高速铁路路基结构导论

（一）路基本体

在各种路基形式中，为了能按线路设计要求铺设轨道而构筑的部分，称为路基本体。在路基横断面中，路基本体由路基顶面、路肩、基床、边坡等几部分构成，如图2-3-3所示。

图2-3-3　高速铁路路基示意图

1．路基顶面

是路基的顶部表面，是铺设轨道、并满足运营条件的工作面。无砟轨道支承层（或底座）底部范围内路基面可水平设置，支承层（或底座）外侧路基面两侧设置不小于4% 的横向排水坡。有砟轨道路基面形状应为三角形，由路基面中心向两侧设置不小于4% 的横向排水坡，曲线加宽时，路基面仍应保持三角形。根据路基顶面的形状，分为有路拱、无路拱两种形式。

路基顶面宽度是指从路基一侧的路肩边缘到另一侧路肩边缘之间的距离（见表2-3-1、表2-3-2），路基宽度主要考虑以下几个因素。

（1）路基稳定的需要。

特别是浸水后路堤边坡的稳定性。

（2）满足养护维修的需要。

在线路维修时，搁置或通行小型养路机械及维修作业，都需要有一定的宽度；

（3）确保人员安全避让距离的需要。

表2-3-1　路基面标准宽度

表2-3-2　直线地段路基面宽度　单位：m

正线曲线地段路基面加宽值应在曲线外侧按表2-3-3规定的数值加宽。曲线加宽值应在缓和曲线内渐变。

表2-3-3　曲线地段路基面加宽值　单位：m

路基面在无砟轨道正线曲线地段一般不加宽，当轨道结构和接触网支柱等设施的设置有特殊要求时，根据具体情况分析确定；有砟轨道正线曲线地段加宽值应在曲线外侧按表2-3-4的规定加宽，曲线加宽值应在缓和曲线内渐变。

表2-3-4　有砟轨道曲线地段路基面加宽值

2．路肩

是指路基顶面无道砟覆盖的部分，其作用主要用于防止道砟散落于路基坡面，保持道床的完整；供铁路员工行走、避车、存放线路上部材料、机具，便于进行养路作业；路肩上设置必要的线路标志和信号标志；使路基核心部分在受压力时避免向外发生挤动、变形，加强路基的稳定性。有砟轨道路基两侧的路肩宽度，双线不应小于1.4 m，单线不应小于1.5 m。(www.xing528.com)

3．边坡

路肩边缘以外两侧的斜坡称为路基边坡，它起到增强路基稳定性的作用。

4．基床

是路基上部受动应力影响较大的部分，一般情况，高速铁路路基基床是由基床表层和底层组成的两层结构，基床表层（级配碎石）厚0.7（0.4）m，基床底层（A、B组填料或改良土）厚2.3 m。

（1）基床表层。

基床表层是路基上部直接承受列车荷载的部分，又被称为路基承载层或持力层，它是路基中最重要的部分。具有增加线路强度和刚度，控制线路变形，扩散作用到基床底层顶面上的动应力，防止道砟与基床土相互渗压，防水、防冻等作用，还有一定的稳定性和耐久性。

高速铁路路基基床表层一般均由两层结构组成，在使用级配砂砾石的国家，一般都把基床表层分成上下两部分，上层大多较薄，大多为0.2～0.3 m，要求填料变形模量大，有时还对颗粒的耐磨性提出要求，因此在选用砂石料时应采用石英质母岩，同时为了提高该层的刚度，颗粒的最大粒径可适当提高，粗颗粒含量增加。下层的作用偏重于保护，颗粒粒径应与基床底层填料匹配，最大粒径在基床底层内应小于60 mm，在基床以下路堤内应小于75 mm，使基床底层填料不能进入基床表层，同时要求渗透系数小，至少要小于10～4 m/s。如果不得已，只能采用经改良的黏性土作为基床底层填料时，需考虑在基床表层的底面铺设土工合成材料，如果基床底层部分采用粗颗粒渗水性填料，不仅基床表层厚度可以减小，而且可以考虑只采用一层。

