依据UIC 719R进行铁路道床厚度设计

摘要UIC 719R是国际上最广泛采用的铁路土方与道床设计标准。详细介绍了UIC 719R有关道床设计的规定，并提供了道床厚度设计的实例。

关键词：UIC 719R铁路道床设计

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

现行的UIC 719R 是国际铁路联盟于2008年出版的关于“铁路土方与道床”的第三版技术规范。UIC规范在世界范围内有着广泛的应用，特别是欧洲的铁路系统基本上均采用UIC规范。美国加州高铁项目的“土方与道床设计指南”依据的是UIC 719R，印度的“重载铁路路基设计规范”基本就是UIC 719R的翻版。近几年我国工程单位在阿尔及利亚、利比亚、委内瑞拉中标的铁路项目，土方与道床设计也均要求遵守UIC 719R。

本文结合阿尔及利亚某铁路项目道床的具体设计，详细介绍了UIC 719R有关铁路道床设计的规定，对依照UIC 719R进行铁路道床设计的类似国际工程项目有较大的参考价值。

1.土壤质量分类

有别于一般的土壤工程分类标准，如ISO 14688（国际标准组织：土壤的识别与分类）、AASHTO M-145-91（美国公路与运输官员协会：适用于高速公路的土壤及土壤与集料混合料分类）、ASTM D-2487-98（美国试验与材料学会：统一土壤分类体系）和NF P11-300（法国标准协会：土方—用于路堤和垫层施工材料的分类），UIC 719R采用了针对铁路设计施工的独立的土壤分类体系。UIC土壤分类体系，不仅根据土壤的筛分、塑性、有机质含量等特性对土壤进行了岩土分类，而且结合具体的岩土分类划分了土壤的质量类别。

土壤质量分类—UIC 719R

质量类别划分为QS 0的土壤为非适宜土壤，除非经过处置，一般不可用于路基填筑；QS 1土壤为不良土壤，如排水良好且有良好的维护，可直接采用，经合适处置后，质量等级可以提高；QS 2土壤为质量一般的土壤；QS 3土壤为质量良好的土壤。

上述土壤质量类别划分是依据UIC 719R进行铁路土方与道床设计的基础，依据其它土壤分类标准，如NF P11-300，进行道床设计显然是不合适的。

2.路基承载力分类

根据路堤填筑土壤或路堑底天然土壤的质量类别和垫层（prepared subgrade）的质量与厚度，路基承载力可划分为三个质量等级，P1（差）、P2（一般）和P3（好）。路基承载力质量等级根据下表确定。

路基承载力的确定—UIC 719R

注：a-原位土壤的加州承载比；

b-符合设计要求压实后土壤的加州承载比。

3.道床厚度确定

UIC 719R 给出的铁路典型横断面如下图所示。

注：

e为道床厚度，ef为垫层的最小厚度。

支撑层(blanket layer)包括下道砟（sub-ballast）、基层（foundation layer）及可能存在的霜冻保护层(frost protection layer)和过滤层(filtering layer)。

在轨距为1435mm或1668mm，枕木（中到中）间距不大于0.6m，且最大轴重不超过250KN的条件下，道床厚度根据下式计算得出：

e=E+a+b+c+d+f（e的单位为m）

式中：

E— 根据路基承载力等级取值。对应P1、P2、P3等级，E分别取0.75m、0.55m、0.45m。

a— 根据UIC leaflet 714的轨道分级确定。UIC 1-4级，a=-0；UIC 5-6级，a=-0.1m。

b— 根据枕木类型与长度确定。长度为2.6m的木枕木，b=0，长度为L的砼枕木，b=（2.5-L）/2（b与L的单位均为m，L>2.5m，b为负值）。

c— 一般取0，既有线特别困难情况下，c=-0.1m。

d— 根据设计轴重取值。对应轴重≤200KN、≤225KN和≤250KN，d的取值分别为0、+0.05m和+0.12m。

f— 当垫层采用质量等级QS1、QS2的土壤时，道床下需铺设土工布；当垫层采用质量等级QS3的土壤时，道床下可不铺设土工布。

4.霜冻保护层厚度

如果路基存在霜冻的可能，就必须采取措施阻止路基发生霜冻，在水文地质条件不好的情况下尤应如此。霜冻层保护厚度根据零度以下气温的温度与天数的积分，即霜冻指数（单位为：度-天）确定，UIC 719R 给出了霜冻指数与霜冻保护层厚度的关系曲线。如果要求的霜冻保护层厚度大于根据路基承载力确定的道床厚度，那么除非在支撑层底部使用诸如挤塑聚苯乙烯类的隔热板，道床厚度就应增加到不小于霜冻保护层的厚度。

5.阿尔及利亚某铁路项目的道床设计

根据招标文件要求，该铁路项目的客车设计最高速度为160km/h，货车设计最高速度为100km/h，设计轴重为225KN。轨距为标准规矩1435mm，混凝土轨枕，轨枕长为2.25m。此外，在阿尔及亚的气候条件下，不存在霜冻现象。

UIC 719R规定，当路基承载力等级为P1时，支撑层下方应设置过滤层。此外，UIC 719R同时规定，高速铁路的路基承载力应考虑P3等级。鉴于本项目较高的设计标准，并考虑招标文件BQ清单中没有过滤层，因此路基承载力等级确定为P2和P3。

在路基承载力等级为P2和P3的条件下，根据UIC 719R计算确定的对应不同路基土壤质量类别的道床厚度如下表所示。

阿尔及利亚某铁路项目道床厚度设计结果表

注：根据UIC 719R的规定，垫层土壤质量类别为QS1、QS2时，道床下方应铺设土工布。

该铁路项目采用3层道床结构，即道砟、下道砟和基层，根据欧洲一般惯例并经与监理工程师沟通，道砟厚采用30cm，下道砟厚采用20cm。那么，对应P2等级路基，道床由上到下的具体结构为：30cm道砟+20cm下道砟+25cm基层；对应P3等级路基，道床由上到下的具体结构为：30cm道砟+20cm下道砟+15cm基层。

6.结语

在国际EPC和DB总承包项目实施中，设计起着至关重要的作用，设计在很大程度上决定了项目执行的成败。由于前期对UIC 719R的学习领会不深入、不透彻，致使设计持续一年多、数易其稿都得不到监理的批复，给项目实施造成了巨大的工期与成本压力，严重影响了项目的正常推进。作者在深入学习领会UIC 719R后，根据土壤质量分类、路基承载力分类，并结合项目具体的设计标准和现场条件，协助设计人员完成了道床设计，并最终得到了监理的认可。可见，尽管我们存在对欧洲标准规范不熟悉的弱点，我们的设计习惯也与欧美的设计习惯存在很大差异，但只要我们深入钻研、透彻领会理解项目要求遵守的规范标准，严谨细致工作并积极主动与监理沟通交流，设计工作就一定能够避免或减少弯路，在EPC或DB总承包项目中发挥应有的“龙头”与“灵魂”作用。

参考文献

1.UIC 719R. Earthworks and Track Bed for Railway Lines，3rd edition, February 2008

2.Ministry of Railways, Government of India, Guidelines and Specifications for Design of Formation for Heavy Axle Load, November 2009

3.California High-Speed Rail Authority, Earthworks and Track Bed Design Guidelines, July 2009