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任務(wù)二路基設(shè)計(jì)概要1路基概述
鐵路路基是為滿足軌道鋪設(shè)和運(yùn)營(yíng)條件而修建的土工構(gòu)筑物。路基是軌道或路面的基礎(chǔ),它承受著軌道及機(jī)車(chē)車(chē)輛或路面及交通荷載的靜荷載和動(dòng)荷載,并將荷載向地基深處傳遞擴(kuò)散。1)路基工程的組成鐵路路基是承受軌道和列車(chē)荷載的基礎(chǔ),和橋梁、隧道共同組成一個(gè)線路整體。路基由路基本體、路基防護(hù)和加固建筑、路基排水設(shè)備三部分組成。(1)路基本體路基本體是直接鋪設(shè)軌道結(jié)構(gòu)并承受列車(chē)荷載的部分,例如:路堤。路塹等。它是路基工程中的主體建筑物。是在天然的地層里挖成的塹槽或在地面上用土石堆成的路梗。(2)路基防護(hù)和加固建筑物路基邊坡度沖刷防護(hù)①防護(hù)設(shè)施路基邊坡坡面防護(hù)→增強(qiáng)路基邊坡的抗風(fēng)化能力。例如:植被防護(hù)、砌石防護(hù)等。路基邊坡沖刷防護(hù)→用于濱河、河灘、水庫(kù)地段防護(hù)。例如:植被防護(hù)、拋石防護(hù)等。擋土墻②加固工程通過(guò)修建加固結(jié)構(gòu)物或其它措施,使路基獲得穩(wěn)定。例如:擋土墻、扶壁、擋棚等。山體擋棚排水溝地面排水設(shè)施→匯集地表雨水,引到路基以外。例如:排水溝(見(jiàn)圖)、截水溝等。地下排水設(shè)施→截?cái)?、疏?dǎo)地下水,排出路基。(3)路基排水設(shè)備2)鐵路路基的特點(diǎn)(1)路基主要由松散的土(石)材料所構(gòu)成路基或者以土(石)為建筑材料(例如路堤);或者直接建造在地層上(路塹、支擋建筑物等)。(2)路基完全暴露在大自然當(dāng)中路基處在各種復(fù)雜的、變化的自然條件當(dāng)中,例如:地質(zhì)、水、降雨、地震等條件,因而它受這些自然條件的侵襲而破壞。又由于路基材料是土(石)松散體,所以路基本身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也是常常變化的路基上的軌道結(jié)構(gòu)和附屬建筑物產(chǎn)生靜荷載,列車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生動(dòng)荷載,動(dòng)荷載是造成基床病害的主要原因之一。研究土體在動(dòng)力作用下的變形、穩(wěn)定問(wèn)題,如土的動(dòng)強(qiáng)度和液化,動(dòng)孔隙水壓力增長(zhǎng)及消散模式,土的震陷等。(3)路基同時(shí)受軌道靜荷載和列車(chē)動(dòng)荷載的作用路基本體是路基的主要組成部分。是在天然的地層里挖成的塹槽或在地面上用土石堆成的路梗。1.路基的組成2路基構(gòu)造路肩:路基面上未被道床覆蓋的部分.基床基床:路基面以下受列車(chē)動(dòng)荷載作用和受水文、氣候變化影響的深度范圍邊坡:路基橫斷面兩側(cè)的邊線路基基底:路堤填土的天然地面以下受填土自重及軌道、列車(chē)荷載作用的部分稱為路堤基底。路塹邊坡土體內(nèi)和塹底路基面以下的地基內(nèi)因開(kāi)挖而產(chǎn)生應(yīng)力變化的部分稱為路塹基底
路基面:直接在其上鋪設(shè)軌道的面2.高速鐵路路基特點(diǎn)高速鐵路的出現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)鐵路的設(shè)計(jì)施工和養(yǎng)護(hù)提出了新的挑戰(zhàn),在許多方面深化和改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念。填筑材料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)變形控制檢測(cè)要求與普通鐵路路基相比,高速鐵路路基主要表現(xiàn)為以下三個(gè)特點(diǎn):(1)高速鐵路路基的多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)高速鐵路路基結(jié)構(gòu),已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的軌道、道床、土路基這種結(jié)構(gòu)形式,既有有碴軌道,也有無(wú)碴軌道。對(duì)于有碴軌道,在道床和土路基之間,已拋棄了將道碴層直接放在土路基上的結(jié)構(gòu)形式,作成了多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。(2)控制變形是路基設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就路基而言,過(guò)去多注重于強(qiáng)度設(shè)計(jì),并以強(qiáng)度作為軌下系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要控制條件。而現(xiàn)在強(qiáng)度已不成為問(wèn)題,一般在達(dá)到強(qiáng)度破壞前,可能已經(jīng)出現(xiàn)了過(guò)大的有害變形??刂谱冃问歉咚勹F路路基設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,采用各種不同路基結(jié)構(gòu)形式的首要目的是為了給高速線路提供一個(gè)高平順、均勻和穩(wěn)定的軌下基礎(chǔ)。由散體材料組成的路基是整個(gè)線路結(jié)構(gòu)中最薄弱、最不穩(wěn)定的環(huán)節(jié),是軌道變形的主要來(lái)源。日本東海道新干線的設(shè)計(jì)時(shí)速為220km,由于其在設(shè)計(jì)中僅僅采用了軌道的加強(qiáng)措施,而忽略了路基的強(qiáng)化,以至于從1965年起,因?yàn)槁坊膰?yán)重下沉,線路變形嚴(yán)重超標(biāo),不得不對(duì)線路以年均30km以上的速度大舉整修,列車(chē)運(yùn)行平均速度降到100-110km/h。(3)在列車(chē)、線路這一整體系統(tǒng)中,路基是重要的組成部分變形問(wèn)題相當(dāng)復(fù)雜,是一個(gè)世界性的難題。日本及歐洲等國(guó)雖然實(shí)現(xiàn)了高速,他們都是通過(guò)采用高標(biāo)準(zhǔn)的昂貴的強(qiáng)化線路結(jié)構(gòu)和高質(zhì)量的養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)這方面的不足。對(duì)于高速鐵路,輪軌系統(tǒng)應(yīng)該是車(chē)輪、鋼軌、道床、路基各個(gè)部分相互作用的整體。因此,在高速鐵路技術(shù)研究中,無(wú)論機(jī)車(chē)車(chē)輛、軌道結(jié)構(gòu)或路基隧道等專業(yè),都應(yīng)該把自己的問(wèn)題放在整個(gè)系統(tǒng)中去考察。4.路基橫斷面路基橫斷面:垂直于線路中心線截取的斷面。1)路基橫斷面的六種基本形式1、路堤在原地面上,用土、石填筑而成的路基,高于原地面。路堤斷面簡(jiǎn)圖2、路塹
路基設(shè)計(jì)標(biāo)高低于地面標(biāo)高,通過(guò)挖掘而形成的路基路塹斷面簡(jiǎn)圖
3、不填不挖路基
路基設(shè)計(jì)標(biāo)高與地面標(biāo)高相同,路基斷面不用填方也不用挖方,軌道直接鋪設(shè)在經(jīng)過(guò)處理的天然地面上。不填不挖路基斷面簡(jiǎn)圖
不填不挖路基實(shí)物圖4、半路堤
