重载铁路路基关键问题探讨

摘要：科技发展的这些年，铁路技术有着突飞猛进的变化，尤其近几年随着人们对物质生活的需求增大和网络的普及，铁道重载的问题也随之而来，我们就目前重载铁路路基问题进行研究，分析造成这种路基状况的原因，重载铁道路基存在的病害，现在特有的技术和以后的发展方向几个方面谈论一下，如何对路基维护以及以后的改造工程进行分析与探讨。

关键词：铁路重载 检测 病害 目前技术 发展方向

中图分类号：X731 文献标识码： A

铁道重载是列车重量增大导致铁道超出负荷，由于近几年技术发展对列车进行的改良使列车的承重能力大大的加强，以至于铁路严重受损。如果不及时勘察、研究、处理很有可能造成重大损失。因为铁道运输成本相对于偏低，所以这是一个比较受欢迎的运输方式，所以铁路部门也比较重视起来。

一、重载路基造成的原因

目前的重载列车都是因为轴重加大，运输量增多导致路基破坏性增大，当轴重超出一定的数量路基的承受能力有限，所以会出现各种各样的变化，还有转向架与转向架之间的距离相对比较近一些也会导致路基基床的越来越深，路基刚度在不足时会导致形状变异，碎石道床使用年限就会受到影响，这样道碴槽就会出现，长时间也会造成路基问题。由于牵引力增强所以列车的节数也越来越多，有的甚至达到200节，而且重载量已经接近2万吨，这样的载重量对路基也会造成一定的破坏。还有列车速度的加快也会出现路基问题。这些都是重载列车对路基的影响。

1基床以下路基填料：

（1）基床以下部位路堤应选用A、B、C组填料和改良土填料。

（2）当选用C组细粒土填料时，要认真进行取样试验确定C组填料的种类，应符合低液限粘土和低液限粉土，液限小于40%，塑性指数小于15。特别是对于C组黄土填料，不得具有高湿陷性，并严格按设计要求加强填筑压实控制。

（3）当选用C组中的细粒

土、粉砂和软岩石时，应按设计采取隔水或加强边坡防护措施，在施工中要及时做好边坡临时集中排水及坡脚临时排水沟。

（4）当选用块石类土时，应采取级配较好的硬质岩及不易风化的软质岩，块石类填料的最大粒径不得大于20cm，以减少大颗粒间的空隙。

（5）路堤浸水部分应采取水稳性高的渗水性材料填料，严禁填筑易风化的软岩石；粒径小于0.075mm的颗粒含量应不大于10%。

2基床底层填料：

（1）基床底层应选择A、B组填料和改良土填料。当采取C组细粒土进行改良时，应进行认真试验，根据细粒土种类和天然含水量确定采取掺加石灰或水泥适合的改良方法。

（2）对于A、B组填料的碎石类土，粗颗粒应为硬质岩及不易风化的软质岩，级配合理，细粒含量（d≤0.075mm）宜小于20%；对于块石类填料，应级配合理，最大粒径不得大于10cm。

（3）对于砂类土填料不得采用细砂，对于砾砂、粗砂、中砂应含有一定量的细粒土，且不得含有膨胀性物质。

3 基床表层填料

（1）基床表层按设计要求选用A组填料。（重载标准为级配碎石）

（2）A组填料应采用碎石类土（角砾或园砾），大于2mm以上的颗粒应坚硬，不得采用风化软质岩类；级配应良好（不均匀系数Cu≥5，且曲率系数Cc=1～3）；细粒含量（小于0.075mm颗粒）宜在2～15%，大于5mm的颗粒含量宜大于50%，大于20mm的颗粒含量宜大于30%；最大粒径不得大于7cm。

重载铁路要求基床表层的材料应具有较高的强度和弹性模量以及耐磨、反滤等特性。设计单位建议基床结构厚度维持目前设计，基床表层采用级配碎石。厚0.6m级配碎石+0.5m道碴厚度与0.7m级配碎石+0.35m道碴厚度基本接近。

