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【摘要】结合新建铁路路基基床施工的经验，总结了路基基床施工技术特点，针对性地分析了路基施工技术及质量控制的关键因素、常见问题，结合对铁路路基基床病害机理分析，提出相应的解决措施，保证施工进度和质量。
【关键词】铁路路基；施工技术；病害；措施
1、引言
我国经济快速发展需要不断加快铁路建设，据统计，新线铁路路基长度约占全线长度的三分之一，路基基床施工的好坏对于整条线建成投运后的运输质量十分重要。为提高路基施工质量，减少因路基病害造成后期维护对运输的干扰，需结合路基特点，根据地形地貌状况及水文地质情况，对施工技术及措施进行综合分析。
2、铁路路基的基本特点
铁路路基位于线路下方，作为承受轨道和列车荷载的基础，承担保障线路稳定及列车正常运行的重要功能。要求有足够的基床强度和经受列车重复荷载的疲劳强度，有较小的路基弹性变形和累计塑性变形，有合理的刚度和保持适当的弹性。为确保路基具有前述各项功能指标，需要从其特征方面进行分析。
2.1路基基床强度
基床强度需能够承受列车重复荷载产生动应力的作用。
列车轮轨振动加速度和对轨道的冲击与速度平方成正比，随着列车车速提高，路基承担的动荷载及其作用次数将明显增加。为保证行车条件下路基的稳定，路基必须具有足够的强度，承受列车动荷载对基床的强度需求。此外，还要考虑由于动荷载的作用次数增加，路基土体的疲劳作用加强，土的强度将有一定程度下降的因素，为保证路基在重复荷载作用下的稳定，基床应有经受重复荷载的疲劳强度。
2.2路基基床刚度
基床刚度要求在列车荷载作用下，弹性变形和累计塑性变形要小。同时，还应具备一定的弹性以减弱轮轨动力作用。
路基按强度破坏条件进行设计，由于在轮轨动力作用下，如果轨道几何尺寸不能保持，弹性变形和累计塑性变形将会明显增加，需控制达到强度破坏前可能出现的过大变形。另外，合理基床刚度能影响车轮荷载分配，使轨面最大支承力减少一半以上，能够改善基床动应力分布，减弱重复荷载的动力作用，减少列车荷载对线路的不良影响。
3、基床病害的发生机理
3.1路基基床病害概述
铁路路基是带状结构工程，沿线地质差异较大，不良地质条件众多，受到地理、水文、气候环境常年变化影响，以及设计标准、施工工艺和质量、通道运量、维修模式等人文因素制约，导致铁路基床病害成为一种分布广、发性强的病害。西南铁路基床病害主要表现形式为基床翻浆冒泥、路基沉陷、挤出变形、水浸路基等病害。
3.2路基基床病害形式及机理
铁路路基基床塑性变形超过一定范围时，将导致各种形式的病害发生。一是基床翻浆冒泥。路基强度因含水过多而急剧下降，在列车作用下发生翻浆冒泥。一般易发生于基床土质不符合要求的部位，特别是以细粒土作路基填料、风化石质作基床，降雨量大的路堤和路堑地段为病害多发地段；二是路基下沉。由于路基土密实度不足或地基松软，在水、荷重、自重及振动作用下发生局部或较大面积的竖向变形。一般经过列车运行一段时间后，下沉会趋于缓解。但有时因荷重增加或水的作用使沉降速率加大。局部下沉也会造成陷槽使线路不平顺。下沉分为基床下沉、堤体下沉和基底下沉；三是挤出变形。基床内土体强度不足而产生剪切破坏或塑性流动，在列车荷载的作用下，基床上发生剪切破坏，出现路肩隆起、侧沟路肩外挤和边缘外膨。
3.3路基基床病害发生因素
铁路路基基床质量病害的发生因素可以简单地概括为自然因素和人文因素两个方面。其中自然因素主要是指病害发生的地理、水文、气候环境条件，具有客观性，不可控性。人文因素是指设计标准、施工工艺和质量、通道运量、维修模式等条件，具有可控性，两者共同作用，形成路基病害。因此，可以分析自然因素，控制人文因素，达到减少路基病害的目的。一是核定通道运量及运营速度。铁路路基的质量问题出现的频繁度和严重程度与通道运量密切相关，同时，由于行车速度的提高，路基振动及所受动荷载增大，促使基床强度降低和变形发展。需准确预测客货运量，为路基设计提供依据。二是優化设计标准，对填筑参数、边坡处理、基底处理、排水系统、断面尺寸等重要的设计参数进行优化，加强路基基底设计处理，减少地表水对基床的渗透停留，完善排水系统，降低毛细水及地下水位；三是提高施工工艺水平和施工质量。严格按照设计施工，规范填筑工艺，保证路基填筑质量，尤其是基床表层及底层的填筑工艺，配套完善路基附属工程；四是强化维管工作。由于行车密度大，养护维修的作业时间受到限制，需制定科学的维修周期，降低病害发生概率。