在山岳地區(qū),通過(guò)部分填筑而形成的路基。半路堤斷面簡(jiǎn)圖5、半路塹在山岳地區(qū),通過(guò)部分挖掘而形成的路基。半路塹斷面簡(jiǎn)圖
半路塹實(shí)物圖6、半路堤半路塹經(jīng)過(guò)填、挖兩部分構(gòu)成的路基。即內(nèi)側(cè)為挖方,外側(cè)為填方的路基。半路堤半路塹斷面簡(jiǎn)圖
半路堤半路塹實(shí)物圖2)路基面形狀及寬度
概念:路基面即路基頂面,由直接在其上面鋪設(shè)軌道的部分及路肩組成。
寬度:路基頂面的寬度是指從路基一側(cè)的路肩邊緣到另一側(cè)路肩邊緣之間的距離?!毒€規(guī)》規(guī)定:路堤的路肩寬度不應(yīng)小于0.8m,路塹的路肩寬度不應(yīng)小于0.6。
有路拱路基斷面無(wú)路拱路基斷面形式:有路拱、無(wú)路拱兩種形式。6.2.1無(wú)砟軌道支承層(或底座)底部范圍內(nèi)路基面可水平設(shè)置,支承層(或底座)外側(cè)路基面兩側(cè)設(shè)置不小于4%的橫向排水坡。有砟軌道路基面形狀應(yīng)為三角形,由路基面中心向兩側(cè)設(shè)置不小于4%的橫向排水坡。曲線加寬時(shí),路基面仍應(yīng)保持三角形。鋼軌及扣件混凝土軌道板6.45×2.55×0.2m板間連接件水泥乳化瀝青砂漿調(diào)整層,30mm水硬性支承層6.2.1無(wú)砟軌道支承層(或底座)底部范圍內(nèi)路基面可水平設(shè)置,支承層(或底座)外側(cè)路基面兩側(cè)設(shè)置不小于4%的橫向排水坡。有砟軌道路基面形狀應(yīng)為三角形,由路基面中心向兩側(cè)設(shè)置不小于4%的橫向排水坡。曲線加寬時(shí),路基面仍應(yīng)保持三角形。6.2.1無(wú)砟軌道支承層(或底座)底部范圍內(nèi)路基面可水平設(shè)置,支承層(或底座)外側(cè)路基面兩側(cè)設(shè)置不小于4%的橫向排水坡。有砟軌道路基面形狀應(yīng)為三角形,由路基面中心向兩側(cè)設(shè)置不小于4%的橫向排水坡。曲線加寬時(shí),路基面仍應(yīng)保持三角形。6.2.3直線地段標(biāo)準(zhǔn)路基面寬度普速鐵路曲線加寬
加寬值:根據(jù)超高計(jì)算而確定,加寬值在緩和曲線范圍內(nèi)線性遞減。曲線地段外軌設(shè)置超高,靠加厚外軌一側(cè)枕下厚度實(shí)現(xiàn)。道砟加厚,道床坡腳外移,因而在曲線外側(cè)的路基寬度亦應(yīng)隨超高的不同而相應(yīng)加寬才能保證路肩所需的寬度標(biāo)準(zhǔn)。6.2.4路基面在無(wú)砟軌道正線曲線地段一般不加寬,當(dāng)軌道結(jié)構(gòu)和接觸網(wǎng)支柱等設(shè)施的設(shè)置有特殊要求時(shí),根據(jù)具體情況分析確定;有砟軌道正線曲線地段加寬值應(yīng)在曲線外側(cè)按表6.2.4的規(guī)定加寬。曲線加寬值應(yīng)在緩和曲線內(nèi)漸變。3)路肩寬度路肩:路基頂面兩側(cè)無(wú)道床覆蓋的部分。路肩的作用:1)抵抗路基核心部分在受壓力時(shí)向外發(fā)生擠動(dòng)、變形,加強(qiáng)路基的穩(wěn)定性;2)防止道渣滾落于路基坡面,保持道床完整;3)便于設(shè)置必要的線路、信號(hào)標(biāo)志;4)供鐵路現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員行走,便于進(jìn)行工作。普通鐵路:Ⅰ級(jí)鐵路:路堤≥0.8m,路塹≥0.6m,困難情況路堤≥0.6m,路塹≥0.4mⅡ級(jí)鐵路:路堤≥0.6m,路塹≥0.4mⅢ級(jí)鐵路:≥0.4m高鐵經(jīng)綜合分析,我國(guó)有砟軌道高速鐵路路肩寬度取值為:路基兩側(cè)均為≥1.4m(雙線)和≥1.5m(單線)。邊坡影響因素:填料的物理力學(xué)性質(zhì)邊坡高度基底的工程地質(zhì)條件。4.普速鐵路路基邊坡設(shè)計(jì)內(nèi)容:邊坡形狀、邊坡坡度路堤邊坡路堤邊坡土質(zhì)路塹邊坡土質(zhì)路塹邊坡巖質(zhì)路塹邊坡巖質(zhì)路塹邊坡6.4.9路堤邊坡坡率可根據(jù)路基填料、路堤高度、地震力、基底地質(zhì)條件、水文氣候條件等因素綜合分析確定。由于高速鐵路路堤一般均采用較好的填料,因此世界各國(guó)的邊坡坡度基本上都相當(dāng)接近。路堤邊坡基本上均在1:1.5~1:2.0之間。5.高速鐵路路基邊坡6.5.6路塹邊坡形式和坡率應(yīng)根據(jù)地層的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣象條件、防排水措施及施工方法等因素通過(guò)力學(xué)分析綜合確定。5)取土坑和棄土堆路基的取土和棄土,除應(yīng)保證不影響路基安全及經(jīng)濟(jì)合理外,還應(yīng)考慮路基排水及農(nóng)田灌溉問(wèn)題。取土坑棄土堆6)路基標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)橫斷面(1)護(hù)道路堤坡腳與排水溝或取土坑邊緣之間的天然地面。作用是保護(hù)路堤坡腳不受排水溝和取土坑中水流的沖刷和浸潤(rùn),其寬度一般不小于2m,并有2%~4%的向外排水坡。
(2)取土坑或排水溝對(duì)于路堤來(lái)說(shuō),地面排水設(shè)備是排水溝或取土坑。路基排水溝的斷面除需按流量計(jì)算加大外,一般可采用底寬0.4m,深度0.6m的梯形斷面。干旱少雨地區(qū)深度可減至0.4m。路堤標(biāo)準(zhǔn)橫斷面(1)路塹平臺(tái)當(dāng)路塹邊坡為不良地質(zhì)時(shí),為防止坍落的碎石和土堵塞側(cè)溝,可設(shè)置平臺(tái)。(2)棄土堆置于塹頂?shù)臈壨炼?,其邊坡不得陡?:1,高度不宜超過(guò)3m。(3)側(cè)溝路塹側(cè)溝底寬不小于0.4m,溝深不小于0.6m,干旱少雨地區(qū),深度可減至0.4m。有棄土堆的一般黏性土路塹標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)斷面無(wú)棄土堆的粗砂、中砂路塹標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)斷面1.2.2路基橫斷面——路基標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)基床表層填料要求及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)四、基床施工TB10020-2009高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)56基床表層填料要求及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)四、基床施工TB10020-2009高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)57基床表層填料要求及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)四、基床施工TB10020-2009高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)58D15是指大顆粒填料中顆粒含量小于15%時(shí)的顆粒直徑;d85是指小顆粒填料中顆粒含量小于85%時(shí)的直徑。四、基床施工59級(jí)配碎石生產(chǎn)選用品質(zhì)優(yōu)良的原材料是確保級(jí)配碎石質(zhì)量的基礎(chǔ)。級(jí)配碎石的料源分為塊石和天然卵石、砂礫石兩種。塊石或天然卵石、砂礫石先經(jīng)破碎、篩選分為四種或三種粒徑大小不同的集料,再將這幾種集料按一定比例混合組成粒徑、級(jí)配及品質(zhì)指標(biāo)符合規(guī)定要求的混合料。