4 过渡段填料

（1）对于一次铺设无缝线路的I级铁路，路堤与桥涵、路堤与硬质岩过渡段填料应根据设计选用A组填料。（重载标准为级配碎石掺适量水泥）

（2）A组填料应采用碎石类土（角砾和圆砾）和砂类土的砾砂，不得采用风化软质岩类；级配应良好（不均匀系数Cu≥5，且曲率系数Cc=1～3），细粒含量（小于0.075mm）不大于20%，大于5mm的颗粒含量宜大于45%，最大粒径不得大于7cm。

重载货运铁路，同高速客运专线铁路相比，对舒适性的要求可适当放宽，设计单位建议桥路、涵路过渡段维持目前A组填料的设计。

5 路基压实标准

（1）中南铁路通道按时速160km 的I级铁路设计原则，路基压实标准按表-1执行。

（2）对于路堤边坡高度大于15m的路基压实标准，基床以下路堤填料设计已提高标准的仍按表-1标准执行，其他高度大于15m地段基床以下路堤压实标准采用基床底层的压实标准。考虑到I级铁路的路基表层压实标准与重载铁路压实标准相差较大，适当提高基床表层的压实标准，孔隙率n按不大于26%控制。

二、目前技术

路基在铁路运输方面起到非常重要的作用，所以路基的质量更为关键，它决定着铁路是否安全，是否通畅，铁路部门在这方面也较为重视，制定出各种检测方法和评估标准，但方法都是既有利又有弊，目前最普遍的对路基的评估方法都是静态评估，这种评估标准还不完善，不够完整，也有很多专家对路基的结构和各种常见的病害进行研究，但都不是那么完美和精确，因为他们的评估标准和方式都是去现场进行测试研究，以及自己做实验来获得的，用轻型动力触探去测基床强度，在室内做实验可以测得压实系数，基床的强度和刚度都是通过实验来测量的，而且都是选择性的测量，不能代表所有线路的状况，费时费力的还不够精确。不过可以把地质雷达和弹性波测试作为探讨和研究的一个重点，它能把这个检测系统达到一个更快更准更完美的地步，相对来讲也是比较全面的，有一些基本的可以现场勘查的路基问题可以交给线路工作人员去负责，像排水、填料等。我国目前只是选择一些具有代表性的线路进行评估和研究，对有些路基现象不那么重视，测量的方法也有限，所以很多问题也有待于解决。

（1）对于采用细粒土或含细粒土成分较多的粗粒土填料填筑路堤时，必须严格控制其含水率在工艺试验确定的施工范围。含水量较低，应采取洒水措施；含水量过大，应采取翻松凉晒措施，以保证其可压实性。

（2）填筑高度小于基床厚度的路堤基床底层处理及质量检验应根据所处路堤部位的要求进行。对于地下水位较高，应采取良好的渗水填料进行换填。

（3）在填筑摊铺、平整过程中，特别对于基床底层和表层禁止粗细集料离析或集料窝的出现，否则应人工配合进行处理，以保证填料的均匀性。

（4）雨季路堤填筑的每一层应均需做成4%的横向排水坡，路基边坡应随时保持平整；对于细粒土、砂类土及改良土宜冲刷的边坡，填筑基本完成的路段应采取路肩间隔集中边坡排水方式。

三、病害

重载铁路路基的病害严重影响了运输的安全性能，本来在这方面我国的技术就不是特别的发达，再加上愈来愈严重的病害，更加的提高了铁路的安全隐患，国外对于这方面也做过大量的研究与试验，像德国和日本就铁路路基方面进行深刻的研究，实验结果都认为路基工程对整个铁路系统有着决定性的作用。像我们国家地大物博，铁路也是遍布全国的各个地区，但是南北差异大，所以地理位置和气候对铁路业有一定的影响，像北方冬天冷夏天热温差相差较大，另外还有像泥石流，暴风雨等天灾都会使路基受损，因此对重载铁路的路基一定要有所重视，能够精确的找到病害的位置，是什么性质的病害，做出及时的处理，仔细观察全面管理。

接下来我们就分析一下重载铁路路基的病害都有哪些特点：

1.铁路线路的工程质量相对较低，建设标准也不高

如果个别地区的条件差，环境恶劣，路基就很难达到正常的标准，再加上物质需求导致列车重载，技术有限路基设施差，就会出现各种各样的问题。因其地域差异导致工程质量很难达到规范的标准，不同地段的病害也不尽相同，地质条件不一样，再加上自然因素的影响，有的地方会出现路基下沉，所以工程的质量就受到影响。

