【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(shí)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(duì)靠護(hù)肩 0 . 3m 的級(jí)配碎石進(jìn)行補(bǔ)壓夯實(shí)。級(jí)配碎石場(chǎng)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(shí)補(bǔ)平，使碾壓好的路面平整度符合要求。鋪設(shè)土工格柵后嚴(yán)禁汽車及其他重型施工機(jī)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(shí)方法。 □ 質(zhì)量檢測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn)分析 （ 1）級(jí)配碎石壓實(shí)后， K30檢測(cè)指標(biāo)能夠達(dá)到 190MPa／ m的標(biāo)準(zhǔn)，但受含水量影響明顯。 ( 2 ）用平地機(jī)和推土機(jī)進(jìn)行基床表層攤鋪時(shí)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(hù)肩，有利于控制路基面高程，靠護(hù)肩 30 cm 范圍，用沖擊夯實(shí)。攤鋪設(shè)備選用德瑪克 140 型攤鋪機(jī)、 PY 一 160C 型平地機(jī)配合 T140 型推土機(jī)，攤鋪機(jī)一般用于基床表層的上層施工，平地機(jī)和推土機(jī)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(yàn) （ — ）粉粘土改良 粒徑均勻，級(jí)配不良的粉粘土可以采用級(jí)配改良試驗(yàn)，試驗(yàn)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(xì)粒土）。由現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)檢測(cè)統(tǒng)鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù) 29 計(jì)數(shù)據(jù)分析得知，使用 YZTL8B 振動(dòng)壓路機(jī)作為壓實(shí)機(jī)具時(shí)，礫石類土如要達(dá)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(jī)振碾第 8 遍時(shí)的壓實(shí)功作為試驗(yàn)的最大有效壓實(shí)功，以此壓實(shí)功對(duì)應(yīng)的壓實(shí)曲線作為標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)曲線，見圖 44。 （三）試驗(yàn)的實(shí)施及結(jié)果分析 依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、壓實(shí)機(jī)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(yàn)段?；脖韺討?yīng)采用級(jí)配碎石或級(jí)配砂礫石等材料，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合：地基系數(shù) K30≥ 190（ MPa/m）， 動(dòng)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(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合：地基系數(shù) K30≥ 110～ 150（ MPa/m）， 動(dòng)態(tài)變形模量 Evd≥ 40（ MPa）； 孔隙率 n＜ 28%，壓實(shí)系數(shù) k≥ ；路基本體應(yīng)采用 A、 B 或 C 類土，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合：地基系數(shù) K30≥ 90～ 130（ MPa/m），孔隙率 n＜ 31%，壓實(shí)系數(shù) k≥ 。 例如廣深鐵路個(gè)別工點(diǎn)，軟土地基沉降作為課題立項(xiàng)研究。將填土加荷過程對(duì)應(yīng)畫在沉降曲線的上方，便于對(duì)照分析。注意每次測(cè)試讀數(shù)都要把電纜拉緊，位置要拉準(zhǔn)確，以防讀數(shù)不穩(wěn)。 (1)當(dāng)被測(cè)標(biāo)高以上填筑一層并壓實(shí) 以后，在被測(cè)斷面處開挖寬 20cm，深30cm 的溝槽，槽底剛好是被測(cè)標(biāo)高。當(dāng)加速度計(jì)敏感軸與水平方向存在一夾角θ時(shí)，加速度計(jì)的輸出電壓信號(hào)為： 式中： K0 為加速度計(jì)初始偏值，儀器出廠時(shí)給定。水平測(cè)斜儀的不足主 要是特制的 PVC 管造價(jià)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(cè)試的累計(jì)誤差小于 2mm。第二個(gè)缺點(diǎn)是測(cè)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(shí)，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(diǎn)是造價(jià)低廉，操作簡(jiǎn)便，易于測(cè)試。容器灌水以后，容器內(nèi)部的水位與外部觀測(cè)水杯的水位一致，則可通過觀測(cè)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(jìn)行系統(tǒng)的觀測(cè)與分析評(píng)估。對(duì)于 20m范圍內(nèi)的情況，德國的經(jīng)驗(yàn)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(shí)標(biāo)準(zhǔn)，列車行駛中彈性變形、運(yùn)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(dòng)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(diǎn)的沉降可用下式計(jì)算： 式中， p0為荷載強(qiáng)度； m=a/b； n1=h/b； q=E1/E2。 