铁路路基设计中几个问题的思考

张珊珊

摘要：铁路运输具有运行速度快、运输能力大、通用性能好和运行平稳等特点，随着我国运输方式的发展，铁路运输已经成为我国最主要的运输方式之一，我国对加强铁路建设的重视力度之大，而铁路路基是铁路的重要组成部分，针对铁路路基设计，本文提出及以下思考。

关键词：铁路路基 动力学原理 桩板结构

作为保证列车运行的重要建筑物，铁路路基承受并传递着轨道的重力，是轨道的基础。铁路路基的建设，具有工期长、工期复杂等特点。这些因素使我国铁路的建设进程缓慢。如何加快路基建设进程，提高铁路质量促使我国铁路运输业良好发展显得尤为重要。

—、铁路路基的概念及特点

（一）概念

铁路路基（RailwaySubgrade）是为满足轨道铺设和运营条件的建筑工程，它是一种基于不同地形地貌而使用不同土石建造的基础结构，一般路基是指修筑在良好的地质、水文、气候条件下的路基，特殊路基是指位于特殊土岩地段、不良地质地段。或受水、气候等自然因素影响强烈的路基。铁路路基具有承受并传递轨道重力及列车动态的作用，是轨道的基础，是保证列车运行的重要建筑物。

铁路路基是一种土工结构。由于路基需要在不同的地质上建设，对工程的难度要求较高，再加上岩土具有破碎性、孔隙性等特点。使得铁路路基的工程难上加难。

（二）特点

铁路路基是一种暴露于自然环境下的建筑工程。由于我国东西、南北跨度大，自然气候、地质条件等有很大差异，同一段铁路的海拔差可能达到2000米，更有甚者像被誉为“天路”的青藏铁路不仅长达1956公里，而且穿越了海拔4000米以上。面对复杂的地质，有些路段的路基修到山谷中，有些修在了开凿的隧道里。因此，铁路路基的建设要综合当地的环境、气候和地质条件等多方面因素。合格的铁路路基建设，能够提高铁路的使用年限，能够促进列车更快更平稳的运行，对经济的沟通发展更有促进作用。

铁路路基具有承载高压力的特点，同时要具有防冻害，防盐害的作用，铁路路基还要求具有低压缩性、防动荷载、静荷载的功能。因铁路路基经常受到地质、水、降雨、气候、地震等自然条件变化的侵袭和破坏，所以还要求铁路路基具有防灾害、防洪水等能力。综合自然条件与地形地貌等因素对铁路路基建设的高要求，应该采取科学的策略、必要的施工技术和高质量的施工要求建造铁路，确保铁路能够长久高效地被利用。

二、我国铁路路基现状

我国铁路路基工程经过几十年的发展取得了许多成就。尤其表现在特殊地质和特殊地基方面，并且在科学技术、工程实施技术等方面都有了显著的提高。但随着我国经济对铁路运量增大、运速增快的要求提高，对我国铁路路基建设的要求也随之加大。我国铁路路基存在新线建设路基标准低、既有线路路基状态不佳、路基维护及改造难度大等问题。综合新时代对风沙铁路路基、重载铁路路基及高速铁路路基的新要求。我国对铁路路基的建设工程技术还有很大的提升空间。

三、施工技术的具体应用

（一）风沙铁路路基建设

我国作为世界上铁路穿越风沙较多的地区之一。在对风沙地质的铁路建设具有很高要求。我国风沙地貌众多。包括沙漠、戈壁等分布在我国不同的经纬度地区，我国对铁路的建设网逐渐加密，必然要通过大量风沙地区，青海、西藏、宁夏等地区是我国风沙铁路建设的主要方向。

风沙对铁路的危害主要表现在风蚀和沙埋两种，对于沙漠地区的铁路路基建造一般采用粉细沙填筑，粉细沙是黄河迁徒、改道后留下的旧河床、河堤、河滩及背河洼地等河道遗存，几乎遍布整个华北平原。因粉细沙自身的优点，使用粉细沙填筑铁路路基，有利于减少风对铁路路基的侵害。对于风埋，一般积沙超出轨道3cm以上，就会对铁路安全事故造成影响，例如：车辆脱轨、造成停运等事故。风埋不利于轨道的清理，针对风埋较重的铁路路段，要对相应的生态环境进行治理，例如植树造林，涵养水土，加固土壤等，这些做法对风埋的现象会有所改善。

