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高速铁路路基结构设计方法现状与发展趋势

第42卷，第3期 2021年5月

中国铁道科学 CHINA RAILWAY SCIENCE

Vol.42 No.3 May,2021

DB61／T 1037-2016标准下载各基结构设计方法现状与

叶阳升1.2，蔡德钩2.3，张千里2.3，魏少伟2.3，闫宏业2.3，耿琳2

：中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京100081； 3.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京100081）

高铁路基基床状态主要受基床厚度、填料及其

基床表层填料为粒径不大于60mm的级配碎 石，基床底层填料为粒径不大于60mm的砾石类、 砂类土中的A，B组填料或化学改良土。级配碎 石、砾石类及砂石类土采用压实系数K、地基系数

图1中国高速铁路路基标准横断面示意图（单位：m

K及动态变形模量Ea作为基床压实控制指标，化 学改良土采用压实系数及7d饱和无侧限抗压强度 作为基床压实控制指标。基床表层和基床底层填料 的压实标准见表1

表1基床表层、基床底层填料的压实标准

日本在进行高速铁路路基设计时，将其处理为 吉构体系，整个体系自上而下划分为基床表层、上 部填土和下部填土【18]。基床表层包含沥青基床表 层、混凝土基床表层和碎石基床表层3类。其中， 无诈轨道可选用沥青和混凝土的基床表层，重要的 有诈轨道可选用沥青基床表层，一般的有诈轨道可 选用碎石基床表层

[L.2. 1 基床表层

1）沥青基床表层 沥青基床表层由沥青混合物层上部基床表层和 级配碎石层下部基床表层构成。无轨道、有碓轨

道的沥青基床表层的沥青混合物层基本结构是相同 的，但由于各自支承的轨道结构不同，在设计思路 上存在差异， 无诈轨道沥青基床表层的沥青混合物层，在设 计上应针对沥青混合物层的疲劳破坏和基床的残余 变形进行检算，以确定优化的沥青混合物层厚度 无诈轨道沥青基床表层横断面示意图如图2所示 纵断面结构如图3所示，断面尺寸见表2。沥青混 合物层压实控制K≥0.95（取芯），级配碎石层 K≥0.95（换砂）。 有诈轨道沥青基床表层的沥青混合物层在设计 时，考虑基床条件和列车荷载，验算沥青基床表层

图2日本无雄轨道沥青基床表层横断面示意图

图3且本无确轨道沥青基床表层纵断面结构

表2日本无雄轨道沥青基床表层断面尺寸

表面位移，并对级配碎石的厚度进行优化。 有作轨 道沥青基床表层横断面示意图如图4所示，纵断面 结构如图5所示，断面尺寸见表3。有碓轨道沥青 基床表层下部使用级配碎石、级配炉渣（MS） 水硬性级配炉渣（HMS）等碎石材料

图4日本有雄轨道沥青基床表层横断面示意图

日本有雄轨道沥青基床表层织

表3日本有雄轨道沥青基床表层的断面尺寸

高速铁路路基结构设计方法现状与发展趋势

2）混凝土基床表层 混凝土基床表层由钢筋混凝土板和级配碎石构 成。无轨道混凝土基床表层横断面示意图如图6 所示，纵断面结构如图7所示，断面尺寸见表4。 钢筋混凝土板的作用是向其下部传递轨道荷载，以 其较大的抗弯刚度抑制变形，确保基床表层面的平 顶性；级配碎石的作用是支承钢筋混凝土板并向基 床分散和传递荷载

图6日本无雄轨道混凝土基床表层横断面示意图

图7日本无雄轨道混凝土基床表层纵断面结构

表4日本无雄轨道混凝土基床表层断面尺寸

3）碎石基床表层 碎石基床表层采用力学性能优良的单一材料修 筑而成，结构如图8所示。为了避免基床表层发生 翻浆冒泥，宜将基床表层的厚度设为0.3m

图8日本碎石基床表层结构形式

施工基面以下3m深度的那一部分路堤统称为 上部填土，主要通过K控制路基压实状态，并保 证 Kn≥110 MPa : m .

下部填土的细粒含量F小于20%，采用K控制 压实状态时，需要确保K≥0.9。下部填土的细粒 含量F.大于20%时，可以选用气隙率n.控制压实状

态。当20%≤F≤50%时，要求n≤15%；F> 50%时，要求n,≤10%

法国根据高铁路基表层填料状况、路基填料质 量，将路基划分为良好、中等和不良路基。在道诈 层与路基之间设立1层调整的垫层（相当于我国高 铁基床表层），路基顶层设置横向倾斜的路基表 层，断面如图9所示。

垫层顶面呈3%～5%的坡度【19]，由如下3部 分构成。 （1）诈垫层：由纯砾石（粒径≥30mm）构 成，K1.0，在任何时候，均需要铺设雄垫层 其厚度随轨枕、路基类型和运输条件变化而发生 改变。 （2）底基层：由级配的纯砾石组成GBT 36503-2018标准下载，K≥1.0 最小厚度为15cm，土质条件优良时，可不设 此层。 （3）防污层：防污层有时与1层纯砂土垫配合 吏用，或在路基表层上增铺1层合成毡垫。若路基 表层中包括一些能够磨损或破坏毡垫的固体颗粒， 需将毡垫放置于砂层中间。 路堤中，路基表层采用与填方路堤相同的土体 或性质良好的土料修筑而成，并且保证K≥0.95 路基表层也可根据工程实际采用砂浆处理。路堑 中，路基表层的K≥0.95，厚度至少30cm。同时， 现定了只有路基表层的变形模量E2≥50MPa时 才能施工垫层，各部分的具体压实标准见表5

德国高铁路基结构自上Ⅱ 为保护层、防 冻层、土路基层。路基保护层和防冻层与我国高铁 路基基床表层的功能一致，其总厚度根据路基保护

图9法国高铁路基基床结机

表5法国路基压实标准

层要求达到的变形模量值确定。土路基层与我国高 铁路基基床底层、路堤本体的功能保持一致。根据 各个受力层的特征与填筑料的工程性质，采用变形 模量E、动态变形模量Ed、压实系数K和气隙率 等多个综合指标，控制路基的压实状态，并评价 相应的压实质量[20]。德国路基的标准断面和压实 标准分别如图10和图11所示。图中：KG1和KG2 分别为颗粒混合料1和颗粒混合料2；GW为级配 良好的砾石；GI为粒径缺失的砾石；GE为级配不 好的砾石；SE为级配不好的砂；SW为级配良好 的砂；SI为粒径缺失的砂；GU为粉土质砾石； GT为黏土质砾石；SU为粉土质砂；ST为黏土质 砂；GU，GT，SU及ST*分别为粒径小于0.06 mm的颗粒含量在15%~40%的粉土质砾石、黏土 质砾石、粉土质砂及黏土质砂；UL为弱塑性粉 土；UM为中塑性粉土；TL为弱塑性黏土。具体 压实标准见表6

高速铁路路基结构设计方法现状与发展趋势

图10德国高铁有雄轨道路基的标准断面和压实标准（单位：m）

11德国高铁无雄轨道路基的标准断面和压实标准（单位

Q／GDW 11810.1-2018标准下载表6德国路基压实标准