根據(jù)本次和以往的實(shí)測(cè)資料和計(jì)算分析，得到如圖 6所示的動(dòng)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(shí)測(cè)值偏小是必然的。但是，對(duì)于所提出的標(biāo)準(zhǔn)是否切合實(shí)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(dòng)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(shí)踐檢驗(yàn)。 第四節(jié) .客運(yùn)專線《暫規(guī)》的主要變化 一、填料 路基基床表層采用級(jí)配碎石，增加了其強(qiáng)度和剛度；增設(shè)了瀝青混凝土強(qiáng)化層，以加強(qiáng)防水和防凍。 我國的客運(yùn)專線如果不采用路基面排水措施，運(yùn)營期間可能會(huì) 出現(xiàn)路基病鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù) 6 害，如凍脹，基床表層軟化等等。 四、加強(qiáng)路基的防排水措施，加強(qiáng)邊坡和災(zāi)害的防護(hù) 。對(duì)路基填土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)采用物理和力學(xué)性能雙指標(biāo)控制。如日本在新干線上設(shè)置了強(qiáng)化基床表層，采用級(jí)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(yàn)求出的地基系數(shù)K30 控制壓實(shí)效果；法國在制定 TGV 線路技術(shù)條件前曾對(duì)全國既有鐵路的路基進(jìn) 行了詳細(xì)、全面的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)軌枕下道床加墊層的厚度對(duì)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(xiǎn)。只有這樣，才能高速行 車，減少維修費(fèi)用，并增加運(yùn)行的安全性。以上幾點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)雙線路堤斷面 圖 12 標(biāo)準(zhǔn)路塹橫斷面 鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)才能實(shí)現(xiàn)。 客運(yùn)專線將路基作為一土工結(jié)構(gòu)物來進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，對(duì)填筑材料、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)、變形控制、檢測(cè)要求等較現(xiàn)行鐵路有很大提高，同時(shí)強(qiáng)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(diǎn)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(yùn)專線路基設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù) 4 結(jié)構(gòu)在 強(qiáng)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(dòng)的加劇，也加大了對(duì)軌下基礎(chǔ)的動(dòng)力作用，影響高速行車的平穩(wěn)和安全。當(dāng)總厚度超過 60cm時(shí)，線路良好，基床病害的發(fā)生概率很小。如日本采用 K30 標(biāo)準(zhǔn)和壓實(shí)系數(shù) K 控制填筑質(zhì)量；德國采用 Ev2 和壓實(shí)系數(shù) K 控制壓實(shí)質(zhì)量，并研發(fā)了可隨時(shí)監(jiān)控壓實(shí)系數(shù)的碾壓機(jī)械。要求防護(hù)工程與主體工程同時(shí)完成，增加路基的堅(jiān)固和 穩(wěn)定性，避免運(yùn)營期間發(fā)生病害。其主要原因是，運(yùn)營期間，實(shí)踐證明級(jí)配碎石表層不能完全隔水。基床表層應(yīng)考慮防排水層。秦沈客運(yùn)專線綜合試驗(yàn)為此提供了極好的條件?？紤] 到上述因素，可以認(rèn)為暫規(guī)中提出的設(shè)計(jì)值還是比較合理的。 實(shí)測(cè)基床表層動(dòng)應(yīng)力隨列車軸重的變化見圖 4；基床動(dòng)變形隨車速的變化見圖 5。與其它試驗(yàn)工點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果也相當(dāng)接近，可供設(shè)計(jì)使用。 鐵路客運(yùn)專線路基設(shè)計(jì)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。基床壓實(shí)土的動(dòng)三軸試驗(yàn)表明，當(dāng)動(dòng)靜應(yīng)力比在 以下時(shí)，加載 10 萬次產(chǎn)生的塑性累積變形在％以下，而且很快能達(dá)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(duì)于更大范圍的均勻沉降德國的經(jīng)驗(yàn)是，最大沉降為扣件的運(yùn)營可調(diào)整范圍的 3 倍時(shí)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(cè)在于有一定的數(shù)量和設(shè)定在恰當(dāng)?shù)臄嗝?，并以合理的觀測(cè)周期進(jìn)行觀測(cè)。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，缺點(diǎn)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(cè)試無法進(jìn)行。但其弱點(diǎn)也很明顯，主要是影響填土壓實(shí)施工，壓實(shí)機(jī)械經(jīng)過時(shí)必須繞道而行，極為不便，機(jī)械經(jīng)常撞壞沉降桿，且形成壓實(shí)死角，降低壓實(shí)質(zhì)量。