也可直接采購(gòu)不同規(guī)格粒徑的碎石及石屑粉作為配制級(jí)配碎石的原料。為保證基床表層和過(guò)渡段填筑壓實(shí)質(zhì)量,級(jí)配碎石混合料應(yīng)隨拌隨用。60級(jí)配碎石生產(chǎn)工藝流程圖61室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)表明:級(jí)配碎石的擊實(shí)效果對(duì)含水量不太敏感,但存在一個(gè)相對(duì)合適的含水量范圍。即6~8%,此時(shí)易于擊實(shí),相應(yīng)的干密度最大。含水量3.5~5%時(shí),干密度降低,當(dāng)含水量小于3%時(shí),不宜擊實(shí),相對(duì)干密度較小。對(duì)級(jí)配砂礫石和級(jí)配碎石必須嚴(yán)格控制其細(xì)集料的液限和塑性指數(shù),亦即嚴(yán)格控制0.5mm以下細(xì)粒土的含量,細(xì)粒土含量過(guò)高,將使塑性指數(shù)增大,降低集料的強(qiáng)度和剛度,同時(shí)其水穩(wěn)性也差。62以外購(gòu)四種不同粒徑規(guī)格的碎石及石屑粉的生產(chǎn)方式為例,級(jí)配碎石的生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖。
生產(chǎn)橋涵過(guò)渡段和過(guò)渡段路堤基床表層用級(jí)配碎石時(shí),按設(shè)計(jì)摻加水泥;生產(chǎn)基床表層級(jí)配碎石(不含過(guò)渡段路堤基床表層)和路塹過(guò)渡段用級(jí)配碎石時(shí),不摻水泥。63碎石級(jí)配均勻性和含水量控制
級(jí)配碎石級(jí)配均勻與否、含水量的高與低等直接影響到級(jí)配碎石施工質(zhì)量,是級(jí)配碎石施工中的兩個(gè)重要指標(biāo)。而影響級(jí)配碎石級(jí)配均勻性和含水量的因素很多,但主要還是體現(xiàn)在拌和工藝和攤鋪、碾壓工藝上,因此控制級(jí)配碎石的均勻性和含水量主要從這兩個(gè)工藝方面進(jìn)行。64級(jí)配碎石攪拌和儲(chǔ)運(yùn)
為防止拌和好的材料在裝料至汽車(chē)時(shí)發(fā)生離析,盡量保持拌合機(jī)出料口位于自卸車(chē)車(chē)斗的中部,并且盡量減小出料口與車(chē)斗的高度。在高溫及風(fēng)大的天氣情況下施工,當(dāng)運(yùn)輸路程較遠(yuǎn)或道路運(yùn)輸狀況不良時(shí),應(yīng)將混合料表面進(jìn)行覆蓋,減少水的蒸發(fā)(揮發(fā)),運(yùn)輸途中,盡量保持汽車(chē)平穩(wěn)運(yùn)輸,不得突然大起大落、劇烈顛簸,以防止加速集料離析。攪拌的混合料要現(xiàn)拌現(xiàn)用,嚴(yán)禁存放。施工中拌合能力、運(yùn)輸能力、攤鋪能力要相互匹配、相互銜接。拌和中須根據(jù)配比要求,結(jié)合天氣、運(yùn)輸?shù)葪l件,認(rèn)真掌握好含水量,含水量對(duì)級(jí)配碎石的質(zhì)量響影極大,水少難以壓實(shí),水多造成離析。四、基床施工65基床底層填料要求及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)四、基床施工TB10020-2009高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)66路堤填料改良
填料改良:是指在原土中添加某種材料,使之與土發(fā)生一定的物理化學(xué)反應(yīng),以改變?cè)恋奈锢砹W(xué)性質(zhì)。填料改良已在國(guó)內(nèi)外高速鐵路、公路土方工程中廣泛應(yīng)用,各國(guó)均制訂自己的“技術(shù)準(zhǔn)則”或“工法”。
物理改良:通過(guò)在原土中添加某種粒徑的土(石)料,改善其級(jí)配特性,提高物理力學(xué)性能及壓實(shí)性。
化學(xué)改良:通過(guò)在原土中添加固化劑(水泥、石灰、粉煤灰等)使之發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),如陽(yáng)離子交換、膠凝、碳化結(jié)塊等作用,改善土的物理力學(xué)性質(zhì),增加強(qiáng)度。同時(shí),降低填料的含水量,便于施工、壓實(shí)。67物理改良目的:對(duì)填料的顆粒組成及級(jí)配進(jìn)行改善,即在一種填料種摻入另一種填料,拌合均勻后使其級(jí)配改善,成為物理力學(xué)性質(zhì)有所提高的新填料。途徑:摻入粗粒料(中粗砂),改善其級(jí)配條件;摻入較細(xì)顆粒(粘粒),通過(guò)提高其粘粉比增強(qiáng)其強(qiáng)度指標(biāo)。68路堤填料改良--細(xì)粒填料A添加劑:石灰、水泥、粉煤灰、瀝青、合成固化劑、合成樹(shù)脂等。添加劑的選用:一般情況下,塑性指數(shù)較高的粘性土采用石灰;砂類土采用水泥。B改良步驟:①原土各類物理、力學(xué)、水穩(wěn)性試驗(yàn)。②各類添加劑改良土相關(guān)試驗(yàn),確定添加劑及配方(經(jīng)計(jì)、技術(shù)、控制性指標(biāo)改善情況)。③現(xiàn)場(chǎng)工況試驗(yàn),確定現(xiàn)場(chǎng)添加劑用量及工藝。細(xì)粒填料改良(化學(xué)改良)水泥宜適用于改良不均勻系數(shù)Cu>10,Ip≤12且WL<40%的粘性土。石灰宜改良粘粒(d<0.002mm)含量大于10%及Ip>12的粘性土。69C改良效果(技術(shù)與經(jīng)濟(jì))控制:綜合考慮各類物理力學(xué)性質(zhì)的改善,合理確定添加劑、配方??刂菩灾笜?biāo):無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu(KPa)。CBR值可作為重要參考指標(biāo)。對(duì)于膨脹土填料改良,則還應(yīng)注意其脹縮性(膨脹力、無(wú)荷膨脹率、有荷膨脹率、收縮系數(shù))的改善?,F(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度與室內(nèi)強(qiáng)度關(guān)系:qu(現(xiàn)場(chǎng))=0.6-0.7qu(室內(nèi))如基床底層相應(yīng)強(qiáng)度要求qu=450-500KPa;則室內(nèi)強(qiáng)度qu=650-850KPa左右。細(xì)粒填料改良(化學(xué)改良)70改良土的容許動(dòng)應(yīng)力列車(chē)動(dòng)應(yīng)力波動(dòng)系數(shù)表層以下z處的動(dòng)應(yīng)力改良土浸水飽和28d固結(jié)不排水剪靜強(qiáng)度安全系數(shù)1.5~2.0干濕循環(huán)靜強(qiáng)度損失系數(shù)動(dòng)靜比(臨界動(dòng)應(yīng)力比靜強(qiáng)度)71改良填料施工工藝與工法廠拌法:采用專用的破碎、拌和機(jī)械工廠化生產(chǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)是拌和均勻,質(zhì)量易控,但成本高、效率低。主要工藝流程:填料攤鋪、晾曬---含水量檢測(cè)---填料入倉(cāng)---機(jī)械破碎---粒徑檢測(cè)---添加劑含量檢測(cè)---添加劑+破碎料機(jī)械拌和----均勻性檢測(cè)---出廠---攤鋪、平整、碾壓。路拌法:采用路拌機(jī)械在路堤施工現(xiàn)場(chǎng)拌和。方法簡(jiǎn)便,成本低,對(duì)含水量要求不高。但受氣候影響大,污染較大。主要工藝流程:填料攤鋪、晾曬---添加劑含量檢測(cè)---拌和---含水量、均勻性檢測(cè)---平整、碾壓。場(chǎng)拌(集中路拌)法:采用路拌機(jī)械集中在場(chǎng)地(如取土場(chǎng)、專用拌和場(chǎng))內(nèi)拌和,其拌和工藝與路辦法相同??蓽p少對(duì)施工沿線的污染。改良填料施工工藝:廠拌法,路拌法和集中場(chǎng)拌法。72改良土混合料各成分用量計(jì)算方法以水泥土為例,設(shè)水泥土的厚度為h(m)、寬度為b(m),則所需的水泥土混合料可用下式計(jì)算。
