CN206666931U - 一种多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构。它包括基床表层、基床底层、无砟轨道支承层、电缆槽和第三排水层，所述基床表层顶部位于无砟轨道支承层的外侧设有第一混凝土封闭层，基床表层顶部位于相邻无砟轨道支承层之间设有第二混凝土封闭层，所述电缆槽和第三排水层的内侧与基床表层之间设有第一排水层，所述基床表层与基床底层之间设有第二排水层，第二排水层两侧分别延伸至与第一排水层相接。本实用新型于基床表层底部增设一薄层渗排水层，于路基面线间和路肩部分设置排水砂沟，可有效疏排基床表层和路基面中的积水，避免雨季基床表层长期处于饱水状态、路基面形成积水，更有利于路基的长期稳定性。

Description

一种多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构

技术领域

本实用新型属于高速铁路路基工程技术领域，具体涉及一种多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构。

背景技术

现有高速铁路路基设计中，如图1所示，基床表层14采用级配碎石填筑，基床底层15采用A、B组填料或改良土填筑，无砟轨道支承层1外缘至路肩电缆槽8范围采用第一混凝土封闭层(沥青混凝土/水泥混凝土)封闭，无砟轨道支承层范围路基面16为水平面，无砟轨道支承层外缘至路肩有4％的向外排水坡，基床表层与基床底层间为4％的人字形向外排水坡。从图1分析，无砟轨道支承层1外缘的第一混凝土封闭层(沥青混凝土/水泥混凝土)位于路基面16上，高于无砟轨道支承层1的底面标高，由于无砟轨道支承层范围路基面为水平面，本身排水条件差，易积水，而第一混凝土封闭层又高于无砟轨道支承层的底面，使无砟轨道支承层范围内的路基面积水无法直接横向排出，只能向下经基床表层级配碎石排出。基床表层下的基床底层A、B填料的渗透性差(如果是改良土则渗透性更差)，其路基面水下渗后难以经基床底层尽快排走，加之基床表层与基床底层接触面横向排水长度过大，易导致基床表层级配碎石饱水以及路基面形成积水。

无砟轨道路基离缝冒浆机理模型试验揭示，当无砟轨道支承层与路基面间存在离缝，基床表层级配碎石处于饱水甚至路基面形成积水状态时，在列车循环动荷载作用下，级配碎石间的细颗粒与水混合形成泥浆造成路基冒浆病害，此时，级配碎石中的细颗粒含量越多、离缝越大，则冒浆病害越严重。因此，在多雨地区，要防止高速铁路路基面积水以及基床表层级配碎石饱水问题，应进一步优化路基结构，加强路基基床与路基面防排水设计。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构，有效疏排基床表层级配碎石中的积水与路基面积水，提高路基的长期稳定性。

本实用新型采用的技术方案是：一种多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构，包括基床表层、基床底层、位于基床表层顶部的无砟轨道支承层、设置于基床表层两侧的电缆槽和设置于电缆槽底部的第三排水层，所述基床表层顶部位于无砟轨道支承层的外侧设有第一混凝土封闭层，基床表层顶部位于相邻无砟轨道支承层之间设有第二混凝土封闭层，所述电缆槽和第三排水层的内侧与基床表层之间设有第一排水层，所述基床表层与基床底层之间设有第二排水层，第二排水层两侧分别延伸至与第一排水层相接，所述基床表层与第一混凝土封闭层之间设有第一排水砂沟，第一排水砂沟边缘延伸至第一排水层顶部与电缆槽相接，所述基床表层与第二混凝土封闭层之间设有第二排水砂沟。

进一步地，所述第一排水层与基床表层和第二排水层相接的一侧设有渗排水网垫。

进一步地，所述第二排水层由砂砾石和渗排水网垫组成，所述第二排水层厚度为4-6cm，第二排水层为向两侧倾斜的人字形排水坡。

进一步地，所述第一排水砂沟为向靠近电缆槽一侧倾斜的排水坡，第一排水砂沟宽度和深度均为15-25cm，第一排水砂沟沿线路纵向间隔均匀设置。

进一步地，所述基床表层与第二混凝土封闭层之间沿线路纵向间隔设有第二排水砂沟，所述第二排水砂沟内沿线路纵向设有排水渗沟，所述排水渗沟顶部与第二排水砂沟顶部齐平，所述排水渗沟底部低于第二排水砂沟底面。

