客专无碴轨道铁路路基设计指南、EV2和EVD试验

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1、 一 、 客 运 专 线 无 碴 轨 道 铁 路 设 计 指 南 （ 路 基 部 分 ） 2术 语 变 形 模 量 Ev2： 由 平 板 荷 载 试 验 第 二 次 加 载 测 得 的 土 体 变 形 模 量 。 动 态 变 形 模 量 Evd： 由 落 锤 冲 击 施 加 一 定 大 小 和 作 用 时 间 荷 载 的 平 板 试 验 测 得 的 土 体变 形 模 量 。 工 后 沉 降 ： 在 铺 轨 工 程 完 成 以 后 ， 基 础 设 施 产 生 的 沉 降 量 。 差 异 沉 降 ： 在 铺 轨 工 程 完 成 以 后 ， 路 桥 或 路 隧 连 接 处 的 沉 降 差 。 折 角

2、 ： 在 铺 轨 工 程 完 成 以 后 ， 路 基 与 桥 梁 或 隧 道 间 由 于 过 渡 段 沉 降 造 成的 弯 折 角 度 。 4 路 基4.1 一 般 规 定 4.1.1 路 基 工 程 应 按 土 工 结 构 物 进 行 设 计 ， 其 地 基 处 理 、 路 堤 填筑 、 边 坡 支 挡 防 护 以 及 排 水 设 施 等 必 须 具 有 足 够 的 强 度 、 稳 定 性和 耐 久 性 ， 确 保 列 车 高 速 、 安 全 和 平 稳 运 行 。 4.1.2 路 基 工 程 应 避 免 高 填 、 深 挖 、 长 路 堑 和 高 大 挡 土 墙 。 路 堤高 度 原 则

3、上 应 大 于 基 床 厚 度 。 一 般 路 堤 填 土 高 度 不 宜 超 过 8m。 4.1.3 路 基 工 程 勘 察 应 查 明 地 基 地 质 状 态 和 填 料 的 工 程 性 质 ， 为地 基 和 路 基 结 构 物 的 变 形 状 态 评 价 提 供 必 要 的 地 质 资 料 。 地 质 勘察 横 断 面 沿 线 路 方 向 间 距 不 大 于 50m， 横 断 面 上 的 地 质 点 不 应 少于 3个 。 过 渡 段 或 地 质 地 形 复 杂 地 段 应 适 当 加 密 ， 并 应 在 横 断 面之 间 作 物 探 检 查 。 4.1.4土 质 地 基 路 基 均 应

4、 进 行 工 后 沉 降 分 析 。 路 基 在 无 碴 轨 道 铺 设完 成 后 的 工 后 沉 降 应 满 足 扣 件 调 整 和 线 路 竖 曲 线 圆 顺 的 要 求 。 工后 沉 降 一 般 不 应 超 过 扣 件 允 许 的 沉 降 调 高 量 15mm； 长 度 大 于20m沉 降 比 较 均 匀 的 路 基 ， 允 许 的 最 大 工 后 沉 降 量 为 30mm， 并 且 调 整 轨 面 高 程 后 的 竖 曲 线 半 径 应 能 满 足 下 列 要 求 ： 4 路 基4.1 一 般 规 定 式 中 ： 轨 面 圆 顺 的 竖 曲 线 半 径 ,m； 设 计 最 高 速 度

5、,km/h。 路 桥 或 路 隧 交 界 处 的 差 异 沉 降 不 应 大 于 5mm， 过 渡 段 沉降 造 成 的 路 基 与 桥 梁 或 隧 道 的 折 角 不 应 大 于 1/1000。 4.1.5无 碴 轨 道 路 堤 填 筑 后 ， 应 对 路 基 沉 降 进 行 系 统 的 观测 与 分 析 评 估 ， 观 测 断 面 沿 线 路 方 向 的 间 距 一 般 不 大 于50m， 过 渡 段 和 地 形 地 质 条 件 变 化 较 大 的 地 段 应 适 当 加密 。 在 路 基 完 成 或 施 加 预 压 荷 载 后 应 有 6 18个 月 的 观测 和 调 整 期 ， 分 析

