【正文】 光表面； ③ 直 線段由兩側(cè)向中間碾壓，曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓，碾壓時縱向重疊不小于 0 . 4m ，橫向銜接處應(yīng)搭接，搭接長度不小于 2 . 0m ； ④ 用沖擊夯對靠護肩 0 . 3m 的級配碎石進行補壓夯實。級配碎石場布置見圖 236 。碾壓過程中如發(fā)現(xiàn)有凹凸不平現(xiàn)象，應(yīng)人工配合及時補平，使碾壓好的路面平整度符合要求。鋪設(shè)土工格柵后嚴禁汽車及其他重型施工機械直接行駛輾壓。 2．分層填筑 采用按橫斷面全寬縱向水平分層填筑壓實方法。 □ 質(zhì)量檢測方法與標準分析 （ 1）級配碎石壓實后， K30檢測指標能夠達到 190MPa／ m的標準，但受含水量影響明顯。 ( 2 ）用平地機和推土機進行基床表層攤鋪時分上下兩層鋪筑，下層虛鋪 39 ~41cm ，碾壓后約為 35 cm ，鋪筑兩側(cè)各超寬 30 cm ，碾壓成型后再挖掉；上層虛鋪 28 ~ 30 cm ，碾壓后約 25 cm ，鋪筑前先砌護肩，有利于控制路基面高程，靠護肩 30 cm 范圍，用沖擊夯實。攤鋪設(shè)備選用德瑪克 140 型攤鋪機、 PY 一 160C 型平地機配合 T140 型推土機，攤鋪機一般用于基床表層的上層施工，平地機和推土機一般用于基床表層的下層施工。破碎塊石或天然卵石、砂礫石混合料通過篩選一般分為四種或三種集料。 二、 改良土填筑 試驗 （ — ）粉粘土改良 粒徑均勻，級配不良的粉粘土可以采用級配改良試驗，試驗方案分為以下二種： ( 1 摻 15％粉煤灰、 5 ％消石灰； ( 2 摻 20 ％～ 25 ％中、粗砂（大于 0 . 1 mm顆粒小于 50 ％仍為細粒土）。由現(xiàn)場碾壓試驗檢測統(tǒng)鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 29 計數(shù)據(jù)分析得知，使用 YZTL8B 振動壓路機作為壓實機具時，礫石類土如要達到不同填筑部位所要求的顆粒間孔隙率 n39。經(jīng)核算比較，選單方成本較低的 40cm 。所以，以壓路機振碾第 8 遍時的壓實功作為試驗的最大有效壓實功，以此壓實功對應(yīng)的壓實曲線作為標準壓實曲線，見圖 44。 （三）試驗的實施及結(jié)果分析 依據(jù)技術(shù)標準、壓實機械性能、填料類別，分別選取 100 m~ 300m 路基 ，經(jīng)基底處理合格的平緩地帶，作為工藝試驗段。基床表層應(yīng)采用級配碎石或級配砂礫石等材料，壓實標準應(yīng)符合：地基系數(shù) K30≥ 190（ MPa/m）， 動態(tài)變形模量 Evd≥ 55（ MPa）， 孔隙率 n＜ 18%；基床底層應(yīng)采用 A、 B 類土或改 良土，壓實標準應(yīng)符合：地基系數(shù) K30≥ 110～ 150（ MPa/m）， 動態(tài)變形模量 Evd≥ 40（ MPa）； 孔隙率 n＜ 28%，壓實系數(shù) k≥ ；路基本體應(yīng)采用 A、 B 或 C 類土，壓實標準應(yīng)符合：地基系數(shù) K30≥ 90～ 130（ MPa/m），孔隙率 n＜ 31%，壓實系數(shù) k≥ 。 例如廣深鐵路個別工點，軟土地基沉降作為課題立項研究。將填土加荷過程對應(yīng)畫在沉降曲線的上方，便于對照分析。注意每次測試讀數(shù)都要把電纜拉緊，位置要拉準確，以防讀數(shù)不穩(wěn)。 (1)當被測標高以上填筑一層并壓實 以后，在被測斷面處開挖寬 20cm，深30cm 的溝槽，槽底剛好是被測標高。當加速度計敏感軸與水平方向存在一夾角θ時，加速度計的輸出電壓信號為： 式中： K0 為加速度計初始偏值，儀器出廠時給定。水平測斜儀的不足主 要是特制的 PVC 管造價比較高，每米 25 元左右，約為普通 PVC 管的四倍。