铁路路基填料研究

铁路路基填料研究

吴刚

中铁七局五公司河南郑州450000

摘要：随着我国交通压力的不断加大，加强高铁建设，提高高铁的运行效率，确保其运行的安全性和稳定性，是当前我国铁路建设重点关注的问题。高铁铁路路基建设当中，根据路基填料土质的不同，运用最佳的填料改良技术，能够有效降低施工成本，使得填料的质量得到大大优化和提高。本文对铁路路基填料进行了分析探讨。

关键词：铁路路基；填料；质量

一、高速铁路路基填料概述

高速铁路路基的建设，是保证铁路轨道的稳固性、确保列车安全运行的基本保证。在具体的建设当中，应当选取优质的填料，以有效避免路基使用当中出现沉降的情况，确保后期不出现病害和相应的安全问题。根据填料质量的不同，可分为A组、B组和C组等不同的填料组别。A组填料质量最优，B组和C组则稍稍差于A组。从我国的路基填料现状来看，由于我国南方多雨，且粘土分布较广，具有很强的高速型和高液限，无法保证最佳的工程性。A组填料由于其优质性较强，成本较高，且需要通过远途运送，才能保证正常的施工。为有效降低施工成本，提高施工效率，就需要通过有效的填料改良技术，将C组或D组的填料进行有效改良，既保证填料的质量，又能节约建设成本。

二、铁路路基填料分类

铁路的填料与一般建筑工程的填料有很大的不同。铁路的调料要比一般建筑工程的填料要严格、复杂的多。就普通的填料来讲，按颗粒的粒径可以分为三种：巨粒土、粗粒土和细粒土。而巨粒土和粗粒土又可以根据颗粒的组成、颗粒的级配等等划分为A、B、C、D四组。此外，《铁路工程岩土分类标准》对铁路填料也进行了比较详细的划分，该规定是根据填料的粒径级配曲线来确定不均匀系数和曲率系数进行划分的。由于该规定对铁路填料的分类比较科学、合理，所以采用这一规定来对填料进行分类的比较多。然而，铁路路基填料的粒径级配划分标准在不同的国家，有不同的划分标准。

路基填料的质量直接关系着高速铁路建设的质量，路基填料的材质、路基填料的粒径级配等都关系着路基的稳定性，关系着人们的安全性。从目前我国对铁路填料的划分来看，我国在这方面的研究还不够详细，所以往往导致在实际的铁路建筑施工中，对填料碾压后，不能达到所规定的压实标准，从而不利于高铁建设的顺利施工。同时，我国在高铁填料方面还普遍存在着一个问题，即对铁路路基的填料材质的重视程度往往要超过对填料粒径级配的重视，更甚者忽视填料的粒径级配，这对于高速铁路路基的建设是极为不利的。

三、高速铁路路基填料质量对压实质量的影响

1、填料粒径

在高速铁路的填料中，填料的原料对路基压实的质量有很大的影响，可是通常忽略填料粒径对压实质量的影响，其影响主要有以下几个方面：

假如填料粒径太大，那么该填料多为大颗粒石料。因为大颗粒石料没有较强的抗压强度，所以在重力碾压下，很容易破碎，然后影响高速铁路路基的建造。

假如填料粒径要比标准的粒径大得多，也就是说过大，这么的调料颗粒内部又较大的空地，就会形成不能有用的压实、压实过后呈现不平坦的状态等等，会为高速铁路的路基面埋下主要隐患。因而，在选用填料时，对粒径过大的填料要进行严厉的处理，慎重的运用。

对于通常的大粒径填料，因为在压实过程中，受到机械自重等多方面的影响，很难将填料碾压成合格的密实的路基。所以，在长时间的运用过程中，就会呈现部分下沉的表象，一方面引起路基的不稳定性，不利于高铁的安全、顺畅通行；另一方面，也会严峻的影响高铁的运用寿命。