6、 评 估 沉 降 稳 定 满 足 要 求 后 方 可 铺 设 无碴 轨 道 。 4.1.6地 质 复 杂 、 工 后 沉 降 难 以 控 制 或 地 下 水 位 较 高 、 路基 易 产 生 冻 害 和 存 在 其 他 不 稳 定 因 素 的 路 基 区 段 ， 不 宜铺 设 无 碴 轨 道 。 4.2 路 基 标 准 横 断 面 4.2.1 路 基 横 断 面 宽 度 和 布 置 型 式 的 设 计 应 根 据 线 间 距 、 轨 道结 构 型 式 、 曲 线 超 高 设 置 、 路 肩 宽 度 、 通 信 信 号 和 电 力 电 缆槽 布 置 、 接 触 网 支 柱 基 础 位 置 、 声

7、 屏 障 基 础 等 因 素 来 确 定 ，并 应 综 合 考 虑 路 基 防 排 水 问 题 。 4.2.2 直 线 地 段 路 基 标 准 横 断 面 如 图 4.2.2所 示 。 路 基 面 宽 度可 参 照 表 4.2.2的 规 定 , 4.2.3 直 线 地 段 路 基 面 形 状 为 梯 形 ， 混 凝 土 支 承 层 基 础 边 缘以 外 设 4%的 横 向 排 水 坡 。 路 基 基 床 底 层 顶 面 及 基 床 下 路 基 面自 中 心 向 两 侧 设 4%的 横 向 排 水 坡 。 4.2.4 无 碴 轨 道 路 基 一 般 不 考 虑 曲 线 加 宽 ， 当 轨 道 结

8、 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 计 算 确定 。 4.2.5正 线 区 间 路 肩 范 围 内 设 置 的 其 它 附 属 工 程 ， 包 括 接 触 网支 柱 基 础 ， 电 力 、 通 信 、 信 号 电 缆 槽 及 声 屏 障 基 础 等 不 得 影响 路 基 的 稳 定 和 排 水 。 设 计 最 高 速 度(km/h) 线 间 距(m) 路 基 面 宽 度单 线 (m) 双 线 (m)200 4.4 8.6 13.0250 4.6 8.6 13.2300 4.8 8.6 13.4350 5.0 8.6 13.6路

9、 堑电力电缆槽路 堤线路中心线线路中心线接触网支柱 4.3 基 床 4.3.1 路 基 基 床 由 表 层 与 底 层 组 成 。 表 层 厚 度 与 无 碴 轨 道的 混 凝 土 支 承 层 或 混 凝 土 底 座 的 总 厚 度 不 应 小 于 0.7m，底 层 厚 度 为 2.3m。 混 凝 土 支 承 层 或 混 凝 土 底 座 以 外 的 路基 面 应 设 防 排 水 层 ， 采 用 厚 5 10cm沥 青 混 凝 土 或 C25混 凝 土 。 4.3.2 基 床 表 层 采 用 级 配 碎 石 ， 材 料 规 格 应 符 合 客 运 专线 基 床 表 层 级 配 碎 石 暂 行 技

10、 术 条 件 的 要 求 ， 其 压 实 标准 应 符 合 表 4.3.2的 规 定 。 表 4.3.2 基 床 表 层 级 配 碎 石 压 实 标 准填 料 压 实 标 准地 基 系 数 K30（ MPa/m） 变 形 模 量Ev2（ MPa） 动 态 变 形 模量 Evd（ MPa） 孔 隙 率 n级 配 碎 石 190 120 50 18% 4.5 路 堑 4.5.1 软 质 岩 、 强 风 化 硬 质 岩 及 土 质 路 堑 地 段 ，基 床 表 层 应 满 足 4.3.2的 要 求 ； 处 于 基 床 底 层范 围 内 的 土 质 及 压 实 标 准 不 满 足 4.3.3的 要 求