4、新建铁路路基基床病害的防治措施
4.1施工措施概述
首先要选择合理的施工方案和施工技术手段，优化设计方案，提高施工的效率，加快工程的进度。在施工的过程中，要针对不同的填土材料和含水率选择合适的碾压方法和工具，以保证路基的土质的密度和强度。
其次，按照严格的施工程序来执行相关的技术路线。在施工之前就要做好施工组织设计工作，协调好各工序间相互关系，尽可能将路基填筑安排在非雨天时段进行施工，做好人员培训，以及监督管理工作，对整个工程的施工程序进行全程监督和指导，根据现场需要，动态调整技术路线和施工顺序。
最后就是要严把路基基床材料的质量关，一是基床底层填料应选用A、B组填料或改良土。当选用碎石类作为基床底层填料时，应级配良好，其粒径不应大于10cm。二是基床表层填料基床表层填料采用级配碎石。碎石粒径、级配及材料性能应符合铁道部现行《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》的有关规定，杜绝出现使用质量不合格的回填材料。
4.2具体的施工措施
4.2.1基床施工工艺
4.2.1.1路堑基床施工，须在开挖接近堑底时，鉴别核对土石，然后按基床设计断面测量放线，开挖修整；按设计采取压实、换填、改良土质、排水等措施。采用爆破法开挖的路堑，钻爆最后一层路基面岩石时，沿路面标高打平眼，控制用药量进行光面爆破。 4.2.1.2路堤基床底层施工工艺流程同路堤填筑。在施工前对路基本体进行检测，并报监理验收。基床底层采用碎石土填筑，部分使用不易风化、坚硬含粒径不大于15cm的石块，分层填筑，填筑厚度为每层20-25cm，均匀压实。基床每一压实层的全宽必须使用同一种条件相同的填料，上下层使用不同种类的D15与较细的d85之比应≤4；非渗水土与渗水土填层间，颗粒较粗的填料的D15粒径小于0.5mm。
4.2.1.3路堤基床表层土，不使用塑性指数大于12或液限大于32%的粘性土填筑。路堑基床表层土，如为易风化的泥质岩石及塑性指数大于12或液限大于32%的粘性土，以渗水土换填。侧沟深度不小于0.6m，并加固处理。换填厚度为基床表层，宽度为路基面全宽。基床土质和密实度符合规范要求。
4.2.2基床施工措施
4.2.2.1当基床填料不得不用塑性指数大于12，液限大于3%的粘性土作填料时，在碎石道床底部进行砂垫层的铺设，分离碎石道床和路基基面，使路基基面的受力更加均匀，有利于基面保持平整度，有效地避免了由于积水而造成的路基的翻浆冒泥现象。对于雨水充沛的地区，砂垫层内加铺带复合土工布或橡胶板、塑料排水板等形成的不透水材料，阻隔地表水向基床的渗透，防止因基床土含水量的增加，在列车荷载反复作用而产生的翻浆冒泥现象。
4.2.2.2基床表面整修养护。表面整平补填时，如补填厚度小于10cm，将原压实层翻挖至少10cm深，再補填压实，使其外型、质量达到设计要求。非渗水土路基面设路拱，形状为三角形，高0.15m，底宽等于路基面宽度。曲线加宽时，仍保持三角形。同时于路拱下部自既有线路肩向外做4%的排水横坡，横坡以上部分（含路拱）填渗水土；当第二线路肩低于既有路肩时，排水横坡通过第二线路肩设置。渗水土和岩石路基面不设路拱。
5、铁路路基基床的施工质量控制方法
5.1路基填料的控制办法