每次讀數(shù)的誤差小于 ， 36 米長剖面測試的累計誤差小于 2mm。第二個缺點是測試操作比較復(fù)雜。由于地基沉降的原因，探頭處于不同位置時，靜水壓力傳感器所受到的靜水壓力是不同的，記錄不同的靜水壓力，據(jù)此可得到不同位置的高程，從而得到沉降值。其優(yōu)點是造價低廉，操作簡便，易于測試。容器灌水以后，容器內(nèi)部的水位與外部觀測水杯的水位一致，則可通過觀測量杯中的水位得到容器的沉降。為保證精度和有效的控制，應(yīng)進行系統(tǒng)的觀測與分析評估。對于 20m范圍內(nèi)的情況，德國的經(jīng)驗和規(guī)范的規(guī)定可以到 20mm。 由此可見，只要滿足基床及路基本體填筑材質(zhì)、壓實標準，列車行駛中彈性變形、運營階段的塑性變形及路基填土壓縮量都是有限的，而且也可得到控制。將路基上部受動應(yīng)力影響較大的部位定為路基基床。 根據(jù) Boussinesq 理論，長方形均布荷載作用在雙層彈性地基上，均布荷載中心點的沉降可用下式計算： 式中， p0為荷載強度； m=a/b； n1=h/b； q=E1/E2。 根據(jù)本次和以往的實測資料和計算分析，得到如圖 6所示的動應(yīng)力隨深度的衰減變化規(guī)律。 □ 軸重和車速的影響。所以實測值偏小是必然的。但是，對于所提出的標準是否切合實際、建成后路基能否保證其上部軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與平順，保證行車安全與乘車舒適度，基床表層是否具備長期的動力穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，以及厚度和結(jié)構(gòu)是否合理等一系列問題迫切需要通過實踐檢驗。 第四節(jié) .客運專線《暫規(guī)》的主要變化 一、填料 路基基床表層采用級配碎石，增加了其強度和剛度；增設(shè)了瀝青混凝土強化層，以加強防水和防凍。 我國的客運專線如果不采用路基面排水措施，運營期間可能會 出現(xiàn)路基病鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 6 害，如凍脹，基床表層軟化等等。 四、加強路基的防排水措施，加強邊坡和災(zāi)害的防護 。對路基填土質(zhì)量標準，多數(shù)采用物理和力學(xué)性能雙指標控制。如日本在新干線上設(shè)置了強化基床表層，采用級配礦碴層或增設(shè)瀝青混凝土表層等，并用直徑為 30cm的平板荷載試驗求出的地基系數(shù)K30 控制壓實效果；法國在制定 TGV 線路技術(shù)條件前曾對全國既有鐵路的路基進 行了詳細、全面的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)軌枕下道床加墊層的厚度對防止路基病害的產(chǎn)生有重要作用。 工后沉降或不均勻沉降過大是導(dǎo)致路基鋪設(shè)無碴軌道失敗的主要原因 ，而地基的不確定性是潛在的風(fēng)險。只有這樣，才能高速行 車，減少維修費用，并增加運行的安全性。以上幾點要 求，目前的普通鐵路路基是不能滿足的。而高速鐵路必須在路基結(jié)構(gòu)、路圖 11 標準雙線路堤斷面 圖 12 標準路塹橫斷面 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 3 基材料及路基施工工藝等方面采取一系列與普 通路基不同的技術(shù)標準才能實現(xiàn)。 客運專線將路基作為一土工結(jié)構(gòu)物來進行設(shè)計與施工，對填筑材料、壓實標準、變形控制、檢測要求等較現(xiàn)行鐵路有很大提高，同時強化了基床結(jié)構(gòu)，特別是基床表層。 