11、时 ， 应 作 处 理 。 4.5.2 不 易 风 化 的 硬 质 岩 路 堑 的 岩 石 面 作 成4.2.3中 要 求 的 形 状 ， 对 凹 凸 不 平 处 应 以 强 度不 小 于 C25的 混 凝 土 填 平 。 4.6.3路 堑 与 隧 道 过 渡 段 土 质 、 软 质 岩 及 强 风 化 硬 质 岩 路 堑 与 隧 道 连 接 处 ， 在路 堑 基 床 范 围 内 设 置 过 渡 段 ， 采 取 混 凝 土 与 级 配 碎 石厚 度 渐 变 过 渡 。 4.6.4路 堤 与 路 堑 过 渡 段 路 堤 与 路 堑 连 接 处 应 设 置 过 渡 段 。 路 堤 与 硬 质 岩

12、路 堑连 接 处 过 渡 段 采 用 水 泥 稳 定 级 配 碎 石 （ 掺 加 3 5%水泥 ） 填 筑 ； 路 堤 与 土 质 及 软 质 岩 路 堑 连 接 处 采 用 台 阶方 式 过 渡 并 回 填 与 路 堤 相 同 的 填 料 ， 压 实 标 准 应 符 合表 4.3.3的 规 定 。 台 阶 顶 部 应 设 置 横 向 排 水 盲 沟 。 过 渡段 范 围 内 的 基 床 表 层 级 配 碎 石 掺 3 5%水 泥 。 2.3.3荷 载 量 测 装 置 荷 载 量 测 表 量 程 应 达 到 最 大 试 验 荷 载 的 1.25倍 ， 最 大误 差 应 不 大 于 1%。 荷

13、载 量 测 表 显 示 值 应 能 保 证 承 载 板荷 载 有 效 位 至 少 达 到 0.001MPa 沉 降 量 测 装 置 由 测 桥 和 测 表 组 成 。 测 桥 的 测 量 臂 可 采用 杠 杆 式 （ 见 图 2 2） 或 垂 直 抽 拉 式 （ 见 图 2 3） 。测 量 臂 应 有 足 够 的 刚 度 。 承 载 板 中 心 至 测 桥 支 撑 座 的 距 离 必 须 大 于 1.25m。 杠杆 式 测 量 臂 杠 杆 比 hP:hM可 在 1： 1至 2： 1范 围 内 选 择 ，选 定 后 不 得 改 变 。 为 便 于 统 一 ， 可 认 为 垂 直 抽 拉 式 测量

14、 臂 杠 杆 比 为 1： 1 。 沉 降 量 测 表 最 大 误 差 应 不 大 于0.04mm， 分 辨 率 应 达 到 0.01mm， 量 程 应 不 小 于10mm。 2.3.4辅 助 工 具 辅 助 工 具 应 包 括 ： 铁 锹 、 钢 板 尺 （ 长400mm） 、 毛 刷 、 刮 铲 、 水 准 仪 、 铅 锤 、 直尺 、 干 燥 中 砂 、 石 膏 粉 、 油 、 遮 阳 挡 风 设 施 等 。 2.3.5测 试 仪 器 标 定 应 符 合 下 列 规 定 ： 1） 传 感 器 、 测 表 应 按 国 家 有 关 规 定 标 定 。 2） 变 形 模 量 Ev2测 试 仪

15、必 须 每 年 标 定 一 次 3 试 验 操 作 3.1试 验 准 备 场 地 测 试 面 应 进 行 平 整 ， 并 使 用 毛 刷 扫 去 表 面 松 土 。当 测 试 面 处 于 斜 坡 上 时 ， 应 将 承 载 板 支 撑 面 做 成 水 平面 。 3.2 安 置 试 验 仪 器 3.2.1安 置 承 载 板 及 千 斤 顶 将 承 载 板 放 置 于 测 试 点 上 ， 使 承 载 板 与 地 面 完 全 接 触 ，必 要 时 可 铺 设 一 薄 层 干 燥 砂 （ 2 3mm） 或 石 膏 腻 子 ，同 时 利 用 承 载 板 上 水 准 泡 或 水 准 仪 来 调 整 承 载

16、 板 水 平 。 将 反 力 装 置 承 载 部 位 安 置 于 承 载 板 上 方 ， 并 加 以 制 动 。承 载 板 外 侧 边 缘 与 反 力 装 置 支 撑 点 之 间 的 距 离 不 得 小于 0.75m。 将 千 斤 顶 放 在 承 载 板 的 中 心 位 置 ， 使 千 斤顶 保 持 垂 直 。 用 加 长 杆 和 调 节 丝 杆 使 千 斤 顶 顶 端 球 铰座 与 反 力 装 置 承 载 部 位 紧 贴 。 3.2.2安 置 测 桥 将 沉 降 量 测 装 置 的 触 点 自 由 地 放 入 承 载 板 上 测 量 孔 的 中 心位 置 ， 沉 降 量 测 表 必 须 与

