CN101979766B - 高速铁路红黏土路堑基床结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速铁路红黏土路堑基床结构,其包括基床表层、基床底层。所述基床表层上方铺设有防水层,所述基床底层与地基之间设有隔水层,且所述基床底层两侧沿其长度方向分别设置有排水结构,所述基床底层的厚度根据需换填的红黏土的含水比确定。该高速铁路红黏土路堑基床结构沉降稳定且可以满足高速铁路路基的长期动力稳定性要求。

Description

高速铁路红黏土路堑基床结构
技术领域
本发明涉及高速铁路路基筑造领域,尤其涉及一种高速铁路红黏土路堑基床结构。
背景技术
《铁路特殊路基设计规范》(TB10035-2006 J158-2006)中关于膨胀土路堑基床的规定如下:
1.基床表层应全部换填符合相应铁路等级标准要求的材料。
2.基床底层应采取换填或土质改良措施。对弱、中膨胀土(岩)处理厚度,时速200km铁路不应小于1.0m;强膨胀土(岩)处理厚度应大于气候剧烈影响层,且不宜小于基层底层深度。
这些规定主要针对时速200km铁路的膨胀土。但是,在红黏土路段,若采用通用的膨胀土路堑基床结构并不能满足高速铁路基床动力稳定性的要求。因此,亟待提供一种高速铁路红黏土路堑基床结构以克服上述缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种高速铁路红黏土路堑基床结构,该基床结构沉降稳定且可以满足高速铁路路基的长期动力稳定性要求。此外,针对不同含水状态的红粘土设置不同的路堑基床换填厚度,科学有效且节省成本。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种高速铁路红黏土路堑基床结构,其包括基床表层、基床底层。所述基床表层上方铺设有防水层,所述基床底层与地基之间设有隔水层且所述基床底层两侧沿其长度方向分别设置有排水结构,所述基床底层的厚度根据需换填的红黏土的含水比确定。
与现有技术相比,由于本发明的高速铁路红黏土路堑基床结构通过在基床顶面和底面设置隔水结构,并在基床底层设置排水结构,从而可以有效地防止地表水和地下水对红黏土路堑基床的影响,有效控制红黏土含水量的变化,进而保证高速铁路红黏土基床长期动力稳定性。
较佳地,当地下水位低于所述基床底层的底面时,所述排水结构为透水性排水管;当地下水位高于所述基床底层的底面时,所述排水结构为盲沟,前述排水结构可以有效引排地下水,并且,针对不同的情况设置排水结构,方便有效且节省成本。
优选地,当所述需换填的红黏土的含水比aw≤0.55时,所述基床底层的厚度为0.5m;当0.55<aw≤0.70时,所述基床底层的厚度为2.0m;当aw>0.70时,所述基床底层的厚度为3.0m;其中,aw表示所述需换填的红黏土的含水比。针对不同含水状态的红粘土设置不同的路堑基床换填厚度,科学有效且节省成本。
更优选地,当aw>0.85时,所述地基中设置有复合地基加固结构。
优选地,所述防水层为沥青混凝土防水层,所述沥青混凝土防水层的渗透系数K≤10-4cm/s、厚度为5~8cm,该结构可以有效防止雨水和地表水的渗入。
优选地,所述隔水层包括复合土工膜以及分别铺设在所述复合土工膜上下的厚度为4~6cm的中粗砂层,所述中粗砂层中的细粒含量小于5%,进一步地,所述复合土工膜的膜间搭接宽度大于等于0.3m。所述复合土工膜最好通过防水胶粘结。
进一步地,所述基床表层采用级配碎石填筑,所述基床底层采用A、B组填料填换。
更进一步地,所述基床表层两侧设有钢筋混凝土侧沟,所述混凝土侧沟的强度等级大于等于C20。
通过以下的描述并结合附图,本发明将变得更加清晰,这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明高速铁路红黏土路堑基床结构的一个实施例的结构示意图。
图2为本发明高速铁路红黏土路堑基床结构的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例,附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述,本发明提供了一种高速铁路红黏土路堑基床结构,该基床结构沉降稳定且可以满足高速铁路路基的长期动力稳定性要求。
下面将结合附图详细阐述本发明实施例的技术方案。图1为本发明高速铁路红黏土路堑基床结构的一个实施例的结构示意图。如图1所示,本实施例的高速铁路红黏土路堑基床结构包括基床表层1和基床底层2。所述基床表层1上方铺设有防水层3,所述基床底层2与地基5之间设有隔水层4且所述基床底层2两侧沿其长度方向分别设置有排水结构,所述基床底层2的厚度根据需换填的红黏土的含水比确定。对于有碴轨道,所述防水层3位于道碴下、铺设于所述基床表层1表面(如图1和图2所示),而对于无砟轨道,所述防水层3铺设在无砟轨道支承层以外的基床表层1表面。
具体的,当所述需换填的红黏土的含水比aw≤0.55时,此时红黏土处于坚硬状态,而所述基床底层2的厚度h为0.5m;当0.55<aw≤0.70时,红黏土处于硬塑状态,而所述所述基床底层2的厚度h为2.0m;当0.70<aw≤0.85时,红黏土处于可塑状态,此时所述基床底层2的厚度h为3.0m;其中,aw表示所述需换填的红黏土的含水比。进一步地,当aw>0.85时,即红黏土处于软塑状态时,除了基床底层2的厚度h为3.0m之外,还应在所述地基中设置复合地基加固结构。所述复合地基加固结构根据沉降计算分析结果进行设置。在本实施例中,所述排水结构为透水性排水管6,所述透水性排水管6设于所述基床底层2换填底脚处,以引导地下水通过排水管6排出。所述基床表层1两侧还需设有钢筋混凝土侧沟7,所述混凝土侧沟7的强度等级大于C20。所述透水性排水管6应符合《土工合成材料应用技术规范》(GB50290-98)和《铁路路基土工合成材料应用设计规范》(TB10118-2006J532-2006)的相关要求。
作为本发明的优选实施例,所述防水层3为沥青混凝土防水层,所述沥青混凝土防水层的渗透系数K≤10-4cm/s、厚度为5~8cm,该结构可以有效防止雨水和地表水的渗入。所述隔水层4包括复合土工膜41以及分别铺设在所述复合土工膜上下的厚度为4~6cm的中粗砂层42,所述中粗砂层42中的细粒含量小于5%。进一步地,所述复合土工膜41的膜间搭接宽度大于等于0.3m。所述复合土工膜41最好通过防水胶粘结。所述土工膜应符合《土工合成材料应用技术规范》GB50290-98)和《铁路路基土工合成材料应用设计规范》(TB10118-2006J532-2006)的相关要求。所述基床表层1采用级配碎石填筑,所述基床底层2采用A、B组填料填换。
图2为本发明高速铁路红黏土路堑基床结构的另一实施例的结构示意图。本实施例的高速铁路红黏土路堑基床结构与前一实施例的结构基本相同,区别仅在于所述排水结构为盲沟6a,该结构应用于地下水位高于基床底层的底面的情况,用于引排地下水,降低地下水位。在本实施例中,所述盲沟6a设于所述混凝土侧沟7下方,基床底层2的外侧。
经过分析发现,因为红黏土虽然一般具有弱膨胀性,但其组成矿物亲水性不强,天然含水率接近缩限,孔隙呈饱和水状态,以致表现在涨缩性上以收缩为主,在天然状态下膨胀量很小,收缩性很高。红黏土的膨胀势主要表现在失水后复浸水的过程中,一部分表现出缩后膨胀,另一部分则无此现象。同时,红黏土具有上硬下软的普遍现象。而本发明的高速铁路红黏土路堑基床结构采用前述防水层和隔水层,可以有效防止雨水和地表水渗入红黏土路堑基床中,而所述排水结构可以对路堑基床中的地表水进行疏排,从而有效控制红黏土含水量的变化,进而保证高速铁路红黏土基床长期动力稳定性。此外,本发明的速铁路红黏土路堑基床结构简单,节约投资,具有很强的实用性。

