顺性，路基应提供强度高、刚度大且纵向变化均匀、长久稳定、顶面平顺的轨道基础，确保列车能高速、安全和平稳运行。相比普速铁路，高速铁路路基具有以下特点。

（一）路基主体工程按土工结构物进行设计

路基主体工程是按土工结构物来进行设计的，设计使用年限为100年，路基排水设施结构设计使用年限为30年，路基边坡防护结构设计使用年限为60年。路基工程能够加强地质调绘和勘探、试验工作，查明基底、路堑边坡、支挡结构基础等的岩土结构及其物理力学性质，查明不良地质情况、填料性质和分布等，在取得可靠地质资料的基础上开展设计。其地基处理、路堤填筑、边坡支挡防护以及排水设计等必须具有足够的强度、稳定性和耐久性，使之能抵抗各种自然因素作用的影响，确保列车高速、安全和平稳运行。

（二）高速铁路路基采用强化的层状结构

高速铁路路基结构，已经突破了传统的轨道-道床-土路基这种结构形式，路基结构设计采用了多层结构系统，其标准也较普通铁路有了显著的提高。设计、施工及验收暂行规定对路基变形、基床结构、填料、地基条件及处理等均有明确规定和严格的要求。

在我国的客运专线上，基床为路基上部列车动应力作用较显著的部分，由表层与底层组成，其总厚度为3.0 m。对于高度小于基床厚度的路堤，基床包括路堤和地基的一部分；对于路堑则为开挖路基面以下基床厚度的范围。对于无砟轨道路基，基床表层由两部分组成，即30 cm的混凝土支撑层和40 cm的级配碎石层。对于有砟轨道路基，基床表层采用级配砂砾石或级配碎石材料。基床表层厚度方面：我国基床表层厚度是根据应力和变形确定的，主要考虑列车的轴重和速度的影响；但没有细致考虑冻胀影响，遇到气候寒冷、土性和水文地质条件不利的情况时，可能会出现超过允许的冻胀变形。

（三）路基填筑标准高且具有强化的基床结构

高速铁路路基填筑标准高且具有强化的基床结构，将路基作为一个土工结构物来进行设计与施工，对填筑材料、压实标准、变形控制、检测要求等较现行铁路来说有很大提高。作为基床表层的材料填料应具有较高的强度和较好的力学性能及良好的水稳性和压实性能，充分压实后在长期动力作用下保持稳定，能够防止道砟压入基床及基床土进入道床，防止地表水侵入导致基床软化及产生翻浆冒泥、冻胀等基床病害。基床表层应填筑级配碎石，材料主要由开山块石、天然卵石或砂砾石经破碎筛选而成，并规定了严格的级配曲线，在表层的顶面设置一层5～10 cm厚的沥青混凝土防水层，表层总厚度不变；为便于衡量基床表层的动力学特征，级配碎石压实检测标准中增加动态变形模量Evd。无砟轨道还需增加Ev2，其控制标准为Ev2≥120 MPa，且Ev2/Ev1≤2.3。对底层和下部路堤可用的填料种类做了严格规定；压实标准上按填料不同规定不同的地基系数K30和压实系数K或孔隙率n，并采用双指标控制。

在勘测与设计阶段，就应重视填料问题，对拟采用的填料物理力学指标进行分析，对可能在施工中造成问题的填料进行必要的野外填筑试验，取得实际经验，以确保在施工中填料使用的准确性。

（四）路基修筑要严格控制工后沉降

高速铁路路基变形控制包括工后沉降量、沉降速率和线路纵向刚度比的控制。路基工后沉降量指基础设施铺轨开始时的沉降量与最终形成的沉降量之差，是铺轨工程完成以后，基础设施产生的沉降量。路堤建成后发生的变形、沉降主要由路堤（主要是基床）在列车荷载作用下发生的变形，路堤本体在自重作用下的压密沉降，支承路基的地基压密沉降三部分组成。路基工后沉降值应控制在允许范围内，地基处理措施应根据地形和地质条件、路堤高度、填料及工期等进行计算分析确定。路基施工需进行系统的沉降观测，铺轨前要求根据沉降观测资料进行分析评估，确定路基工后沉降符合要求后方可进行轨道铺设。沉降速率指路基工后沉降的快慢，短时间内的过大沉降，造成维修困难而危及行车安全。

在我国，高速铁路对路基工后沉降量和沉降速率有严格的要求，规定“路基工后沉降量一般地段不应大于5 cm，沉降速率应小于2 cm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3 cm”。无砟轨道路基工后沉降应满足扣件调整能力和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降不宜超过15 mm；沉降比较均匀并且调整轨面高程后的竖曲线半径满足相关要求时，允许的工后沉降为30 mm。路基与桥梁、隧道或横向结构物交界处的差异沉降不应大于5 mm，不均匀沉降造成的折角不应大于1/1 000，路基工后沉降应符合表2-3-5规定。(www.xing528.com)

表2-3-5　路基工后沉降控制标准

（五）要严格控制路基的不均匀沉降

在高速情况下，路基在重复荷载作用下所产生的累计沉降和不均匀下沉所造成的轨道不平顺将严重影响列车运行时的速度和乘坐舒适度，并增加线路养护工作量。采用各种不同路基结构形式的首要目的是给高速线路提供一个强度高、刚度大、稳定性强、耐久性好且线路纵向刚度比较均匀或变化缓慢的轨下基础。由散体材料组成的路基是整个线路结构中最薄弱、最不稳定的环节，是轨道变形的主要来源，它们在多次重复荷载作用下所产生的累积永久下沉（残余变形）将造成轨道的不平顺，同时，它们的刚度对轨道面的弹性变形也起着关键性的作用。因而，对列车的高速走行条件有重要的影响。高速铁路路基除了应具备一般铁路路基的基本性能外，还需满足高速铁路轨道对基础提出的性能要求，满足静态平顺性和列车运行状态下的动态平顺。

（六）在轨下基础刚度变化处设置了过渡段

轨道基础纵向刚度出现突变的路基与桥台、路基与横向结构物（立交框构、箱涵等）、有砟轨道与无砟轨道等连接处及路堤与路堑、土质或软质岩或强风化硬质岩石路堑与隧道分界处等这些地方设置过渡段，以控制轨道刚度的逐渐变化，并最大限度地减少路堤与桥梁的沉降不均匀而引起的轨面变形，以保证列车高速、安全、舒适地运行，如图2-3-6所示。

图2-3-6　过渡段路基结构

（七）路基排水、防洪、抗震和支挡防护设计

在列车和线路这一整体系统中，高速铁路的路基及其下部结构的要求更高，为了保证高速列车的安全运行，路基支挡、加固、防护工程应符合高速铁路路基对于安全稳定的要求。

路基边坡宜采用绿色植物防护，路基的防水和排水、防洪、抗震、支挡防护等设计标准均比一般铁路标准高，这些方面对于路基安全稳定来说是至关重要的。应加强接口设计，合理设置电缆槽、电缆过轨、接触网支柱基础、声屏障基础及综合接地等相关工程，避免相关工程影响路基防排水系统、路基强度及稳定。

跨越排洪河道的特大桥和大中桥的桥头路基，水库和滨河地段，行洪、滞洪区的浸水路堤，其路肩高程应按现行设计规范结合国家防洪标准进行设计；路基加固防护工程应在现行规范的基础上适当提高技术标准；路基排水工程应全面系统地规划，具有足够的防、排水能力，并及时实施。为抵御自然因素及人为因素对路基的破坏或不良影响，应提高路基抗洪、抗震等自然灾害的能力。