Pm:水泥混合料的干質(zhì)量(t);L:路段的長(zhǎng)度(m);γd:水泥土的預(yù)期壓實(shí)干容重(t/m3);1.03:損耗系數(shù)。在計(jì)算水泥土混合料中的材料數(shù)量時(shí),水泥的劑量按干土質(zhì)量的百分率(%)計(jì),(即劑量=水泥/干土質(zhì)量)而水的數(shù)量則按土和水泥的總干質(zhì)量的百分率(%)計(jì)。73混合料中水的數(shù)量PW(t):PW=ωPmω—混合料的含水量(%);混合料中干土的質(zhì)量Ps(t):C—水泥劑量(%)?;旌狭现兴嗟馁|(zhì)量Pc(t):
由于天然狀態(tài)下的土通常都含有一定數(shù)量的水,因此必須對(duì)水和土的質(zhì)量進(jìn)行校正。74如天然狀態(tài)下土的含水量為ω0(%),則應(yīng)該向混合料中增加的水量為:
同時(shí),天然狀態(tài)土的質(zhì)量應(yīng)該是:通常水泥的含水量很?。ㄐ∮?.5%),對(duì)于工地施工來(lái)說(shuō),可以忽略不計(jì)。75化學(xué)改良土場(chǎng)拌法和集中路拌法填筑施工工藝流程76路拌法物理改良土填筑物理改良土主要適用于級(jí)配不良的粉砂、細(xì)砂土或風(fēng)化花崗巖填料的改良。在進(jìn)行填筑工藝試驗(yàn)之前,應(yīng)根據(jù)需改良的粉砂、細(xì)砂土和外摻料的顆粒級(jí)配情況進(jìn)行外摻粗粒土改良的配合比試驗(yàn)。確定粉砂、細(xì)砂土物理改良的配合比需進(jìn)行顆粒級(jí)配、顆粒密度試驗(yàn),求得改良后A、B組填料所需不同摻合比例混合料的顆粒級(jí)配、顆粒密度,并進(jìn)行按比例配制的改良土混合料的重型擊實(shí)試驗(yàn),以求得最優(yōu)含水率指導(dǎo)填筑工藝試驗(yàn)和填筑壓實(shí)質(zhì)量控制。77不合格合格,填筑下層運(yùn)輸、攤鋪、拌合、碾壓檢測(cè)、修整、養(yǎng)護(hù)運(yùn)輸攤鋪土料運(yùn)輸攤鋪外摻合料拌合及灑水晾曬整形碾壓修整養(yǎng)護(hù)檢驗(yàn)78法國(guó)TGV路基工程施工現(xiàn)場(chǎng)79法國(guó)TGV路基本體路拌法施工法國(guó)TGV上部土方路拌法施工80法國(guó)TGV路拌法施工-含灰量控制方法81日本新干線廠拌法施工82京滬高速試驗(yàn)工點(diǎn)路拌法施工83京滬高速試驗(yàn)工點(diǎn)廠拌法施工848586基床表層施工工藝技術(shù)
1填筑前的準(zhǔn)備
(1)做好前道工序的驗(yàn)收工作。基床表層填筑前應(yīng)對(duì)基床底層進(jìn)行驗(yàn)收,其質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。(2)路基標(biāo)高、中線、縱橫坡平整度等各項(xiàng)指標(biāo)組織工序間的驗(yàn)收。四、基床施工87基層表層施工工藝技術(shù)
1填筑前的準(zhǔn)備
(3)認(rèn)真做好級(jí)配碎石的試驗(yàn)段,條件可能力爭(zhēng)多做對(duì)比試驗(yàn),通過(guò)填筑壓實(shí)試驗(yàn)與質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn),確定填筑工藝參數(shù),制定施工工藝,送監(jiān)理審查同意后再大規(guī)模施工。(4)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,填筑路基施工時(shí),應(yīng)與接觸網(wǎng)基礎(chǔ),電纜溝槽同步施工。四、基床施工88基層表層施工工藝技術(shù)
2工藝流程基床表層施工按“三階段、四區(qū)段、六流程”組織作業(yè),各區(qū)段內(nèi)嚴(yán)禁幾種作業(yè)交叉進(jìn)行,并設(shè)置明顯標(biāo)識(shí)。
鐵建設(shè)[2010]241號(hào)高速鐵路路基工程施工技術(shù)指南89基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝四、基床施工90四、基床施工攤鋪機(jī)91基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝(1)均勻卸車(chē)由專人負(fù)責(zé)指揮卸車(chē)。用地平機(jī)攤鋪時(shí)應(yīng)采用方格網(wǎng)控制填料量,方格網(wǎng)縱向樁距不得大于10m,并結(jié)合“掛線法”控制虛鋪厚度。四、基床施工均勻卸車(chē)92基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝(1)均勻卸車(chē)由專人負(fù)責(zé)指揮卸車(chē)。用地平機(jī)攤鋪時(shí)應(yīng)采用方格網(wǎng)控制填料量,方格網(wǎng)縱向樁距不得大于10m,并結(jié)合“掛線法”控制虛鋪厚度。四、基床施工方格網(wǎng)93基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝(1)均勻卸車(chē)用攤鋪機(jī)時(shí),采用“掛線法”控制虛鋪厚度,虛鋪厚度應(yīng)按填筑工藝性試驗(yàn)確定的參數(shù)嚴(yán)格執(zhí)行,虛鋪厚度基床表層一般20cm~35cm,每層的填筑壓實(shí)厚度不得大于30cm,最小填筑壓實(shí)厚度不得小于15cm。四、基床施工94基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝(2)推土機(jī)初平(不采用攤鋪機(jī)攤鋪或攤鋪機(jī)攤鋪但在級(jí)配碎石底層施工時(shí)采用)卸料后及時(shí)用推土機(jī)將混合料均勻攤鋪,推土機(jī)攤鋪時(shí)按樁位所示高程的虛鋪厚度粗略攤平,目測(cè)局部有較大凹凸不平或局部未覆蓋級(jí)配碎石的采用人工橫向拉線,將不平的地方人工用鐵鍬找平,同時(shí)人工對(duì)級(jí)配碎石邊線進(jìn)行粗略順直調(diào)整,力求表面平整、邊線基本順直。四、基床施工95基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝(3)平地機(jī)精平(不采用攤鋪機(jī)攤鋪或攤鋪機(jī)攤鋪但在級(jí)配碎石底層施工時(shí)采用)用平地機(jī)將攤鋪基本均勻平整的混合料進(jìn)行精平,施工時(shí),調(diào)整平地機(jī)刮刀的高程和傾斜角度,以便按規(guī)定的路拱坡度和虛鋪厚度進(jìn)行精確攤鋪。用壓路機(jī)在已精平的路段上快速碾壓一遍,以暴露潛在的不平整,及時(shí)采用人工局部平整。四、基床施工96基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝(4)攤鋪采用雙機(jī)聯(lián)鋪,前后機(jī)位相距10m,熨平板重疊8~10cm。