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（250 km/h）；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。我国高速铁路路基基床表层填料采用级配砂砾石和级配碎石。

（2）基床底层。

基床底层应采用A、B组填料或改良土，A、B组填料粒径级应符合压实性能要求，寒冷地区冻结影响范围填料应符合防冻胀要求，压实标准应符合规定。

我国的京沪高速铁路路基基床由表层和底层组成，表层厚度为0.7 m，基床底层采用A、B组粗粒土或改良土填料，厚度为2.3 m，基床下部应优先采用A、B组填料或改良土，在不采取改良或其他加强措施情况下，不得采用C组中的细粒土、粉砂和软块石土，其中，基床表层由5～10 cm的厚的沥青混凝土和65～60 cm厚的级配碎石和级配砂砾石组成。

（二）路基防护和加固建筑物

路基防护和加固建筑物属于路基的附属建筑物，是为确保路基本体稳固性而采用的必要的、经济合理的附属工程措施。路基防护设备用以防止或削弱风霜雨雪、气温变化及流水冲刷等各种自然因素对路基体所造成的直接或间接有害影响。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，常用的防护设备是坡面防护和冲刷防护。

坡面防护是为防止路基边坡和坡脚受坡面雨水的冲刷，防止日晒雨淋引起土的干湿循环，防止气温变化引起土的冻融变化等因素影响边坡的稳固。常用的坡面防护措施有：种草、铺草皮、植树、抹面、灌浆、砌石护坡以及设置挡土墙等，通过这些方法来保持路基稳定。对于风沙地区和严寒地区，则要用各种栅栏和防护林来阻止大雪或风沙掩埋铁路，如图2-3-4所示。

图2-3-4　路基边坡的砌石防护

冲刷防护是为防止河水对边坡、坡脚或坡脚处地基不断的冲刷和淘刷，冲刷防护的防护位置和所采用的类型则常视水流运动规律及防护要求而定。特殊条件下的路基的防护类型更多，例如：在多年冻土地区，为防止冻融线路产生剧烈变化，应采用各种保温措施；在泥石流地区，为防止泥石流对路基本体产生威胁，常设置多种拦蓄与疏导工程；在风沙地区，为防止路基体砂蚀和被掩埋，常采用各种防砂、固砂设施等。

路基加固设备是用以加固路基本体或地基以提高路基稳定性的一种有效工程设施，加固工程通过修建加固结构物或其他设施，使路基获得稳定性。在路基工程中，有护堤、挡土墙、支垛、抗滑桩及其他地基加固措施等，挡土墙属支挡建筑物，如图2-3-5所示，常用于高路堤、深路堑、陡坡和地质不良地段，用以支撑和加固边坡、土体，防止滑坡、崩坍、河流冲刷等病害。

图2-3-5　挡土墙

（三）路基附属建筑物

路基排水设备属于路基的附属建筑物，路基的排水设备分地面排水设备和地下排水设备两种。

（1）地面排水设备用以拦截地面径流，汇集路基范围内的雨水并使其畅通地流向天然排水沟谷，以防止地面水对路基的浸湿、冲刷而影响其良好状态。纵向排水沟位于路堤的两侧，用于纵向排水，以避免水浸路基；路堑中路基面两侧的排水沟叫侧沟，它的主要作用是为了排除路基面和路堑边坡上的地面水，避免水浸路基面，保持路基面的干燥和线路轨道的稳定；天沟（截水沟）用于排除山坡迎水方向流向路堑的地面水。

（2）地下排水设备用以拦截、疏导地下水和降低地下水位，以改善地基土和路基边坡的工作条件，防止或避免地下水对地基和路基体的有害影响。除了地面水以外，地下水也是破坏路基良好状态的一个重要原因（特别是在路堑地段）。为了拦截地下水，降低地下水位来保持路基的干燥，通常采用深水沟、深水槽、排水坑道、排水平孔、渗沟、渗管等地下排水设备来排泄地下水。