三、在軌下基礎(chǔ)剛度變化處設(shè)置過渡段 鐵路線路由不同特點的結(jié)構(gòu)物（橋、隧、路基等）和軌道結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這些鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 4 結(jié)構(gòu)在 強度、剛度、變形等方面都有很大的差異，因此在路橋、路涵、路堤與路塹等相連地段，縱向軌下基礎(chǔ)剛度的變化必然影響路基－軌道－車輛系統(tǒng)剛度的均勻性，導(dǎo)致高速鐵路系統(tǒng)振動的加劇，也加大了對軌下基礎(chǔ)的動力作用，影響高速行車的平穩(wěn)和安全。當總厚度超過 60cm時，線路良好，基床病害的發(fā)生概率很小。如日本采用 K30 標準和壓實系數(shù) K 控制填筑質(zhì)量；德國采用 Ev2 和壓實系數(shù) K 控制壓實質(zhì)量，并研發(fā)了可隨時監(jiān)控壓實系數(shù)的碾壓機械。要求防護工程與主體工程同時完成，增加路基的堅固和 穩(wěn)定性，避免運營期間發(fā)生病害。其主要原因是，運營期間，實踐證明級配碎石表層不能完全隔水?；脖韺討?yīng)考慮防排水層。秦沈客運專線綜合試驗為此提供了極好的條件?？紤] 到上述因素，可以認為暫規(guī)中提出的設(shè)計值還是比較合理的。 實測基床表層動應(yīng)力隨列車軸重的變化見圖 4；基床動變形隨車速的變化見圖 5。與其它試驗工點的測試結(jié)果也相當接近，可供設(shè)計使用。 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 13 根據(jù)上述公式就可以算出在不同基床土彈性模量和基床表層材料彈性模量的基礎(chǔ)上，滿足路基變形條件的基床表層厚度?；矇簩嵧恋膭尤S試驗表明，當動靜應(yīng)力比在 以下時，加載 10 萬次產(chǎn)生的塑性累積變形在％以下，而且很快能達到穩(wěn)定。因此，控制路基沉降變形特別是工后沉降的關(guān)鍵，在于控制支承路基的地基沉降。對于更大范圍的均勻沉降德國的經(jīng)驗是，最大沉降為扣件的運營可調(diào)整范圍的 3 倍時是可以圓順的，規(guī)范要求為扣件可調(diào)整范圍的 2 倍，也就是 30mm。系統(tǒng)的觀測在于有一定的數(shù)量和設(shè)定在恰當?shù)臄嗝妫⒁院侠淼挠^測周期進行觀測。其優(yōu)點是構(gòu)造簡單，造價低廉，缺點是三根管的埋設(shè)要求比較高，如果埋設(shè)不平順，容易形成氣泡阻塞水管，使測試無法進行。但其弱點也很明顯，主要是影響填土壓實施工，壓實機械經(jīng)過時必須繞道而行，極為不便，機械經(jīng)常撞壞沉降桿，且形成壓實死角，降低壓實質(zhì)量。剖面沉降儀測試的優(yōu)點， 1）能夠測定任意一點的沉降值，甚至可以測試整個剖面的連續(xù)的沉降曲線，配置自動記錄儀即可實現(xiàn)。圖 31 剖面沉降儀工作示意圖 沉降管 記錄儀 注水系統(tǒng) 鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 17 整個系統(tǒng)不能方便攜帶，測試時需取水和注水。 2）操作方便。 第三節(jié) 沉降測試方法 一、水平測斜儀工作原理 水平測斜儀具有常規(guī)測試技術(shù)無法比擬的獨特優(yōu)點。 K1 為加 速度計電壓因數(shù) g 為重力加速度 為了消除 K0 的影響，可將探頭調(diào)轉(zhuǎn) 180 度，在該點進行第二次 測量得： （ 1） — （ 2）得： ?s i n2 121 gKUU o u to u t ?? 由圖 1 可知： sinθ＝Δ i/L 式中：Δ i 為探頭在某個位置時，兩端的高程差值。 將特制 PVC 管埋設(shè)在溝槽內(nèi)的被測位置。通常采用正反測試的目的是提高精度，可以抵消探頭的初始值和溝槽傾斜偏差等因素所造成的系統(tǒng)誤差。 