淺談高速鐵路路基設計方法及技術措施

李培陽

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 大興 102600）

0 引言

高速鐵路的正常運行對路基的要求非常高，需要提高路基的穩(wěn)定性和耐久性，路基的質量水平會影響高鐵的運行情況，如果路基不穩(wěn)或者路基出現(xiàn)故障，將對運行的高鐵產(chǎn)生極大的影響。高鐵路基的建設工作包含眾多的內容，工作人員要了解路基建設的各個步驟和環(huán)節(jié)，通過設置合理的承載量以及橫斷面，讓路基的各項指標參數(shù)運行在正常的范圍內，設計環(huán)節(jié)與施工環(huán)節(jié)相輔相成，工作人員要根據(jù)設計的圖紙和設計的細節(jié)，規(guī)范施工活動和施工內容，提高路基的穩(wěn)定性，為高鐵的平穩(wěn)運行提供保障。

1 高速鐵路路基的現(xiàn)狀概述

對于高速鐵路路基的分析要注重綜合性和全面性，既要看到路基內容的復雜性，也要保證路基建設的質量，高速鐵路的路基與其他普通鐵路的路基不同，高速鐵路的路基對質量的要求更高并且施工難度相對較大，有關工作人員要深入了解和研究路基的作用和價值，通過數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)參考，做出科學合理的施工行為。高速鐵路路基的分析概述可以從高速鐵路的路基特點以及高速鐵路路基的發(fā)展情況概述等方面入手，運用先進的施工技術和施工手段對高速鐵路的路基進行改造和監(jiān)督管理，有效改變傳統(tǒng)的路基施工技術弊端，增強路基的穩(wěn)定性和承載能力，讓路基為高速鐵路的平穩(wěn)運行提供最優(yōu)質的保障，進一步推動我國高速鐵路運營事業(yè)的發(fā)展[1]。

1.1 高速鐵路的路基特點

高速鐵路的路基具有自己獨特的特點，由于高速列車的行駛速度非常快對路基的壓強非常大，路基需要在短時間內承受巨大的沖擊。高速鐵路的路基是一個多層次的系統(tǒng)，需要強有力的材料進行支撐，保證路基的平穩(wěn)性和持久運營性。保障鐵路的平穩(wěn)運行，減少其變形是一個關鍵點，不要讓路基出現(xiàn)變形的情況，高速鐵路的路基需要承受巨大的沖擊和壓強，如果極易出現(xiàn)變形的情況將影響高速列車的正常運行。高速鐵路路基是一個多層次的結構系統(tǒng)，突破了傳統(tǒng)的軌道、道床、土路基的結構形式，將有碴軌道和無碴軌道融合起來，發(fā)揮其特長和優(yōu)勢，構成一個多層次的結構形式。高速鐵路的路基還要做好控制變形工作，讓路基給高速系統(tǒng)提供一個良好的線下軌道基礎，讓高速鐵路可以平穩(wěn)運行，避免因軌道路基的變形而出現(xiàn)高速運行事故。高速鐵路的路基的建設材料也比較特殊，路基的建設材料應該具有良好強度和水穩(wěn)性，使用的建設材料應該符合相應的標準，能夠抵抗地表水的侵蝕作用，防止地表水侵入路基導致路基出現(xiàn)障礙或者故障，避免出現(xiàn)路基下沉的情況。對高速鐵路的路基變形控制主要可以從工后沉降量、沉降速率以及線路縱向剛度比等方面入手[2]。

1.2 路基發(fā)展情況的概述

從整體上看，路基的發(fā)展情況主要是提高路基的穩(wěn)定性和平穩(wěn)性，通過控制路基的沉降以及路基的變形等，讓路基的形狀始終保持固定，防止高速列車在行駛的過程中出現(xiàn)沉降的情況?？刂坡返坛两档闹饕绞绞菍Φ鼗淖龊霉ず蟪两倒ぷ鳌＿\用相關的設備對路基的填筑情況進行研究，對基床的底層和表層進行研究和分析，并且對路堤進行施工。高速鐵路路基的設計工作主要可以從控制路基變形以及工后沉降以及動態(tài)設計路基、處理類型多樣的路基等方面入手，嚴格按照相關的填筑標準，找到路基設計工作中的薄弱之處，進行重點的分析和關注，路基以及橫向構筑物間的過渡段是設計以及施工中的薄弱環(huán)節(jié)，路基在此處容易出現(xiàn)各種問題和故障，要研發(fā)出相應的解決措施。針對路基發(fā)展中出現(xiàn)的技術標準待完善和修改以及技術應用等問題，工作人員要用整體的眼光看待事物的發(fā)展，應用新的技術和手法，有效推動路基的健康發(fā)展。