在风沙路段进行铁路建筑，首先要有科学的规划。风沙铁路路基设计，要针对现状与长远角度相结合，利用高要求建设路基与长远保护路基同时进行的原则，对风沙铁路路基进行长期有效保护，主要体现在铁路周围的防护带和环境的治理。方式之一为植被治理，建立防护带、创造绿化带，防风固沙，在保护铁路路基的同时，整治风沙地区环境。另一种方式是工程治沙。工程治沙是指利用当地的粘土、柴草、树枝、板条、石子等物料在沙面上做成的障蔽物，目的是消减风速、固定沙表，主要作用是固定流动沙丘和半流动沙丘。对铁路风沙进行基本的加固，根据沙障防沙原理和设置类型，大致可将沙障概括为平铺式和直立式两种类型，平铺式沙障是固沙型的沙障，直立式沙障大多是积沙型沙障。综合不同的地质条件，同时采用多种手段进行机械固沙的措施。

（二）重载铁路路基建设

重载铁路是指行驶列车总重大、行驶大轴重货车或行车密度和运量特大的铁路路段，主要用于输送大宗原材料货物。重载铁路列车运营具有运量大、密度高等特点，在高负荷载重下，对铁路的要求更高。

随着铁路技术的发展，我国对重载铁路的建设能力增加，对重载铁路路段的路基建设要求也随之提高。可靠、稳固的路基基础必不可少，要求重载列车使用和长期高负荷列车运行使用时不发生路基破坏。具体表现在路基及基床表层的加固和排水系统的能力提高。

我国的重载铁路与国外相比起步较晚。但基于我国对铁路建造的技术发达，使我国重载铁路发展迅速。我国铁路的重载运输两种主要模式为在运煤专线大秦线开设万吨单元列车和万吨、2万吨组合列车和京广、京沪等繁忙主线上开设一万吨的整列式重载列车。为确保行车安全、平稳。重载列车轨道需要经常维修和大修。重载列车轨道承重程度高于一般的列车轨道承重程度的几倍，因此需要路基的建设更加稳固安全。在设计重载铁路路基时，要精准设计年度、荷载、限界、牵引种类。明确综合选线、检测与维修流程。设计图纸要严密精确，规定线路平纵断面标准及载重等必要数据，同时对不同轴重和运量登记的有砟轨道、无砟轨道的设计标准严密科学把关。重载铁路还需谨慎考虑自然灾害对路基稳定性的影响，针对自然灾害的防护措施，要明确生态保护和水土保持，综合不同种自然灾害对路基的影响破坏程度，并加以分析制订方案。

路基面在无砟轨道的正线曲线地段一般不加宽，当轨道结构和接触网支柱等设施的设置有特殊要求时，根据具体情况分析确定；有砟轨道正线曲线地段加宽值应在曲线外侧按下表的规定加宽，曲线加宽值应在缓和曲线内渐变。

（三）高速铁路路基建造

高速铁路对路基稳定和工后沉降的要求十分严格。高速铁路的出现对传统铁路的设计施工和养护提出了新的挑战。通常铁路路基需解决低压缩性、高承载力，且防冻害、防盐害这些问题，传统铁路路基通常都采用碎石作为填筑路基，有利于对下步软弱地基进行处理，同时可以提高路基高度，很好的防止盐害、洪水对铁路路基的破坏。

高速铁路建造的另一个要点在于防止轨道变形。轨道变形的主要来源为散体材料组成部分。其具有薄弱、不稳定的特点。针对这个问题，高速铁路的路基建设要抓住控制变形这一方法，采用各种不同的路基结构形式。为高路铁路路基提供一个强度高、刚度大、稳定性强、耐久性好且线路纵向刚度比较均匀或坡度缓慢的轨下基础。我国高速铁路路基建造可以吸取日本新干线铁路特点。新干线铁路于1964年建成以后从未发生过因人为因素导致人员死亡的事故。是世界上行驶最平稳的列车。

将动力学理论应用于高速铁路路基建设。要把握轨道、车辆之间的变耦合动力分析模型的构建，基于动力学原理，科学计算路基及轨道列车之间所能产生的有效数据，提高模型的实用指导能力，使我们能从动力学理论科学分析铁路路基设计的有关问题。

另一方面。利用新型路基桩板结构设计建造高速铁路。新型路基桩板结构与普通结构相比具有施工更加简单的特点，同时新型路基桩板结构设计在路堑地段的软弱地基处更加适用。根据不同的托梁设置。可以将板桩结构氛围独立墩柱式桩板结构、托梁式板桩结构和复合式板桩结构三种。桩板结构作为一种新型的高速铁路软土路基处理结构形势，具有强度较高、刚度较大的特点，而且桩板结构施工稳定性好、沉降变形控制效果好。是我国高速铁路路基建设新的发展趋势。

四、结语

随着经济全球化的发展。铁路已然成为连接各大经济区域之间、城乡之间的大动脉。加大对铁路路基建设的重视程度。有利于充分发挥铁路对经济辐射的作用，加快对外开放，促进外向型经济发展。铁路路基相关工作者要加强路基技术的应用与管理，确保铁路施工順利高效的进行。