工后沉降預(yù)測采用雙曲線法。但是，運營多年后，實際沉降量達到當初計算值的近兩倍；滬寧高速公路，為控制沉降科研部門做了大量的研究計算工作，運營多年后，沉降量還是遠遠超過了計算估計值。見圖 41。 □ 細粒土 細粒土工藝試驗填料，制作成依次相連接的含水量和厚度不同的試驗塊，使用 WB18O3D 振動壓路機，每振動碾壓兩遍用灌砂法進行一次密度檢測，當壓實系數(shù)達到 時，再檢測地基系數(shù) K30 。由圖 44 和 K30試驗結(jié)果可以得出，將該粉粘土碾壓到 K≥ 、 K30≥ 90 MPa／ m 的壓實施工控制含水量上限為％、下限為 ％。 ( 2 ） 施工控制含水量范圍 用于基床以下路堤的填筑，要達到 K≥ 、 K30≥ 110 MPa / m ，施工控制含水量范圍為 5 .0 ％一 ％。和地基系數(shù) K30，必需的振動碾壓遍數(shù)為：填料用于基床以下路堤填筑時，合理的攤鋪厚度為 45 cm，要達到 n39。 經(jīng)試驗，兩種方案均可達到設(shè)計規(guī)定的要求，經(jīng)反復(fù)比較，第（ 2 方案無污染，簡單易行，且造價低，所以選擇第（ 2 方案。 □ 配合比的確定 取其品質(zhì)指標符合要求的四種或三種集料，根據(jù)各自的篩分結(jié)果，采用電算法或圖解法進行理論計算。碾壓設(shè)備選用 WB1803D 和 YZ12 型自行式振動壓路機。 □ 碾壓速度與遍數(shù) ( 1 ）靜壓速度控制在 Ⅰ 檔，弱振碾壓速度控制在 Ⅱ 檔，激振速度控制在 Ⅲ 檔。當含水量大于 6％時，壓實后難以立即達到要求，尤其是料源為卵石和砂礫石的級配碎石時，需要放置幾天，發(fā)生板結(jié)后才能檢 測合格。按照工藝試驗確定的與不同填料對應(yīng)的合理層厚，進行分層上土。為防止填料對土工格柵的破壞，禁鋪帶 有尖錐、棱角且直徑大于 5cm 的填料。 7 ．作好臨時匯水、排水措施 雨季容易導(dǎo)致邊坡沖刷（尤其是粗粒土填筑路基），故在填筑施工過程中，針對不同填料，采取相應(yīng)的匯集、排水措施。 （ 2）集料生產(chǎn)中篩孔尺寸決定集料的顆粒組成，須經(jīng)試配和試生產(chǎn)決定。 ( 4 ）施工含水量控制 ① 級配碎石的生產(chǎn)含水量應(yīng)根據(jù)不同的氣溫、氣候條件和不同填筑部位要求的碾壓含水量范圍調(diào)整； ② 級配碎石的碾壓含水量一般為 4 . 5 ％ ~ 7 % ，但料源為卵石、砂礫石時，碾壓含水量為 6 ％ ~ 8 ％。 4．經(jīng)推土機初平的改良土，表面力求平整，并具有規(guī)定的路拱。 （二）粉粘土物理改良施工 1 ．粉粘土的攤鋪及初壓 ( 1 ）根據(jù)路基本體填筑的寬度及事先確定的虛鋪厚度，計算各段所需粉私土的數(shù)量（粉粘土虛鋪厚度宜為每層 25 ~30 Cm ) ，根據(jù)虛鋪厚度計算每車粉土堆放位置及 堆放密度。 ( 4 ）灑水拌和時，拌和機械應(yīng)緊跟在灑水車后面進行拌和，以減少水分流失。 （ 4）最后再用平地機整形一次。 （ 5）整型后，當混合料接近最佳含水量時，即可用自重 15t 及以上重型振動壓路機碾壓。 4 ．整形及碾壓 ( 1 ）混合料拌和均勻后，先用平地機初步整平和整形。 2 ．中粗砂的運輸及攤鋪 ( 1 ）中粗砂進人工地后，測量其含水量及干密度，根據(jù)粉粘土虛鋪厚度及干密度計算中粗砂的播散厚度，并確定每車砂的堆放位置及堆放密度。平鐵路客運專線路基設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù) 37 地機由兩側(cè)向路中心刮平，必要時返回刮一遍。在養(yǎng)護期間封閉道路，嚴禁除灑水車外的任何車輛行駛。河床砂卵石和砂礫石作為原料時進場后必須集堆脫水，以避免細料粘裹粗料，造成糊堵篩孔和集料混雜不純，影響級配穩(wěn)定。 二、基床表層級配碎石制備與填筑 （ 0）級配碎石