17、测 试 面 垂 直 。 测 桥 支 撑 座 与 反 力装 置 支 撑 点 的 距 离 不 得 小 于 1.25m。 试 验 过 程 中 测 桥 和 反力 装 置 不 得 晃 动 。 预 先 加 0.01MPa荷 载 约 30s， 待 稳 定 后卸 除 荷 载 ， 将 沉 降 量 测 表 读 数 调 零 。 3.3 加 载 与 卸 载 变 形 模 量 Ev2试 验 第 一 次 加 载 必 须 至 少 分 6级 ， 并 以 大 致相 等 的 荷 载 增 量 （ 0.08MPa） 逐 级 加 载 ， 达 到 最 大 荷 载 为0.5MPa或 沉 降 量 达 到 5mm时 所 对 应 的 应 力 后

18、， 再 进 行 卸载 。 承 载 板 卸 载 应 按 最 大 荷 载 的 50%、 25%和 0三 级 进 行 。卸 载 后 ， 按 照 第 一 次 加 载 的 操 作 步 骤 ， 并 保 持 与 第 一 次 加载 时 各 级 相 同 的 荷 载 进 行 第 二 次 加 载 ， 直 到 第 一 次 所 加 最大 荷 载 的 倒 数 第 二 级 。 每 级 加 载 或 卸 载 过 程 必 须 在 1min内完 成 。 加 载 或 卸 载 时 ， 每 级 荷 载 的 保 持 时 间 为 2min， 在 该过 程 中 荷 载 应 保 持 恒 定 。 1） 试 验 中 如 果 施 加 了 比 预 定

19、荷 载 大 的 荷 载 ， 则 应保 持 该 荷 载 ， 将 其 记 录 在 试 验 记 录 表 中 ， 并 加 以注 明 。 2） 当 试 验 过 程 中 出 现 承 载 板 严 重 倾 斜 ， 以 至 水 准泡 上 的 气 泡 不 能 与 圆 圈 标 志 重 合 或 承 载 板 过 度 下沉 及 量 测 数 据 出 现 异 常 等 情 况 时 ， 应 查 明 原 因 ，另 选 点 进 行 试 验 ， 并 在 试 验 记 录 表 中 注 明 。 3） 变 形 模 量 EV2测 试 仪 包 括 数 据 自 动 采 集 计 算 和数 据 人 工 记 录 两 种 类 型 。 数 据 自 动 采 集

20、 计 算 型 的变 形 模 量 EV2测 试 仪 ， 可 根 据 每 级 荷 载 的 测 试 数据 自 动 计 算 并 打 印 荷 载 沉 降 曲 线 和 变 形 模 量值 。 三 、 变 形 模 量 Ev2测 试 仪 AX01使 用 说 明仪 器 的 主 要 技 术 参 数 和 特 点测 量 范 围 0 100kN沉 降 变 形 测 试 15m m荷 载 板 直 径 300m m电 源 充 电 2小 时 ， 连 续 使 用 约 48小 时打 印 机 热 敏 打 印 机 ， 纸 宽 57m m ， 纸 筒30m m数 据 卡 标 准 配 置 32kB工 作 温 度 10 50 1. 放 置 荷

21、 载 板 和 变 形 支 架 。2. 连 接 荷 载 和 位 移 传 感 器 。 蓝 色 插 头 为 荷 载 传 感 器 ， 插 入 蓝 色插 孔 ； 黄 色 插 头 为 位 移 传 感 器 插 入 黄 色 插 孔 。3. 按 “ Start(开 始 ） ” 键 打 开 机 器 。 此 时 显 示 时 间 和 电 量 。4.按 “ Start(开 始 ） ” 键 进 入 试 验 模 式 。 显 示 “ (设 备 检 查 ） ” ，调 整 位 移 传 感 器 到 零 位 。 此 时 ， 如 果 传 感 器 连 接 有 误 将 出 现 错 误提 示 。5. 荷 载 复 位 。 按 “ Start(