四、基床施工97基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝雙機(jī)聯(lián)鋪時(shí)雖然沒(méi)有施工縫,但是兩機(jī)布料在交縫區(qū)的均勻性和一致性會(huì)比單機(jī)布料器范圍內(nèi)的均勻性、一致性稍差。因此兩臺(tái)攤鋪機(jī)的布料寬度不能絕對(duì)相等,保持上下基層交縫區(qū)錯(cuò)開(kāi),保證基層整體性良好。四、基床施工98基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝聯(lián)機(jī)攤鋪的攤鋪強(qiáng)度控制在400t/h左右,與拌和站的能力保持匹配。攤鋪間隔時(shí)間不得超過(guò)30min,超過(guò)30min時(shí)應(yīng)按接縫處理。攤鋪速度控制在1.5~2.0m/min,施工過(guò)程中攤鋪機(jī)不得隨意變速、停機(jī),保持?jǐn)備伒倪B續(xù)性和勻速性。防止過(guò)快造成混合料離析。四、基床施工99基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝攤鋪時(shí)混合料的含水量宜高于最佳含水量1%,以補(bǔ)償攤鋪和碾壓過(guò)程中的水分損失。在攤鋪機(jī)后面設(shè)專人消除粗細(xì)集料離析現(xiàn)象,特別是粗集料窩或粗集料帶應(yīng)該鏟除,并用新混合料填補(bǔ)或補(bǔ)充細(xì)混合料并拌和均勻。四、基床施工100基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝兩作業(yè)段的橫縫銜接處應(yīng)搭接拌和碾壓,第一段在末端只留0.5m進(jìn)行初步碾壓,第二段施工時(shí),前段留下的未壓實(shí)部分混合料必須鏟除,再將已碾壓密實(shí)且高程符合要求的末端挖成一橫向(與路面垂直)向下的斷面,然后再攤鋪新的混合料,并同第二段一起碾壓。四、基床施工101基層表層施工工藝技術(shù)3攤鋪工藝(5)機(jī)械攤鋪平整后,要派足夠的人力輔助整治,這是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)個(gè)別低凹或離析處人工找平,除去較大的顆粒,補(bǔ)平用料應(yīng)選用小粒徑碎石及石粉現(xiàn)場(chǎng)拌合為宜,不宜用大骨料。四、基床施工102基層表層施工工藝技術(shù)4碾壓工藝(1)碾壓設(shè)備一般選用自行式振動(dòng)壓路機(jī)(如SD15C型、YZ18型等)。一般應(yīng)遵循先輕后重、先慢后快的原則,如先靜壓2遍使大面平整,人工修整找平,然后重振2~3遍,輕振1~2遍最后靜壓1~2遍收光,具體程序及遍數(shù),應(yīng)由填筑工藝性試驗(yàn)確定,不能照搬照套,既要防止碾壓遍數(shù)不足,又要密切注意振動(dòng)對(duì)表層的破壞作用,防止出現(xiàn)過(guò)剩壓實(shí)。四、基床施工103基層表層施工工藝技術(shù)4碾壓工藝(2)整形后當(dāng)表面尚處濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)應(yīng)立即進(jìn)行碾壓,以防止水分丟失。直線段由兩側(cè)向中間碾壓,曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓。碾壓時(shí)橫向重疊不小于0.4m;縱向銜接處塔接長(zhǎng)度不小于2m;各區(qū)段交接處,縱向搭接壓實(shí)長(zhǎng)度不小于2m(接縫處填料應(yīng)翻開(kāi)并與新鋪填料混合均勻后再進(jìn)行碾壓),上下層填筑接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)不小于3m。對(duì)靠電纜溝槽附近處的級(jí)配碎石,應(yīng)采用沖擊夯補(bǔ)壓夯實(shí)。四、基床施工104四、基床施工105四、基床施工106基層表層施工工藝技術(shù)4碾壓工藝(3)碾壓中應(yīng)控制好含水量,一般控制在5~7%較易達(dá)到碾壓標(biāo)準(zhǔn)。碾壓前檢測(cè)含水量,當(dāng)含水量大于最佳含水量1%以上時(shí),應(yīng)適當(dāng)晾曬;當(dāng)含水量小于最佳含水量應(yīng)灑水(考慮碾壓過(guò)程中的水份損失),采用人工灑水方式,可用噴霧器噴灑水霧,以求均勻并容易控制水量。灑水后靜置3小時(shí)左右,等水分充分浸潤(rùn)集料后再進(jìn)行碾壓。四、基床施工107基層表層施工工藝技術(shù)5養(yǎng)生及保護(hù)(1)對(duì)碾壓成型的級(jí)配碎石層,由于石粉的水化粘結(jié)作用,有一定的板結(jié)過(guò)程,一般1天的強(qiáng)度可達(dá)60%左右,3天可達(dá)70%左右,7天可達(dá)85%左右,因此養(yǎng)護(hù)期以7天為宜。(2)養(yǎng)護(hù)期內(nèi)禁止跑車(chē)擾動(dòng);保持含水量,按時(shí)噴霧灑水;防止大雨沖淋,細(xì)粒滲漏,如用草簾子、塑料布等進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)。(3)養(yǎng)護(hù)期后要做好成品保護(hù)工作,應(yīng)嚴(yán)格限制車(chē)輛、控制車(chē)速,嚴(yán)謹(jǐn)在已完成的或正在碾壓的路段上調(diào)頭或急剎車(chē)。四、基床施工108基層表層施工工藝技術(shù)6質(zhì)量檢測(cè)四、基床施工109基層表層施工工藝技術(shù)6質(zhì)量檢測(cè)四、基床施工1101112-1-4路基填料
按液性指數(shù)的大小,土可分為堅(jiān)硬、可塑、流塑等狀態(tài)。
1、確定土的潮濕狀態(tài)按飽和度的大小,碎石類土及砂類土可劃分為稍濕、潮濕、飽和三種狀態(tài)。
一、土的工程性質(zhì)§4路基土的分類與填料選擇
2、判斷土的密實(shí)程度碎石類土的密實(shí)程度,一般按天然存在的狀態(tài)和開(kāi)挖鉆探的難易,劃分為密實(shí)、中密、松散三種。砂類土的密實(shí)程度,用相對(duì)密度指標(biāo)的大小和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的錘擊數(shù)衡量。黏性土的密實(shí)程度,間接地用其可壓縮性表示,即按壓縮系數(shù)指標(biāo)劃分成高、中、低三級(jí)?!?路基土的分類與填料選擇一、土的工程性質(zhì)3、確定巖石的強(qiáng)度等級(jí)確定天然地基容許承載力時(shí),對(duì)于軟質(zhì)巖石,采用天然濕度下的單軸極限抗壓強(qiáng)度分類;對(duì)于硬質(zhì)巖石,采用飽和狀態(tài)下的單軸極限抗壓強(qiáng)度分類。
§4路基土的分類與填料選擇一、土的工程性質(zhì)4、確定土的變化率
天然土體或巖石在施工過(guò)程中的變化,一般可以概括為三種狀態(tài),即開(kāi)挖前的自然狀態(tài),挖掘、裝運(yùn)后的松散狀態(tài),壓實(shí)后的密實(shí)狀態(tài)。當(dāng)處理相同質(zhì)量的土石方時(shí),其體積變化可用土石變化率的三個(gè)系數(shù)來(lái)表示?!?路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇土的松方系數(shù)§4路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇
原狀土核算為機(jī)械壓實(shí)土?xí)r,其壓縮率和土石方效率參考值參考值見(jiàn)下表:
