内蒙古东乌铁路路基状态分析

【摘 要】内蒙古东乌铁路路基病害的存在大大增加了维修养护的难度，经常的扰动也会使轨道结构难以达到养护标准和保持弹性的均匀和平顺，并加剧路基荷载条件的恶化。路基改造应在病害整治和处理的基础上，加强路基基床、改善路桥路涵过渡段及新老路基拨接处特性并作好边坡防护。

【关键词】路基病害；维修养护；路基状态；路基荷载

一、路基基本情况

根据东乌铁路多年线路维修经验，路基病害的存在大大增加了维修养护的难度，经常的扰动也会使轨道结构难以达到养护标准和保持弹性的均匀和平顺，并加剧路基荷载条件的恶化，列车提速通过时测得的路基最大动应力与一般过路车平均应力的比值，从大到小依次为路基较差地段、路桥过渡段、新老路基拨接处和路基较好地段，说明路基较差地段、路桥过渡段和新老路基拨接处是路基处理的重点。路基改造应在病害整治和处理的基础上，加强路基基床、改善路桥路涵过渡段及新老路基拨接处特性并作好边坡防护。

二、路基横断面状态

根据东乌铁路路基状态，即使采用级配碎石其阻水能力也是有限的，浸水时路基的力学指标会有显著降低，要保持路基的横向排水功能。除了一般的调研，宜结合探地雷达扫描结果进行判断。对于路基帮宽地段，新老路基不得外高内低妨碍排水。由于既有线沉降一般已不突出，因此不考虑预留沉降时的路肩加宽，取一般设计的小值。由于既有线道床结构和状况差别较大，因此对路基面宽度不作统一规定，应根据线间距、道床实际厚度以及曲线地段轨道超高等参数计算确定。帮宽既有路堤应参照《铁路路基设计规范》。软土地区路肩不足帮宽时宜采用路肩挡墙路基上部帮填方式，以免引起过大的沉降。

路基面应保持横向排水畅通。路肩宽度应不小于1.0m，路基面宽度应根据线间距、道床实际厚度等参数计算确定。拨线帮宽路段路基横断面结构应保证线路横向的均匀与一致。

三、根据东乌铁路试验资料，分析如下：

1、路基的动应力受碎石道床状态等因素的影响，其幅值在一定范围波动，但统计的平均值仅约为轴重的3倍。统计规律为93%的动应力不超过50.12kPa（动车组）、78 kPa（货车机车）、72.45kPa（货车车辆）和87.32kPa（双层集装箱列车）；98%的动应力不超过59.63kPa（动车组）、110.5 kPa（货车机车）、91.27kPa（货车车辆）和110.3kPa（双层集装箱列车）。

2、道床厚度增加时，可明显减小路基面的动荷载，路基面的荷载也更加趋于均匀和一致。当道床厚度为20cm时，路基面动应力比道床厚度30cm时将增大40%，当道床厚度为40、50和60cm时，路基面动应力将分别减少20%、30%和40%。

3、路基面的动应力随车速的增加不明显，主要受列车轴重的影响。客货列车提速或开行25T轴重双层集装箱列车后，路基动应力均有不同程度的增长，其中动车组从160km/h提速至200km/h后，路基面动应力增加8%；货车从70km/h提速至120km/h后，路基面动应力增加15%；120km/h双层集装箱列车与70km/h货物列车相比路基面动应力增加30%。

4、实测120km/h货车经过时的路基面动应力与当前运营货车大致相当。

根据这些结果，就路基荷载而言，增大是极其有限的。同时对于厚度较大的道床，路基的动应力趋于均匀，不会出现较大的波动，行车速度提高所造成的冲击荷载也基本上衰减完毕，路基荷载处于相对稳定的范围，且数值不大。从轨枕底以下70cm范围内的基床应采用优良填料，目前没有基床病害的路基，实际上也说明基床的土质或工作环境良好。试验分析表明，轨道状态与路基质量存在一定的关系，路基质量较好区段的轨道质量状态一般优于路基质量较差区段。路基质量较差时会增大养护维修工作量。

四、过渡段状态

根据东乌铁路试验，过渡段对行车的平稳性、舒适度有较大影响，并能导致轨道结构状态的恶化，造成恶性循环，同时也加快结构物和车辆的损坏。过渡段的问题以往未得到充分的认识，既有线有许多未经专门设计和特殊填筑施工的过渡段，应作加固处理。

东乌铁路对路桥过渡段和涵洞顶至轨底高度小于1.2m的路涵过渡段作加固处理。过渡段长度应按下式确定，但路桥过渡段长度不得低于20m、路涵不得低于15m。

五、路基排水与坡面防护

根据东乌铁路现状的调查和新线建设的实践，排水系统应作为一项重要的工程专门进行设计，并保证其设计的系统和通畅。由于土质和气候环境等的原因，既有线有许多地方的边坡冲刷严重，植物防护也存在局限性，坡面专门设置排水槽较好。应完善路基的排水系统，保障排水通畅，并与桥、涵、车站排水系统及其他排灌系统衔接。路基排水设施应根据路基各部分的排水面积、表面形状、周边地形、地质、地下水状况和气候等条件改造和设计。路堤边坡和易风化的软质岩、强风化或构造破碎的硬质岩以及土质路堑（含碎石土、卵石土等地层）的边坡坡面（含边坡平台、侧沟平台）均应进行防护或加固。坡面防护类型应根据填料及岩土性质、气候条件、水文条件及边坡高度等因素确定。填料及气候条件合适时，应优先采用植物防护，同时宜设置带排水槽的拱形骨架。

六、结论

综合东乌铁路路基改造的经验，对于目前没有基床病害的情况可以认为路基处于相对稳定的状态。当既有线路基稳定、基床土质良好、无翻浆冒泥等基床病害时，可根据具体情况暂不作基床加固。当路基变形加大和基床产生病害时应及时采取加固整治措施，对于养护量增加较多的地段应根据运营条件结合大修养护和改造等情况进行处理。当开行25T轴重列车，路基面的动应力较大，原则上应对路基进行加强，但少量开通时，也可暂不作加固。应加强路基和线路的检查、监测和维护。道床厚度和基床病害情况等等也应通过探地雷达进行彻底的调查。既有线路基的加固处理是一个世界性的难题，而既有路基的具体情况又千差万别，结合具体情况才有可能有针对性地提出可靠、经济和合理的加固措施。并应积极探索和试验符合实际的、可操作性强的基床加固方法和机具。