Claims (9)

1.一种高速铁路红黏土路堑基床结构,包括基床表层、基床底层,其特征在于,所述基床表层上方铺设有防水层,所述基床底层与地基之间设有隔水层且所述基床底层两侧沿其长度方向分别设置有排水结构,所述基床底层的厚度根据需换填的红黏土的含水比确定:
当所述需换填的红黏土的含水比aw≤0.55时,所述基床底层的厚度为0.5m;当0.55<aw≤0.70时,所述基床底层的厚度为2.0m;当aw>0.70时,所述基床底层的厚度为3.0m;其中,aw表示所述需换填的红黏土的含水比。
2.根据权利要求1所述的高速铁路红黏土路堑基床结构,其特征在于:当地下水位低于所述基床底层的底面时,所述排水结构为透水性排水管;当地下水位高于所述基床底层的底面时,所述排水结构为盲沟。
3.根据权利要求1所述的高速铁路红黏土路堑基床结构,其特征在于:当aw>0.85时,所述地基中设置有复合地基加固结构。
4.根据权利要求1所述的高速铁路红黏土路堑基床结构,其特征在于:所述防水层为沥青混凝土防水层,所述沥青混凝土防水层的渗透系数K≤10-4cm/s、厚度为5~8cm。
5.根据权利要求1所述的高速铁路红黏土路堑基床结构,其特征在于:所述隔水层包括复合土工膜以及分别铺设在所述复合土工膜上下的厚度为4~6cm的中粗砂层,所述中粗砂层中的细粒含量小于5%。
6.根据权利要求5所述的高速铁路红黏土路堑基床结构,其特征在于:所述复合土工膜的膜间搭接宽度大于等于0.3m。
7.根据权利要求5或6所述的高速铁路红黏土路堑基床结构,其特征在于:所述复合土工膜通过防水胶粘结。
8.根据权利要求1-6任一项所述的高速铁路红黏土路堑基床结构,其特征在于:所述基床表层采用级配碎石填筑,所述基床底层采用A、B组填料填换。
9.根据权利要求1-6任一项所述的高速铁路红黏土路堑基床结构,其特征在于:所述基床表层两侧设有钢筋混凝土侧沟,所述混凝土侧沟的强度等级大于等于C20。
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