高纬度严寒地区高速铁路路基防冻胀设计研究_杨西锋

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1、第卷第期铁道标准设计年月文章编号：高纬度严寒地区高速铁路路基防冻胀设计研究杨西锋中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安摘要：为抑制严寒地区高速铁路路基冻胀变形量，满足铺设无砟轨道的要求，充分吸取换填、防水、保温等冻账防治方法的最新研究成果一，通过再创新，形成种包含有防冻层、隔排水、局部保温的综合防冻胀技术，并应用于哈大高速铁路实际工程中。通过现场试验研究，得出采用该项技术路基冻胀量普遍小于防冻胀效果满足设计要求的结论一。同时根据哈大线后期路基冻胀进步深化研究成果，对哈大高速铁路路基冻胀规律进行总结，对路基防冻胀设计中如不冻胀土的判定标准、设计冻深的采用与修正、级配碎石掺水泥用于防治冻胀

2、的优劣等几个问題进行进一步探讨从实际应用方面提出建议和意见。关键词；路：严寒地区；高速铁路基；防冻账设计中图分类号：广文献标识码：，，，：，，，；，，，，，：；；；高速铁路对路基工程的稳定性提出了新的更高要稳’、安全运行的关键。区别于以往普通路基工程求，路基工程稳定与否是高速铁路能否实现高速、平着重强度设计，高速铁路路基工程在满足强度要求的：前提下重要的位置尤其是，变形控制被提高到了极其’铺设无昨轨道的高速铁路甚至可以认为高速铁路路铁道部科技研究项目铁道部科技目基设计的核心就是路基控制变形的设计。对高速铁路當锋高级工程师肩年毕业于西南交通大学水文地质与工程地质专业工学学士一。影响最为

3、严重的变形，是路基竖向变形，种表现为路第期杨西锋一高纬度严寒地区高速铁路路基防冻胀设计研究基沉降另一种表现形式为路基面的抬升。本文将针是：四季分明，春季干旱多大风，夏季湿润多降雨秋季对后一种情况下因冻胀而发生的路基面抬升进行凉爽多早霜，冬季寒冷而漫长。年平均气温讨论。极端最高温度尤，极端最低温度在严寒地区，周期性的气温变化，综合雨、雪等自，年平均降雨量年一然条件会形成种特殊的岩土类型—季节性冻平均蒸发量平均相对湿度土。季节性冻土最显著的特征即其在冬季气温位，最大积雪厚度最大季节冻土于弋以下时体积发生膨胀一，这特性在路基工程上深度。最直接的表现就是在冬季路基面发生抬升，引起铁路地处严寒

4、地区，冬季寒冷且漫长、季节性冻深大且轨面不平顺进而影响列车运行舒适度甚至危及行车范围广、土的冻胀敏感性高且沿线均布、地（表）下水安全。这种现象产生的危害对于高速铁路影响尤为严丰富且埋深浅是哈大高速铁路沈哈段区别于其他客运重，因此严寒地区高速铁路路基设计中，路基防冻胀设专线最鲜明的特点。由于无砟轨道对路基变形要求近计显得尤为重要。乎苛刻，因此，采取有效措施减小冻胀量将路基变形冻胀问题的核心，归根结底是负温和水、土关系的控制在无砟轨道允许的调整范围内，是路基防冻胀设问题“三要素”。工程界有冻胀的说法，即负温、冻计的难点及重点所在。哈大高速铁路沈哈段路基防冻胀设计要素中任何一项，均可以完全

5、消除冻胀的影响。但对于铁路这种长、大线形土木工程而言，彻底消除其中路基防冻胀设计的核心是控制路基因冻胀而发生哪怕任何一项因素的影响都是几乎不可能实现的，唯的竖向变形，竖向变形又包括冻胀发生时路基面的抬有通过综合措施从个因素同时人手，区分侧重，才升和冻胀消除时路基面发生的融化压缩（下沉），从某能在可行的前提下有效控制冻胀变形的发生。种意义上讲，融化压缩变形带来的危害性可能更大。因此，防冻胀设计其实包含了防止冻胀和防止融化压概述缩两个方面的内容但理论上采取了必要的防冻胀措哈大高速铁路沈阳至哈尔滨段南起辽宁省省会沈施后，融化压缩变形也会被抑制，因此习惯上将两个合二为一阳市，终止。受，，途径

6、铁岭吉林省四平市、长春市、松原市高速铁路动荷载及土壤冻结深度的影响于黑龙江省会哈尔滨，线路全长其中路对于高速铁路路基变形对线路影响最大的是路基本基长。路基工程经过的地貌单元有冲洪体部分，确切地说是基床部分所以哈大高速铁路路基积平原、低山缓丘和剥蚀平原微丘区。涉及地层岩性防冻设计主要体现在基床部分的防冻胀设计。有粉质黏土、黏质黄土、砂砾石土、泥岩夹砂岩、安山防冻胀设计结构岩。沿线地下水主要为第四系松散岩类孔隙水和基岩在路基基本结构形式的基础上融人换填、隔排水裂隙水。及局部保温等措施形成综合性的路基基床防冻胀设该段地处中温带亚湿润季风气候区，其气候特点计见图。高路堤防冻胀设计结构（低路堤

7、防冻胀设计结构（路堑防冻胀设计结构图哈大高速铁路路基防冻胀设计结构图分别为高路堤（填方高度大于基床厚度的路够的强度。堤）、低路堤（填方高度小于基床厚度的路堤）和路堑②防冻层。为采用特殊填料换填的土层换填材的防冻结构设计图，还必须为非冻胀。图中①为分层（部）位针对料除满足路基力学指标要求外路基基床冻胀采取的专门措施，这些措施综合起来构性土。成哈大高速铁路沈哈段整体防冻胀设计。各层，是路（部）③上部隔断层。位于基床表层和底层之间位技术条件说明如下。基基床结构中