2 高速鐵路路基設計方式

高速鐵路的路基設計方式比較重要，是在高速鐵路路基功能的基礎上進行相應的設計，注重提高路基的承載能力，做好橫斷面的設計工作以及路基基床的設計工作，只有這樣抓住基本部分的設計工作才能從根本上提高高速鐵路路基的穩(wěn)定性和使用性，取得良好的使用效益[3]。

2.1 對路基承載量的設計

路基承載量的設計工作主要是包括靜荷載的設計工作以及動荷載的設計工作，靜載荷指的是路基構建所承受的壓力是不隨著時間的變化而變化，各種構件的狀態(tài)或者性能不會發(fā)生變化，構件沒有加速度。動載荷包含的內容比較多，主要是空氣錘、空氣壓縮機曲軸以及汽車發(fā)動機曲軸。動載荷和靜載荷之間存在著較大的差距，如果在一定情況下，路基結構的狀態(tài)或者性能發(fā)生了改變，或者構件具有了加速度，這時就是動載荷的問題，動載荷影響著路基構建的應力或者變形問題。在進行靜載荷的設計工作的時候，往往采用的是換算土柱的方法，按照相關的參考數(shù)據(jù)或者參考標準，設計靜荷載的數(shù)值，在處理動荷載問題的時候，不能簡單的把靜荷載等同于動荷載，要對動荷載作動態(tài)的分析和研究，動荷載將直接影響高速鐵路行駛的穩(wěn)定性，可以為鐵路的高速運行打下堅實的基礎。路基穩(wěn)定是有一定的條件的，對動荷載作深入細致的分析和研究可以提高路基的穩(wěn)定性，通過對鋼軌、軌枕以及道床傳到路基表面的動應力幅值進行分析可以找出合理和動荷載數(shù)值，使其在合理的區(qū)間內運行。對路基承載量的研究和分析工作要做到理論結合實踐，既要加強理論知識的應用和分析，也要做出相應的實踐活動，在實踐中檢驗理論的正確性和可行性[4]。有關工作人員要了解和探究靜荷載和動荷載的區(qū)別，牢記各自的功能和價值，在進行進一步的分析和研究的時候要根據(jù)各地各區(qū)域的實際情況作出清楚明了的分析和說明，采用動態(tài)分析的方式和方法，了解路基承載量的特點和特征。

2.2 對路基橫斷面的設計

對路基橫斷面進行設計首先要做的就是了解路基橫斷面的組成，主要是對路基肩寬的設計以及對路基面寬度的設計，在設計路基的時候要留出必要的空間也就是路基，用來安裝通信設備以及必要的線路標志，這些標志或者設備的設置主要是可以起到警示和監(jiān)督管理的作用。在預留路肩的時候要合理設置路肩的寬度，路肩的寬度可以從以下幾個方面出發(fā)或者是受到以下幾個因素的影響，主要是路基穩(wěn)定的需要，要在提高路基或者穩(wěn)定路基的基礎上預留出路肩的寬度，要保障養(yǎng)護維修的需要以及為行人留出安全距離，這些因素在設置路基橫斷面的時候工作人員要全方位多方面的考慮到，不能只是考慮設備因素，還要考慮人為因素，要融入行人的感受，適當留出一些安全的距離，方便行人的逃生。路基橫斷面的設計工作還包括一項重要的內容就是路基面寬度的設計，路基面的寬度一般是使用單線或者是雙線，單線的寬度是小于雙線的寬度的，對于一些特殊的地段還可以適當增加單雙線的寬度，這也就從側面展示除了實際情況的重要性[5]。要根據(jù)具體的情況靈活變換路基的寬度，盡量與實際情況相符合，不要過度根據(jù)理論原則執(zhí)行相應的情況，要根據(jù)路基的實際情況，還有特殊的地段，所以在設計路基橫斷面的時候要做好實地的調研工作，深入到地方上去，通過各種設備調研，整合有關的數(shù)據(jù)，并對采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理。