进一步地，所述第二排水砂沟为向线路中心倾斜的排水坡，第二排水砂沟的宽度和深度均为15-25cm。

更进一步地，所述排水渗沟的宽度和深度均为15-25cm。

本实用新型不改变现有高速铁路基面梯形路拱形状，在原有基床结构的基础上，于基床表层底部增设一薄层渗排水层，于路基面线间和路肩部分设置排水砂沟，主要有以下优点：

(1)增设的薄层渗排水层及排水砂沟，可有效疏排基床表层级配碎石中的积水与路基面积水，避免雨季基床表层级配碎石长期处于饱水状态、路基面形成积水。

(2)排水层设置在基床表层级配碎石的下方，成为基床结构的组成部分，其设置位置、排水性能、材料组成均满足高速铁路基床设计要求。该结构不改变现有高速铁路基面梯形路拱形状，不降低路基的强度，满足路基的强度与长期稳定性要求。

(3)由于及时疏排了基床表层级配碎石中的积水与路基面积水，更有利于路基的长期稳定性。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图中，1—无砟轨道支承层；2—第一混凝土封闭层；3—第一排水砂沟；4—第一排水层；5—渗排水网垫；6—第二排水层；7—第三排水层；8—电缆槽；9—护肩；10—第二混凝土封闭层；11—第二排水砂沟；12—排水渗沟；13—泄水孔；14—基床表层；15—基床底层；16—路基面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

基于现有运营高速铁路无砟轨道路基存在的冒浆问题，模型试验研究发现，当无砟轨道支承层与路基面出现了离缝，即使基床表层级配碎石中存在一些细颗粒，只要基床表层的级配碎石处于非饱和状态，路基面没有形成积水，在循环动荷载作用下，也不会导致路基面出现冒浆病害等。据此，本专利在路基中设置排水层，解决以下关键技术问题：

(1)渗入到基床表层级配碎石中的水主要是向下、两侧渗排，从基床表层中水的排水径路看，排水层应设置在基床表层级配碎石的下方，成为基床结构的组成部分，因此，渗排水层的设置位置、排水性能、材料组成等，成为满足路基的强度与长期稳定性要求的关键。

(2)在多雨地区，要使基床表层的级配碎石处于非饱和状态，路基面不形成积水状态，这就要求路基面的水能尽快疏排，进入路基基床表层级配碎石中的水能尽快经下部的排水层引出，对此，要求排水层有足够的排水能力，同时基床表层的级配碎石应有一定的渗透性，同时路基面应具有一定的横向排水能力。

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种多雨地区高速铁路无砟轨道路基新型结构，该结构不改变现有高速铁路的路基面梯形路拱形状，基床结构在现行高速铁路设计规范中关于路基结构的基础上，于基床表层的级配碎石底部设置排水层，路基面线间与路肩部分设置排水砂沟，既可有效疏排基床表层级配碎石中的积水与路基面积水，避免雨季基床表层级配碎石长期处于饱水状态、路基面处于积水状态，同时不降低路基面的强度，由于及时疏排了基床表层级配碎石中的积水与路基面积水，更有利于路基的长期稳定性，具体结构如图2所示：

本实用新型包括基床表层14、基床底层15、位于基床表层14顶部的无砟轨道支承层1、设置于基床表层14两侧边缘的电缆槽8、设置于电缆槽8外侧的护肩9和设置于电缆槽8底部的第三排水层7，所述基床表层14顶部位于无砟轨道支承层1的外侧设有第一混凝土封闭层2，基床表层14顶部位于相邻无砟轨道支承层1之间设有第二混凝土封闭层10，所述电缆槽8和第三排水层7的内侧与基床表层14之间设有第一排水层4，所述基床表层14与基床底层15之间设有第二排水层6，第二排水层6两侧分别延伸至与第一排水层4相接，所述基床表层14与第一混凝土封闭层2之间设有第一排水砂沟3，第一排水砂沟3边缘延伸至第一排水层4顶部与电缆槽8相接，所述基床表层14与第二混凝土封闭层10之间设有第二排水砂沟11。

第二排水层6可采用2cm厚的丝状渗排水网垫与砂砾石组合而成，做成向两侧倾斜4％的人字型排水坡，厚度为4-6cm，优选为5cm，渗透系数不小于0.2cm/s，维持基床表层40cm厚的级配碎石与压实标准不变，要求表层级配碎石按压实系数0.97压实后，现场实测渗透系数不小于1×10^-4cm/s。基床表层14级配碎石中的积水经第二排水层6引入到第一排水层4中，再引排至电缆槽8下的第三排水层7中，然后经护肩9下的泄水孔13引出路基外。

第一排水沙沟3设置在无砟轨道支承层1边缘至电缆槽8之间的范围内，位于第一混凝土封闭层2下，无砟轨道支承层1下的路基面16中的积水经第一排水砂沟3引出；电缆槽8侧面设置的第一排水层4引排第一排水砂沟3中的水至电缆槽8下的第三排水层7中，再经护肩9下的泄水孔13引出路基外。第一排水砂沟3做成向外倾斜(即向靠近电缆槽一侧倾斜)4％的排水坡，第一排水砂沟宽度和深度均为15-25cm，优选为20cm，且沿线路纵向每隔1米间隔均匀设置一条；电缆槽侧面的第一排水层4厚约10cm，采用洁净碎石或洁净砂砾石，洁净碎石或洁净砂砾石与基床表层的级配碎石间设置厚1cm的丝状渗排水网垫5作为反滤层；电缆槽下的第三排水层7采用洁净碎石或洁净砂卵石。