§4路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇(4)地面壓陷系數(shù)在天然地基或經(jīng)填筑壓實(shí)后的路基面上,由于運(yùn)輸車(chē)輛或大型施工機(jī)械往返多次的運(yùn)行,致使其地基或路基而可能產(chǎn)生的壓陷量以壓陷系數(shù)C1表示,可參考下表取值,亦可由計(jì)算取得?!?路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇為什么要進(jìn)行土的工程分類土在工程建設(shè)中的作用:建筑物地基,構(gòu)筑物填料。前者是保持天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)的土,后者是經(jīng)由人工擾動(dòng)或配制的土。
對(duì)不同工程用途的土,選取影響顯著的指標(biāo),按其差異劃分成類或組,給予合適的定名,可從土類和土名中初步了解其主要的工程特性。
當(dāng)用作地基土?xí)r,可結(jié)合其它指標(biāo)確定地基土的承載力,初步估計(jì)建筑物的沉降;
當(dāng)用于路基填料時(shí),可初步評(píng)估填料的壓實(shí)強(qiáng)度、透水性和穩(wěn)定性,合理地選擇施工方案。§4路基土的分類與填料選擇二、普通填料分類由于歷史和專業(yè)的原因,我國(guó)鐵路系統(tǒng)長(zhǎng)期存在兩種“土的工程分類”,即:
——鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范中的“填料分類”
——鐵路工程地質(zhì)技術(shù)規(guī)范中的“巖土分類”兩種分類方法服務(wù)于不同的工程目的,針對(duì)的是兩種不同狀態(tài)的土?!?路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇“鐵路工程巖土分類”的服務(wù)對(duì)象主要是自然界中保持天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)的地基土,它的土性決定于土的地質(zhì)成因、礦物成分、粒徑組成和水的含量,將它們按一定的規(guī)律劃分成類或組,其主要目的是確定地基土的承載力,初步估算構(gòu)筑物的沉降,如:①用孔隙比和含水量等指標(biāo)確定地基承載力;②用含水量確定淤泥質(zhì)土地基承載力;③進(jìn)行相關(guān)原位試驗(yàn)確定地基承載力?!?路基土的分類與填料選擇在土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)方面《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的分類依據(jù)是除考慮土中的顆粒粒徑大小和塑性指標(biāo)外,在粗粒土定名時(shí)考慮了土中的細(xì)顆粒含量和粗顆粒級(jí)配等情況,在給細(xì)粒土定名時(shí)考慮了土中粗顆粒含量和細(xì)顆粒塑性指標(biāo)。這樣分類后能較清楚地了解每一種土的顆粒組成和土性,并對(duì)土的抗剪性、壓縮性、可壓實(shí)性、滲透性、抗凍性等進(jìn)行初步評(píng)價(jià),有利于對(duì)路基填料的正確選用?!?路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇TB10001-2016鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范附錄A總結(jié)《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)》的分類依據(jù):
——所有土均按一級(jí)單指標(biāo)分類《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的分類依據(jù):
——粗粒土按二級(jí)3指標(biāo)分類
——細(xì)粒土按二級(jí)2指標(biāo)分類§4路基土的分類與填料選擇“填料分類”定名后,即可根據(jù)填料的工程性質(zhì)和適用性進(jìn)行“填料分組”。以填料的剪切強(qiáng)度、可壓實(shí)性、壓縮性、對(duì)氣候環(huán)境的敏感性等為依據(jù),將填料分為A、B、C、D共4組。
A組——優(yōu)質(zhì)填料
B組——良好填料
C組——一般填料
D組——不宜使用的差質(zhì)填料§4路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇§4路基土的分類與填料選擇級(jí)配碎石改良土§4路基土的分類與填料選擇三、填料的鑒別野外鑒別試驗(yàn)室鑒別一、設(shè)置過(guò)渡段的原因
路基過(guò)渡段施工
列車(chē)高速運(yùn)行對(duì)軌道的平順性有很高的要求,否則高速運(yùn)行就不可能實(shí)現(xiàn)。路基是軌道的基礎(chǔ),自然對(duì)路基的不平順也必須有嚴(yán)格的限制。路基不平順有兩種形態(tài):1.路基的動(dòng)態(tài)不平順
由于橋梁、涵洞、隧道都是混凝土結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)彈性模量,動(dòng)剛度遠(yuǎn)大于路基填土。也即軌道基礎(chǔ)的動(dòng)剛度在線路縱向存在很大的差異,從而導(dǎo)致列車(chē)通過(guò)交界處會(huì)對(duì)軌道產(chǎn)生沖擊,反過(guò)來(lái)又使列車(chē)產(chǎn)生大的振動(dòng),造成列車(chē)運(yùn)行條件惡化,車(chē)輛、軌道結(jié)構(gòu)壽命降低,并使乘坐舒適度降低。這就是所謂的軌道基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)不平順。一、設(shè)置過(guò)渡段的原因
路基過(guò)渡段施工
列車(chē)高速運(yùn)行對(duì)軌道的平順性有很高的要求,否則高速運(yùn)行就不可能實(shí)現(xiàn)。路基是軌道的基礎(chǔ),自然對(duì)路基的不平順也必須有嚴(yán)格的限制。路基不平順有兩種形態(tài):2.路基的靜態(tài)不平順
由于在橋臺(tái)、涵洞一般有沉降量很小的樁基礎(chǔ)或擴(kuò)大基礎(chǔ),隧道、挖方地段則不是在巖層中就是在土質(zhì)較好的地層中,沉降量很小,即使有也能在較短的時(shí)間內(nèi)完成。而路基地段,特別是軟弱地基地段上的路基工后沉降量較大,而且需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能完成。因此在交界處會(huì)產(chǎn)生沉降差,它與列車(chē)運(yùn)行與否沒(méi)有關(guān)系,因此是靜態(tài)的。即所謂的靜態(tài)不平順,幾何狀態(tài)的不平順。二、路橋過(guò)渡段變形不一致的原因
1.路基與橋梁結(jié)構(gòu)的差異輪軌作用力在路橋過(guò)渡段的分布過(guò)渡段塑性變形和剛度突變圖二、路橋過(guò)渡段變形不一致的原因
2.地基條件的差異地基土的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)不同,所產(chǎn)生的沉降和沉降達(dá)到穩(wěn)定所需要的時(shí)間也不同。
3.橋臺(tái)后路堤填料
壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;橋臺(tái)前的防護(hù)工程水平位移將會(huì)導(dǎo)致路橋過(guò)渡處路堤出現(xiàn)沉降變形;路橋過(guò)渡處常會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的伸縮裂縫,經(jīng)過(guò)地表水或雨水的滲透后,會(huì)使路堤填土出現(xiàn)病害,強(qiáng)度降低,產(chǎn)生沉降?;蛴捎谒臐B透流動(dòng)帶走填料中的細(xì)顆粒土,使得路橋過(guò)渡處出現(xiàn)沉降變形。二、路橋過(guò)渡段變形不一致的原因