2、填料粒径级配

TB10621-2009规定，基床底层应选用A、B组填料或改进土，A、B组填料粒径级配应契合压实功能要求；基床以下路堤宜选用A、B组填料和C组碎石、砾石类填料，其粒径级配应契合压实功能要求，当选用C组细粒土填料时，应根据填料性质进行改进。填料级配杰出时，碾压后小颗粒嵌入大颗粒间的孔隙，土体容易压实，其物理力学目标能满足压实规范要求。现场实验标明，不是所有契合Cu不小于5、Cc等于1～3的填料，压实后都能满足压实规范要求。基床表层级配碎石及过渡段级配碎石的不均匀系数Cu，通常不低于20；TB10621-2009规则，对于选用普通填料填筑的路基，物理目标选用压实系数K，力学目标有砟轨迹路基选用地基系数K30和动态变形模量Evd；无砟轨迹路基选用K30或Ev2（含Ev2/Ev1）均可，及动态变形模量Evd目标。与以往的路基压实规范比较，高速铁路设计规范提出了较为优化和清晰的路基压实规范。应当留意的是，压实系数K是土的干密度与最大干密度之比，其值为相对目标，不能反映填料粒径级配杰出与否。地基系数K30是反映路基荷载强度与变形联系的目标，通常情况下，级配杰出的填料，经充分压实后，其地基系数K30值较高；级配欠安的填料，经充分压实后，其K30值难以满足压实规范要求。但假如级配欠安的填料，经充分压实后，能构成土骨架，其K30值也较高。

3、填料性质

高速铁路对于路基填料性质要求比普通铁路要高，TB10621-2009规定，基床以下路堤宜选用A、B组填料和C组碎石、砾石类填料，其粒径级配应符合压实性能要求，当选用C组细粒土填料时，应根据填料性质进行改良；基床底层应采用A、B组填料或改良土，A、B组填料粒径级配应符合压实性能要求。不同类型的填料，其压实性能和压实效果不同，对于高速铁路路基填筑而言，最合适的填料是水稳性和级配良好的粗粒土。实践和经验表明，细粒含量小于5%时，在填料中难以起到填充作用。当细粒含量在5%～15%时，能填充颗粒间的部分间隙，使填料的透水性、可压实性有所改变。当细粒含量大于15%时，大部分粗颗粒不再起骨架作用，填料的性质变成由充填物细颗粒控制。

四、铁路施工工程路基质量控制措施

1、选好路基的土源填料

众所周知，路基是的主要材料是石块和土，是一种土石混合结构。因此，路基填料质量好坏直接关系到路基质量的好坏。研究表明，路基的填料在外形上分为细颗粒图块、粗颗粒图块和岩石块；在适用性和性质方面分为优质、良好、一般、差质、劣质五个等级的填料。土源场地选择时，应选择地下水位不高、土质高的地方，然后选取具有代表性的土样做实验。路基的机床下选择一般填料，机床上选择优质填料，由于路基质量的好坏是填料等级的高低决定的，因此要坚持使用高等级填料的原则。

2、严格控制路基中线，保证压实度

路基中线对于路基施工质量的操控有着主要的意义，只有保证路基中线的正确，才能保证施工质量。假如路基中线操控欠好，就会导致路基周围的压实度不强。因而，路基填筑时应先放好中线桩，并用灰白标示出路基边线，然后根据边线进行压实，有利于及时、正确的纠正误差，削减施工中的不必要过程的出现，然后有用的保证了路基的宽度和质量。

结束语

综上所述，我国高铁部门在路基填料方面的研究还没有深入，在很大程度上影响了高速铁路的发展和进步。同时在对高速铁路路基填料对压实质量影响方面的的研究也没有进行一定程度上的深入，不利于高速铁路的建设。因此，我国高速铁路建设领域的相关部门应该加强对路基填料以及其对压实质量影响的重视，并从高速铁路填料的多个方面、多个角度进行分析、研究，从而研究出有利于压实的路基填料方法，促进我国高速铁路的建设和发展。

参考文献：

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