第二排水砂沟11做成向线路中心倾斜4％的排水坡，第二排水砂沟11沿线路纵向每隔1米间隔均匀设置一条，第二排水砂沟11的纵向宽度和深度均为15-25cm，宽度优选为20cm、深度优选为15cm。第二排水砂沟内在线路中心位置沿线路纵向设置排水渗沟12，排水渗沟12顶部与第二排水砂沟11顶部齐平，所述排水渗沟12底部低于第二排水砂沟底面。第二排水砂沟11沿线路纵向间隔横向设置，而排水渗沟12沿线路纵向连续不间断设置。排水渗沟12的横向宽度和深度均为15-25cm，宽度优选为20cm、深度优选为25cm，排水渗沟12采用洁净碎石，其外包裹无纺土工布作反滤层。第二排水砂沟11将线间无砟轨道支承层下的路基面水引入排水渗沟12中，排水渗沟12中的水引入线间集水井中。

本实用新型的具体实施方案如下：

(1)根据设计要求完成地基处理后，填筑压实高速铁路路基基床以下路堤与基床底层15。

(2)于基床底层15表面铺设路第二排水层6，第二排水层6采用丝状排水网垫与砂砾石排水层制作。

(3)第二排水层6铺设完毕后，填筑压实高速铁路路基基床表层14的级配碎石。根据设计尺寸于路基面切割开槽施作丝状渗排水网垫5、电缆槽下的第三排水层7及电缆槽8。

(4)于路基面切割开槽施作无砟轨道支承层1边缘至电缆槽8范围内的第一排水砂沟3、相邻无砟轨道支承层间的第二排水砂沟11和排水渗沟12；再施作路基两侧护肩9，护肩可采用水泥混凝土预制块或现浇水泥混凝土制作，制作过程中做好泄水孔13的预埋。

(5)施作无砟轨道支承层边缘至电缆槽范围内的第一混凝土封闭层2(可以为沥青混凝土或水泥混凝土)、相邻无砟轨道支承层间的第二混凝土封闭层10(可以为沥青混凝土或水泥混凝土)，施工完毕后即形成“一种多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构”。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构，包括基床表层(14)、基床底层(15)、位于基床表层顶部的无砟轨道支承层(1)、设置于基床表层两侧的电缆槽(8)和设置于电缆槽底部的第三排水层(7)，所述基床表层(14)顶部位于无砟轨道支承层的外侧设有第一混凝土封闭层(2)，基床表层(14)顶部位于相邻无砟轨道支承层之间设有第二混凝土封闭层(10)，其特征在于：所述电缆槽(8)和第三排水层(7)的内侧与基床表层(14)之间设有第一排水层(4)，所述基床表层(14)与基床底层(15)之间设有第二排水层(6)，第二排水层(6)两侧分别延伸至与第一排水层(4)相接，所述基床表层(14)与第一混凝土封闭层(2)之间设有第一排水砂沟(3)，第一排水砂沟(3)边缘延伸至第一排水层(4)顶部与电缆槽相接。

2.根据权利要求1所述的多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构，其特征在于：所述第一排水层(4)与基床表层(14)和第二排水层(6)相接的一侧设有渗排水网垫(5)。

3.根据权利要求1或2所述的多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构，其特征在于：所述第二排水层(6)由砂砾石和渗排水网垫组成，所述第二排水层厚度为4-6cm，第二排水层为向两侧倾斜的人字形排水坡。

4.根据权利要求1所述的多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构，其特征在于：所述第一排水砂沟(3)为向靠近电缆槽一侧倾斜的排水坡，第一排水砂沟宽度和深度均为15-25cm，第一排水砂沟沿线路纵向间隔均匀设置。

5.根据权利要求1所述的多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构，其特征在于：所述基床表层(14)与第二混凝土封闭层(10)之间沿线路纵向间隔设有第二排水砂沟(11)，所述第二排水砂沟(11)内沿线路纵向设有排水渗沟(12)，所述排水渗沟顶部与第二排水砂沟顶部齐平，所述排水渗沟底部低于第二排水砂沟(11)底面。

6.根据权利要求1或5所述的多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构，其特征在于：所述第二排水砂沟(11)为向线路中心倾斜的排水坡，第二排水砂沟的宽度和深度均为15-25cm。

7.根据权利要求5所述的多雨地区高速铁路无砟轨道路基结构，其特征在于：所述排水渗沟(12)的宽度和深度均为15-25cm。