基床病害(defect of formation) 基床因
土质不良和强度不足,在列车动力作用下变形所造成的病害。基床是轨道的基础,在列车的动力作用下,强度不足的基床将产生有害的永久变形,影响路基稳固和行车安全。基床变形的发生与发展是一个十分复杂的过程,这种引起过大基床变形的过程一般称为基床病害。基床病害的发生是基床土质不良、水的浸入和列车动荷载三个因素同时作用的结果。
基床病害类型
翻浆冒泥 在列车动压力作用下,道床孔隙内挤压出泥浆的现象,又可分为土质基面翻浆冒泥、风化石质基面翻浆冒泥及裂隙泉眼翻浆冒泥三种类型。要注意,道床石碴本身材质不良而破碎粉化也会引起翻浆现象,称为道床翻浆,不属基床病害。
下沉 由于基床填筑密度不够和强度不足而引起基床下沉。列车振动将道碴压入基床内,形成道碴陷坑。这种现象的继续发展还可能导致路堤坍塌。道碴陷坑按其发展过程及形式又叫分为道碴槽、道碴锅及道碴囊三种。
挤出 由于基床强度不足而产生剪切破坏或塑性流动,基床发生挤出。常见的现象有路肩隆起,侧沟被挤等。
冻害 冻害发生于寒冷地区。如路基土为透水性较差的细粒土,当含水量较高或基面积水,在冻结过程中,土中水重新分布和聚集形成冰块,引起不均匀的冻胀现象。冰块融化又引起不均匀下沉。在地下水较高地段,地下水通过毛细管作用而不断向上转移补给,使冻胀量增大,持续时间延长。
基床病害整治
必须根据产生病害的原因、形成条件及类型,因地制宜地采取有效措施。基床病省整治常用措施主要如下述。
1.砂垫层 将道碴与基床土隔离和排水。
2.封闭层 在基床面铺一层不透水的材料将基床封闭,防止地面水渗入引起基床表层上软化。
3.基床改良 由于基床土承载能力不足而出现下沉挤出现象时,应根据具体情况采用灌浆、微型桩、数敏等改良基床土。
4.应用土工合成材料 土工合成材料的类型较多,其功能差异较大,可用于隔离道碴和基床土,并具有透水和排水的作用,亦可用于提高地基土的承载能力。最近采用的一种新结构即
土工格室,铺设于道床底部与基床表层之间,能显著加强道床的稳固性,提高基床的承载能力,改善基床的动应力分布,减少线路的累积下沉,是一种具有开发前景的有效措施。
5.铺设隔温材料 可减小冻害发生,如炉渣、聚苯乙烯泡沫材料、泡沫砖等填筑,保温层的厚度取决于当地冻结深度和材料的导热系数。
6.加强地面排水、降低地下水位或毛细水。这些方法对处理道碴囊和减小深层冻害都有明显效果。排水结构如横向盲沟、纵盲沟、纵向渗沟或隔断层的布置,应根据具体情况设计。
路堤基床
基床上的性质为内因,水与动载属于外因。要预防基床变形的产生,除从排水条件和路基土的压实密度方面改善提高外,主要应从基床表层土的性质上去解决。对于普通路基,应选用较好的A,B 组上作基床表层填料,粒径应小于15mm,基床表层的压实系数应大于0.95(细粒土)相对密度要大于0,75(粗粒土)。路堤高度小于基床厚度的低路堤,自路肩往下基床深度范围内的土质及压实标准应符合基床要求。参见路基填料,路基填料压实。
中国高速铁路路基基床表层一般采用级配砂砾石或
级配碎石等材料填筑,
地基系数(K30)应达到190MPa/m,孔隙率(n)小于15%。基床底层就采用A,B 组填料及改良土填筑,地基系数(K30)应达到110 MPa/m及以上。
路堑基床
对于普通铁路路堑基床,凡不符合基床表层填料标准者,应换填或作土质改良等处理措施。高速铁路路堑基床表层深度范围内应进行换填,并符合高速铁路路基暂规要求。路堑基床处理深度为基床表层的全深度,宽度按轨枕底端部45°应力分布线延伸到路基面的宽度,再考虑适当的富裕值。为了统一要求,规定自线路中心每侧为2 m。表层以下,基床底层表面作出向两侧4%的排水坡。