剖面沉降儀測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)， 1）能夠測(cè)定任意一點(diǎn)的沉降值，甚至可以測(cè)試整個(gè)剖面的連續(xù)的沉降曲線，配置自動(dòng)記錄儀即可實(shí)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(yùn)專線路基設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù) 17 整個(gè)系統(tǒng)不能方便攜帶，測(cè)試時(shí)需取水和注水。 2）操作方便。 第三節(jié) 沉降測(cè)試方法 一、水平測(cè)斜儀工作原理 水平測(cè)斜儀具有常規(guī)測(cè)試技術(shù)無法比擬的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。 K1 為加 速度計(jì)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(diǎn)進(jìn)行第二次 測(cè)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(gè)位置時(shí)，兩端的高程差值。 將特制 PVC 管埋設(shè)在溝槽內(nèi)的被測(cè)位置。通常采用正反測(cè)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(cè)采用雙曲線法。但是，運(yùn)營多年后，實(shí)際沉降量達(dá)到當(dāng)初計(jì)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(jì)算工作，運(yùn)營多年后，沉降量還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了計(jì)算估計(jì)值。見圖 41。 □ 細(xì)粒土 細(xì)粒土工藝試驗(yàn)填料，制作成依次相連接的含水量和厚度不同的試驗(yàn)塊，使用 WB18O3D 振動(dòng)壓路機(jī)，每振動(dòng)碾壓兩遍用灌砂法進(jìn)行一次密度檢測(cè)，當(dāng)壓實(shí)系數(shù)達(dá)到 時(shí)，再檢測(cè)地基系數(shù) K30 。由圖 44 和 K30試驗(yàn)結(jié)果可以得出，將該粉粘土碾壓到 K≥ 、 K30≥ 90 MPa／ m 的壓實(shí)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(dá)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(dòng)碾壓遍數(shù)為：填料用于基床以下路堤填筑時(shí)，合理的攤鋪厚度為 45 cm，要達(dá)到 n39。 經(jīng)試驗(yàn)，兩種方案均可達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的要求，經(jīng)反復(fù)比較，第（ 2 方案無污染，簡(jiǎn)單易行，且造價(jià)低，所以選擇第（ 2 方案。 □ 配合比的確定 取其品質(zhì)指標(biāo)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(jìn)行理論計(jì)算。碾壓設(shè)備選用 WB1803D 和 YZ12 型自行式振動(dòng)壓路機(jī)。 □ 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(dāng)含水量大于 6％時(shí)，壓實(shí)后難以立即達(dá)到要求，尤其是料源為卵石和砂礫石的級(jí)配碎石時(shí)，需要放置幾天，發(fā)生板結(jié)后才能檢 測(cè)合格。按照工藝試驗(yàn)確定的與不同填料對(duì)應(yīng)的合理層厚，進(jìn)行分層上土。為防止填料對(duì)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(shí)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(duì)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(jí)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(jí)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(shí)，碾壓含水量為 6 ％ ~ 8 ％。 4．經(jīng)推土機(jī)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(jì)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(jì)算每車粉土堆放位置及 堆放密度。 ( 4 ）灑水拌和時(shí)，拌和機(jī)械應(yīng)緊跟在灑水車后面進(jìn)行拌和，以減少水分流失。 （ 4）最后再用平地機(jī)整形一次。 （ 5）整型后，當(dāng)混合料接近最佳含水量時(shí)，即可用自重 15t 及以上重型振動(dòng)壓路機(jī)碾壓。 4 ．整形及碾壓 ( 1 ）混合料拌和均勻后，先用平地機(jī)初步整平和整形。 2 ．中粗砂的運(yùn)輸及攤鋪 ( 1 ）中粗砂進(jìn)人工地后，測(cè)量其含水量及干密度，根據(jù)粉粘土虛鋪厚度及干密度計(jì)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(yùn)專線路基設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù) 37 地機(jī)由兩側(cè)向路中心刮平，必要時(shí)返回刮一遍。在養(yǎng)護(hù)期間封閉道路，嚴(yán)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(shí)進(jìn)場(chǎng)后必須集堆脫水，以避免細(xì)料粘裹粗料，造成糊堵篩孔和集料混雜不純，影響級(jí)配穩(wěn)定。 二、基床表層級(jí)配碎石制備與填筑 （ 0）級(jí)配碎石