4.設(shè)計(jì)及施工問(wèn)題
設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)路橋過(guò)渡區(qū)段的施工碾壓過(guò)程考慮不周,對(duì)填料的要求不嚴(yán)格,橋臺(tái)后的排水設(shè)計(jì)考慮不周,都將影響其施工質(zhì)量。施工時(shí)對(duì)工期或工序安排不當(dāng),以至使路橋過(guò)渡區(qū)段的填土碾壓工作安排在施工工期的尾部,被迫趕工期,不能夠很好地控制填土壓實(shí)質(zhì)量,使得填土本身出現(xiàn)沉降變形。施工時(shí)對(duì)路橋過(guò)渡區(qū)段的回填料不按設(shè)計(jì)要求填筑,或采用不良填料,或碾壓厚度超過(guò)要求,或壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,都將造成質(zhì)量缺陷。施工時(shí)碾壓器械配置欠佳,壓實(shí)功率不夠,不進(jìn)行分層次質(zhì)量檢查,也會(huì)使壓實(shí)質(zhì)量達(dá)不到控制要求。5.重橋輕路意識(shí)的影響二、路橋過(guò)渡段變形不一致的原因
其他因素:(1)橋上軌道技術(shù)狀態(tài)和種類。橋上是有砟軌道還是無(wú)砟軌道,橋上軌枕墊剛度值的大小,都與傳遞到橋臺(tái)后路堤上的作用力的大小有關(guān)。(2)路橋過(guò)渡段軌道技術(shù)狀態(tài)和種類。過(guò)渡段內(nèi)鋼軌和軌枕類型以及鋼軌是否有接頭或損傷,與傳遞到路堤上的作用力大小有關(guān)。(3)機(jī)車(chē)車(chē)輛的類型、運(yùn)行速度和技術(shù)狀況。過(guò)渡段內(nèi)動(dòng)荷載(軸重與輪軌沖擊力)的大小與機(jī)車(chē)車(chē)輛的類型、運(yùn)行速度和技術(shù)狀況等有關(guān)。三、路橋過(guò)渡段的處理方法1.在過(guò)渡段較軟一側(cè),增大路基基床的豎向剛度,減少路基結(jié)構(gòu)的沉降。該類處理方法的主要目的是通過(guò)加強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)來(lái)減少路基與橋臺(tái)之間在剛度與沉降方面的差異,進(jìn)而減少路橋間線路的不平順,具體的處理方法有如下幾種:
(1)加筋土路堤法加筋土路堤法是在過(guò)渡段路堤填料(必要時(shí)也可包括地基)中埋設(shè)一定數(shù)量的加筋材料(土工合成材料等),形成加筋土路堤結(jié)構(gòu),加筋土不僅能增加路堤的強(qiáng)度,而且還能大幅度提高路堤的剛度,顯著減少路基的變形。使用加筋土路堤結(jié)構(gòu)有兩大作用:一是能大大減小橋背路堤的沉降,二是能將橋背路堤與橋臺(tái)交界處的臺(tái)階式跳躍沉降變成連續(xù)斜坡式沉降。因此,通過(guò)調(diào)整加筋材料的布置間距和位置,可方便地達(dá)到路橋間線路平順過(guò)渡的目的。
三、路橋過(guò)渡段的處理方法1.在過(guò)渡段較軟一側(cè),增大路基基床的豎向剛度,減少路基結(jié)構(gòu)的沉降。該類處理方法的主要目的是通過(guò)加強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)來(lái)減少路基與橋臺(tái)之間在剛度與沉降方面的差異,進(jìn)而減少路橋間線路的不平順,具體的處理方法有如下幾種:
(2)碎石填料填筑法碎石填料填筑法是指使用強(qiáng)度高、變形小的優(yōu)質(zhì)材料(如碎石類填料)進(jìn)行過(guò)渡段填筑的方法。
該處理方法可能存在的問(wèn)題:橋臺(tái)臺(tái)背窄小空間的壓實(shí)質(zhì)量不易得到保證,相對(duì)較大的自重引起地基的沉降也較大。
德國(guó)路橋過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)尺寸及其填料和填筑標(biāo)準(zhǔn)輕型填筑材料:EPS(聚苯乙烯泡沫塑料)、人工氣泡混合土(泡沫水泥砂漿)、輕型廢棄物、火山灰、粉煤灰、中空構(gòu)造物等。三、路橋過(guò)渡段的處理方法1.在過(guò)渡段較軟一側(cè),增大路基基床的豎向剛度,減少路基結(jié)構(gòu)的沉降。該類處理方法的主要目的是通過(guò)加強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)來(lái)減少路基與橋臺(tái)之間在剛度與沉降方面的差異,進(jìn)而減少路橋間線路的不平順,具體的處理方法有如下幾種:
(3)過(guò)渡搭板法過(guò)渡搭板法是在過(guò)渡段范圍內(nèi)路堤填料上現(xiàn)澆鋼筋混凝土厚板,并使一端支撐在剛性基礎(chǔ)(橋臺(tái))上,利用鋼筋混凝土厚板的抗彎剛度來(lái)增加軌道的剛度過(guò)渡搭板法示意圖三、路橋過(guò)渡段的處理方法2.在過(guò)渡段較軟一側(cè),增大軌道的豎向剛度。
該類處理方法主要是通過(guò)提高軌道豎向剛度來(lái)減小路橋間軌道剛度的變化率,但其不能解決路橋間沉降差引起的軌面彎折問(wèn)題。具體的處理方法有以下幾種:(1)通過(guò)調(diào)整軌枕的長(zhǎng)度和間距來(lái)提高軌道的剛度在過(guò)渡段范圍內(nèi),通過(guò)使用逐步增長(zhǎng)的超長(zhǎng)軌枕和減小軌枕的間距可實(shí)現(xiàn)軌道剛度的逐步過(guò)渡。(2)通過(guò)增大軌排的抗彎模量來(lái)增加軌道的剛度德國(guó)在ICE高速鐵路的Muhlberg隧道入口處采用了這種方法。該隧道內(nèi)是板式結(jié)構(gòu),隧道外是有砟混凝土軌枕線路。過(guò)渡段長(zhǎng)度約30m,由4根額外附加在軌枕上的鋼軌組成,其中2根在運(yùn)行軌之間,2根在運(yùn)行軌外側(cè)。(3)通過(guò)增加道床厚度來(lái)提高軌道的剛度道砟是一種強(qiáng)度高、變形小的硬質(zhì)材料,道床的模量一般比路基基床大。在過(guò)渡段范圍內(nèi)逐漸增加道床的厚度,減小路基的高度,也可逐步提高軌道的剛度。三、路橋過(guò)渡段的處理方法3.在過(guò)渡段較硬的一側(cè),通過(guò)設(shè)置軌下、枕下、砟底橡膠墊塊(板)來(lái)減小軌道的豎向剛度
對(duì)于橋梁和隧道等剛性結(jié)構(gòu)物上的線路,可通過(guò)調(diào)整軌下墊板的剛度和設(shè)置枕下墊塊(無(wú)砟)的方法,使軌道的剛度值與較軟的一側(cè)軌道的剛度值相適應(yīng)。墊板(塊)的剛度參數(shù)可通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試確定。對(duì)于有砟軌道結(jié)構(gòu),列車(chē)荷載的動(dòng)力作用常使道砟發(fā)生磨損粉化。為了解決這個(gè)問(wèn)題,日本在高速鐵路的剛性結(jié)構(gòu)與道砟間鋪設(shè)了一層厚約25mm的橡膠墊。該層橡膠墊可降低軌道的豎向剛度,減小路橋間軌道的剛度差。四、高速鐵路路橋過(guò)渡段的設(shè)置1.過(guò)渡段長(zhǎng)度的確定路堤與橋臺(tái)連接處應(yīng)設(shè)置過(guò)渡段,可采用沿線路縱向倒梯形過(guò)渡形式,如圖6.6.1所示,并應(yīng)符合下列規(guī)定:四、高速鐵路路橋過(guò)渡段的設(shè)置2.路橋過(guò)渡段路堤過(guò)渡段路堤基床表層應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,并摻入5%水泥。基床表層以下倒梯形部分分層填筑摻入3%水泥的級(jí)配碎石,級(jí)配碎石的級(jí)配范圍應(yīng)符合表6.6.1的規(guī)定,壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足壓實(shí)系數(shù)K≥0.95、地基系數(shù)K30≥150MPa/m、動(dòng)態(tài)變形模量Evd≥50MPa。四、高速鐵路路橋過(guò)渡段的設(shè)置3.過(guò)渡段橋臺(tái)基坑