22、开 始 ） ” 键 提 示 预 加 荷 载 30s， 并 出 现计 时 。 用 千 斤 顶 预 加 0.01MPa保 持 30s。6. 按 “ Start(开 始 ） ” 键 后 施 加 第 一 级 荷 载 0.08MPa， 保 持 60s或 120s。7. 按 “ Start(开 始 ） ” 键 ， 根 据 表 中 数 据 施 加 其 他 荷 载 。8. 全 部 加 荷 卸 荷 再 加 荷 结 束 后 按 “ Print(打 印 ） ” 键 结 束 试 验 并打 印 试 验 结 果 。9. 按 “ Aux Off”键 关 机 。三 、 仪 器 试 验 操 作 步 骤 标 准 压 力(MPa)

23、 仪 器 上调 整 数 (kPa)预 加 荷 载0.010 10一 次 荷 载0.080 800.160 1600.250 2500.330 3300.420 4200.500 500 卸 载0.250 2500.125 1250.000 0二 次 荷 载0.080 800.160 1600.250 2500.330 3300.420 420 四 、 动 态 变 形 模 量 Evd测 试 原 理 与 操 作 要 点 1.测 试 原 理 动 态 变 形 模 量 Evd是 由 落 锤 冲 击 施 加 一 定 大 小 和 作 用时 间 荷 载 的 平 板 试 验 测 得 的 土 体 变 形 模 量

24、。 通 常 ， 载荷 板 的 直 径 也 为 300mm， 锤 重 为 10kg， 最 大 的 冲 击 力为 7.07kN， 荷 载 脉 冲 脉 冲 宽 度 18mm。 试 验 记 录 落 锤冲 击 时 板 的 沉 降 。 在 假 定 冲 击 力 恒 定 和 泊 松 比 为 0.21的 情 况 下 ， 由 弹 性 半 空 间 体 上 圆 形 局 部 荷 载 的 公 式 计算 模 量 ： ssrsdEVd /5.22/5.1/)1(79.0 2 ssrsdE Vd /5.22/5.1/)1(79.0 2 2.试 验 场 地 及 环 境 条 件 1） 测 试 面 宜 水 平 ， 其 倾 斜 角 度

25、 不 大 于5 。 2） 测 试 面 必 须 平 整 无 坑 洞 。 对 于 粗 粒 土或 混 合 料 造 成 的 表 面 凹 凸 不 平 ， 可 用 少量 细 中 砂 补 平 。 3） 试 验 时 测 试 点 必 须 远 离 震 源 。 Evd测 试 仪 的 校 验 与 标 定 4试 验 操 作 步 骤 测 试 前 的 准 备 工 作 ： 1)测 试 面 应 整 平 。 应 使 荷 载 板 与 地 面 良 好 接 触 。 必 要 时 可 用 少量 的 细 中 砂 来 补 平 。 2)导 向 杆 应 保 持 垂 直 。 3)检 查 仪 器 标 明 的 落 距 。 测 试 步 骤 ： 1)荷 载

26、 板 放 置 在 平 整 好 的 测 试 面 上 ， 安 装 上 导 向 杆 并 保 持 其 垂直 。 2)将 落 锤 提 升 至 挂 （ 脱 ） 钩 装 置 上 挂 住 ， 然 后 使 落 锤 脱 钩 并 自由 落 下 ， 当 落 锤 弹 回 后 将 其 抓 住 并 挂 在 挂 （ 脱 ） 钩 装 置 上 。 按此 操 作 进 行 三 次 预 冲 击 。 3)正 式 测 试 时 按 上 述 第 2） 项 的 方 式 进 行 三 次 冲 击 测 试 ， 作 为正 式 测 试 记 录 。 测 试 时 应 避 免 荷 载 板 的 移 动 和 跳 跃 。 4)测 试 时 ， 应 记 录 每 个 测 点 的 工 作 名 称 、 检 测 部 位 、 试 验 时 间 、土 的 种 类 、 含 水 率 以 及 相 关 的 参 数 。