2.3 對路基基床的設計

對路基基床的設計工作也是十分重要的，在進行路基基床設計工作的時候，工作人員首先要做的就是了解路基基床的特點和路基基床的結構，根據(jù)路基機床的實際情況選擇合適的填充材料。高速鐵路的路基基床起著十分重要的作用，路基基床的質量將直接影響路基作用的發(fā)揮，路基基床要有足夠的強度、剛度以及良好的排水效能等，這幾種功能缺一不可，認識到路基基床的特點和性能之后要對路基基床的優(yōu)勢進行突出，發(fā)揮路基基床的優(yōu)勢和作用提高或者強化路基的功能。路基的結構一般來說可以分為兩部分，第一部分是基床表層，另一部分是基床底層，通過名稱可以看出基床底層和基床表層是相輔相成、相互對應的兩部分，而且兩部分發(fā)揮著不同的作用和價值。在進行材料填充的時候，不同的部分采取不同的填充材料，其中基床表層還可以進一步細化為多個層面，每一層面都是由不同的材料構成的，每一種材料將發(fā)揮著不同的作用，具有不同的功用[6]。

3 高速鐵路路基施工技術的實施策略

3.1 做好路堤的施工活動

在路堤的施工活動中包含著眾多的內容和項目，從填充材料、壓實標準以及邊坡設計等內容入手，看到路堤施工活動的復雜性和重要性，在進行填充材料工作的時候，要盡可能的在路基功能的基礎上展開相關的工作，為了減少路基的沉降情況的發(fā)生，可以選擇合適的材料，保障路堤的科學合理性，要保障路堤和鐵路可以在自重荷載的情況下保證穩(wěn)定性鑒于路堤的具體情況，要在其穩(wěn)定性的基礎上根據(jù)力學性能的知識合理設置路堤。高速鐵路路基容易出現(xiàn)變形的原因有很多，其中有一個原因是沒有對路基表面進行壓實處理，做好路堤的壓實工作，在一定程度上可以提高路堤的緊實度，從而進一步提高整個路基的穩(wěn)定性。壓實活動也要遵循一定的標準，壓實標準是比較嚴格的，諸如在路堤高度小于基床高度的情況下就要對路堤的表層進行填充，增加其厚度，使其厚度與基床高度大體一致，只有這樣才能防止路基表面受到外界不確定環(huán)境因素的侵蝕。路堤邊坡的設計工作也是整個路堤施工活動中的重要項目和重要環(huán)節(jié)，一般說來在修建高速鐵路的時候要仔細研究周邊的環(huán)境，考慮一系列的自然災害問題，在自然災害面前如何才能有效的減少傷害。路堤邊坡的設計工作主要是針對自然災害而產(chǎn)生的，邊坡的不同高度會產(chǎn)生不同的防御效果[7]。

3.2 做好過渡段的施工活動

過渡段的施工技術十分重要，在過渡段較軟的一側，通過增大路基基床的豎向剛度，減小路基結構的剛度以及軌道的豎向剛度，在對過渡段進行處理和施工的時候，要采用相關的設備，鐵軌的長度和間距可以影響鐵軌的剛度，道床的厚度也可以影響鐵軌的軌道的剛度，了解到這些因素之后要借助于各種材料，諸如軌下、枕下、橡膠墊塊板等來減小軌道的豎向剛度。做好過渡段的施工活動要綜合考慮影響過渡段的因素。

4 結束語

綜上所述，高速鐵路的路基設計工作十分重要，做好路基工作可以保障鐵路的運行，路基設計工作和路基施工活動與鐵路的運行息息相關，有關工作人員要重視設計工作，將理論與實際結合起來，在運用理論的同時也要實地考察，整合有關的數(shù)據(jù)，引用先進的設備和技術做好路基基面的設計工作。根據(jù)高速鐵路的發(fā)展情況，不斷創(chuàng)新相關的技術，提高施工技術水平，保障路基的穩(wěn)定性和可行性。