過(guò)渡段橋臺(tái)基坑應(yīng)以混凝土回填或以碎石、灰土分層填筑并用小型平板振動(dòng)機(jī)壓實(shí),并使地基系數(shù)K30≥60MPa/m。4.其他要求五、路堤與其他結(jié)構(gòu)物過(guò)渡段的設(shè)置
1.路堤與橫向結(jié)構(gòu)物過(guò)渡段
路堤與橫向結(jié)構(gòu)物(立交框構(gòu)、箱涵等)連接處,應(yīng)設(shè)置過(guò)渡段,可采用沿線路縱向倒梯形過(guò)渡形式,如圖6.6.2-1所示。橫向結(jié)構(gòu)物頂面填土厚度不大于1.0m時(shí),橫向結(jié)構(gòu)物及兩側(cè)20m范圍基床表層級(jí)配碎石應(yīng)摻加5%水泥,如圖6.6.2-3所示。五、路堤與其他結(jié)構(gòu)物過(guò)渡段的設(shè)置
2.路堤與路塹過(guò)渡段
路堤與路塹連接處應(yīng)設(shè)置過(guò)渡段。過(guò)渡段可采用下列設(shè)置方式:五、路堤與其他結(jié)構(gòu)物過(guò)渡段的設(shè)置
2.路堤與路塹過(guò)渡段
路堤與路塹連接處應(yīng)設(shè)置過(guò)渡段。過(guò)渡段可采用下列設(shè)置方式:路橋、路涵等過(guò)渡段產(chǎn)生不平順的原因主要是以下兩個(gè)方面造成:一.路基竣工后繼續(xù)發(fā)生沉降,橋涵結(jié)構(gòu)物沉降很小,造成沉降差,即靜態(tài)不平順;二.路基部分與橋涵部分剛度差異懸殊,在活荷載作用下產(chǎn)生的壓縮變形不同造成動(dòng)態(tài)不平順。過(guò)渡段不平順的實(shí)質(zhì)原因是結(jié)構(gòu)物剛度的突變,過(guò)渡段的處理要解決兩個(gè)問(wèn)題:1.將橋背、橫向結(jié)構(gòu)物兩側(cè)的錯(cuò)落式沉降變成連續(xù)的斜坡式沉降。2.剛性結(jié)構(gòu)物與柔性路基間工后沉降引起的軌面彎折變形的限值問(wèn)題。六、過(guò)渡段填筑施工
158鐵路設(shè)計(jì)中,為解決錯(cuò)落式沉降,將過(guò)渡段設(shè)計(jì)成碎石類材料傾斜填筑(正梯形、倒梯形);為解決軌面彎折變形限制問(wèn)題,一般通過(guò)控制過(guò)渡段長(zhǎng)度來(lái)解決,通過(guò)系統(tǒng)分析理論,建立振動(dòng)分析模型(動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)位移、加速度及路基面沉降變形),一般要求過(guò)渡段長(zhǎng)度不小于20m。六、過(guò)渡段填筑施工
1596.1橋路過(guò)渡段六、過(guò)渡段填筑施工
1606.1橋路過(guò)渡段1、橋路過(guò)渡段設(shè)置型式橋路過(guò)渡段施工斷面圖(倒梯形)——目前較多采用六、過(guò)渡段填筑施工
1616.1橋路過(guò)渡段1、橋路過(guò)渡段設(shè)置型式橋路過(guò)渡段施工斷面圖(正梯形)六、過(guò)渡段填筑施工
1626.1橋路過(guò)渡段2、路橋過(guò)渡段工藝施工組織安排中,應(yīng)優(yōu)先安排軟土地基過(guò)渡段路堤的填筑施工;過(guò)渡段地基加固工程宜在橋涵基礎(chǔ)施工前完成。過(guò)渡段大規(guī)模施工前,應(yīng)選取有代表性的段落進(jìn)行填筑工藝性試驗(yàn),以取得施工工藝參數(shù)?;踊靥罨滋幚磉^(guò)渡段與路基同步攤鋪碾壓或夯實(shí)檢測(cè)壓實(shí)質(zhì)量合格不合格填筑至基床底層頂面填筑基床表層過(guò)渡段施工結(jié)束1636.1橋路過(guò)渡段2、路橋過(guò)渡段工藝施工時(shí)先在橋臺(tái)背面用墨線劃出每層填筑水平線,每層虛鋪厚度應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)確定,每層壓實(shí)厚度不大于30cm,且最小壓實(shí)厚度不小于15cm,壓實(shí)層路拱坡面符合設(shè)計(jì)要求,無(wú)積水現(xiàn)象。填筑時(shí)沿填層設(shè)計(jì)界邊加寬0.4m,以保證填筑壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)、規(guī)范要求;在過(guò)渡段填筑完成后,加寬部分按設(shè)計(jì)坡度及時(shí)采用人工掛線清刷成型。六、過(guò)渡段填筑施工
1646.1橋路過(guò)渡段2、路橋過(guò)渡段工藝路堤基底原地面平整后,用振動(dòng)碾壓機(jī)碾壓密實(shí),并使K30≥60MPa/m。與橋臺(tái)連接的20m范圍內(nèi)基床表層的級(jí)配碎石內(nèi)摻入適量的水泥。與路基連接處應(yīng)刷去松土,開(kāi)挖出寬度不小于1.2m的臺(tái)階并壓實(shí)。路堤基底地面平整后,用振動(dòng)碾壓機(jī)碾壓密實(shí)。臺(tái)后基坑以混凝土回填填筑壓實(shí)。1656.1橋路過(guò)渡段2、路橋過(guò)渡段工藝過(guò)渡段級(jí)配碎石和其連接段的路堤A、B組填料層應(yīng)與相鄰的路堤及錐體同步施工,并將過(guò)渡段與連接路堤的碾壓面按大致相同的水平分層高度同步填筑。臺(tái)后2.0m范圍外大型壓路機(jī)能碾壓到得部位,其填筑施工工藝要求與基床表層填筑要求相同。大型機(jī)械碾壓不到位的部位及在臺(tái)后2.0m范圍內(nèi),用小型振動(dòng)壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行碾壓,填料的虛鋪厚度不大于20cm,碾壓遍數(shù)由試驗(yàn)參數(shù)確定。六、過(guò)渡段填筑施工
166橋臺(tái)過(guò)渡段填筑工序示意圖1676.1橋路過(guò)渡段2、路橋過(guò)渡段工藝臺(tái)后邊角和錐坡體要用輕型壓路機(jī)和沖擊夯聯(lián)合碾壓臺(tái)后過(guò)渡段壓實(shí)工藝圖六、過(guò)渡段填筑施工
1686.1橋路過(guò)渡段3、路橋過(guò)渡段質(zhì)量檢測(cè)過(guò)渡段路堤基床表層壓實(shí)質(zhì)量與路堤基床表層的要求相同,碾壓后,每層檢測(cè)孔隙率3點(diǎn),每填高30cm檢驗(yàn)Evd、Ev2各3點(diǎn),每填高60cm檢驗(yàn)K302點(diǎn),并檢驗(yàn)Ev2各2點(diǎn)。六、過(guò)渡段填筑施工
1696.2路涵過(guò)渡段1、設(shè)置型式h>1m無(wú)咋軌道路涵過(guò)渡段圖(有砟h>1.5m)(倒梯形)六、過(guò)渡段填筑施工
1706.2路涵過(guò)渡段1、設(shè)置型式路涵過(guò)渡段施工斷面圖(倒梯形)六、過(guò)渡段填筑施工
1716.2路涵過(guò)渡段1、設(shè)置型式路涵過(guò)渡段施
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