2.某些路段有些病害很难去解决，而且越来越严重

路基年限高、技术不发达导致质量不好，加上列车提速快，载重量大，列车量数增多，所以路基的承受能力也大大减弱，如果以前的病害还没有解决再加上这些症状，那么可想而知列车的危险系数就越来越大、

3.新病害速度加快，就病害处理的慢

因为新的病害出现后基层要一级一级的向上级反映，这就影响了治理病害的速度，再加上原有的一些病害还在，这样路基的问题就越来越多，而且日渐增长。

综上所述，重载铁路路基的整治工作就是目前的一个研究方向，而且一定要提高专业技术，能更加精确的检测出一些严重的病害，从而降低事故的发生概率。

以上就是对重载铁路路基病害的分析，由于病害形成的原因很多，所以操作起来也是个繁大的工程，所以根据以往的经验在结合现在的路基情况总结出一个可行的方案，来整治由于重载给路基带来的病害。

四、发展方向

铁路运输对我国经济也起到一定的作用，因其系统庞大所以也备受关注，所以发展方向也是我们共同关心的问题，重载铁路路基的发展方向应该从评估系统的完善开始着手，再提高轨道的质量和技术，这将是一个发展趋势，而且在铁路安全方面也有了一个保障，也能带来不错的效益。

1.评估系统的完善

所谓的系统评估就是根据准确检验结果来预测未知的输出样本，由于评估系统不完善，不够具体和详细，所以不能够准确的测量路基的病害，各种病害出现的原因是什么，解决方式是什么充分了解路基自身的因素会受什么影响，从而把病害降到最低，尽可能就各个地段进行检测、评估，总结出病害的类型，虽然现在能够评估出道碴层的湿度和厚度，质量和密度也要进行检测，但是还是没有一个更加容易、行动起来更加方便的一个标准。总结一下一年来各个路段出现的病害级数并及时解决，根据这些级数分析下一年会出现的状况来加以预防，铁路方面也有一些对于安全方面的评估方法，对于层次进行分析，专家进行评价，但是不适应所有的路段，要针对某一路段或者某一现象进行评估，每段轨道的路基是不同的，所以评估方法也要进行变化。专家们还要针对问题进行探讨，借鉴国外的研究成果，再加上实地考察和研究的数据，随着经验的增长和科技的发展我相信这样测量的结果才会更加精确。评估结果出来后还要进行研究，处理完具体情况还要进行总结，因为地域不同，情况也会不同，所以路基状况也会有所差异，各种各样的因素也要了解清楚后，这样才能把这些理论和结果应用到具体的工程上，对于一些数据库要进行整理划分，总结不同时期的不同经验，建立一个系统评估的软件，使得整个评估系统更加的完善。

2.轨道质量和技术方面的发展方向

轨道的质量直接影响着重载铁路的安全运行，在轨道的构造和结构上应该有所创新，像一些发达国家都把无缝线路应用到重载铁路上，这样使得轨道与列车的动力作用大大减少，列车的平衡能力和稳定性也提高了不少。还有在轨道的耐磨方面还有轨道裂纹方面要进行更新和研究，像美国和法国都进行评估和研究，已经研制出新的设备，叫HE型钢轨。要比以前的轨道耐磨能力提高了很多。法国就接头处的固定性进行研究研制出了一种新的焊接技术，防止车厢的接口处断裂。还有在道岔方面也可以研制出新型的辙叉，既节省了费用又可以减少车与轨道间的作用力。轨道在维修和护理的技术上也要作为一个发展方向，以前用的都是修理性打磨技术，钢轨的损伤度较大，现在都用预防性打磨技术，这样损伤度较小，大大延长了钢轨的使用寿命。所以定期的检查、定期的修理也是提高了列车的安全系数。

总结：

所以要想提高重载铁路的技术就必须理论结合实践来进行研究与分析，合理的解决路基在铁路运行中遇到的各种问题，像轨道与列车之间的作用力要从静力和动力进行研究，在列车重载量大和轴重大的前提下进行分析实验，还有引进新的轨道也将成为一个发展方向，对铁路轨道的修护也要加强，更加科学的改进和完善整个铁路的营运系统。

参考文献：

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[2]叶阳升.重载铁路路基关键问题探讨. 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所

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