路基填料对铁路路基施工质量的好坏起决定因素。它主要是指土、石混合而成的。按照铁路路基的设计规范，可以将路基填料分为优质填料、良好填料和一般填料。优质的填料主要包括硬实块搭配品质优良的细粒土，其中所含的粗砂和碎石土都较少。良好的填料则比优质的填料略次一点，其中则包含较多的软石块和较少的细粒土，漂浮这更多的碎石土以及漂石土等。一般填料的品质则更次于前两者。在铁路路基的建设中要严禁使用D类填料。土源的选择应该慎重选择土源场地，在运输之前要对此地区的地形、地貌等情况进行详细的调查和分析，尽量选择土质较好、含水量适中的土源，在确定土源场地后要进行土样实验，确定该土源是否适合用于铁路路基的建设。
5.2压实度的控制
路基压实度的控制，首先要控制填土的含水量，尽量使其保持在试验段设计允许的标准内，有效地控制压实度。含水量若过大，应在晾晒到一定程度时再进行碾压。为了保证土的最佳含水量能维持在整个工程的施工过程中，施工的过程应该实行连续作业，切勿使土暴晒甚至雨淋，以免土壤的含水量出现变化。其次要选择合理的压实工具。土壤在填实的过程中要进行分层铺设，逐层进行压实。压实工具也应该尽量选择重型压实机进行施工，并且要保证每层土的厚度不能超过规范要求。另外，控制土的含水量时要考虑到碾压带来的水量损失。路基基床的压实系数检测按表控制。
注：1、压实系数为重型击实试验对应的压实系数；
2、K30为用30cm直径荷载板试验得出的地基系数。
5.3基床面平整度的控制
在每100m长路基上，用2.5m长直尺，垂直于线路中线，间距大致均匀地抽测10次，量得的最大凹凸差，土质基面不超过1.5cm，石质基面允许有2次超过5cm，但不大于10cm。
6、结束语
铁路路基基床填筑质量的好坏直接关系到整个铁路的质量与安全，是关乎人们通行安全与否的关键所在，也能在一定程度上影响通行列车的舒适度。因此，必须要对铁路路基基床施工的技术与质量问题引起足够的重视。在施工的过程中要采取科学合理的施工方案和施工技术路线，抓住施工的重点和难点，严格执行相关的质量技术标准，保证施工的质量。
【关键词】铁路路基；施工技术；病害；措施
1、引言
我国经济快速发展需要不断加快铁路建设，据统计，新线铁路路基长度约占全线长度的三分之一，路基基床施工的好坏对于整条线建成投运后的运输质量十分重要。为提高路基施工质量，减少因路基病害造成后期维护对运输的干扰，需结合路基特点，根据地形地貌状况及水文地质情况，对施工技术及措施进行综合分析。
2、铁路路基的基本特点
铁路路基位于线路下方，作为承受轨道和列车荷载的基础，承担保障线路稳定及列车正常运行的重要功能。要求有足够的基床强度和经受列车重复荷载的疲劳强度，有较小的路基弹性变形和累计塑性变形，有合理的刚度和保持适当的弹性。为确保路基具有前述各项功能指标，需要从其特征方面进行分析。
2.1路基基床强度
基床强度需能够承受列车重复荷载产生动应力的作用。
列车轮轨振动加速度和对轨道的冲击与速度平方成正比，随着列车车速提高，路基承担的动荷载及其作用次数将明显增加。为保证行车条件下路基的稳定，路基必须具有足够的强度，承受列车动荷载对基床的强度需求。此外，还要考虑由于动荷载的作用次数增加，路基土体的疲劳作用加强，土的强度将有一定程度下降的因素，为保证路基在重复荷载作用下的稳定，基床应有经受重复荷载的疲劳强度。
2.2路基基床刚度
基床刚度要求在列车荷载作用下，弹性变形和累计塑性变形要小。同时，还应具备一定的弹性以减弱轮轨动力作用。
路基按强度破坏条件进行设计，由于在轮轨动力作用下，如果轨道几何尺寸不能保持，弹性变形和累计塑性变形将会明显增加，需控制达到强度破坏前可能出现的过大变形。另外，合理基床刚度能影响车轮荷载分配，使轨面最大支承力减少一半以上，能够改善基床动应力分布，减弱重复荷载的动力作用，减少列车荷载对线路的不良影响。
3、基床病害的发生机理
3.1路基基床病害概述
铁路路基是带状结构工程，沿线地质差异较大，不良地质条件众多，受到地理、水文、气候环境常年变化影响，以及设计标准、施工工艺和质量、通道运量、维修模式等人文因素制约，导致铁路基床病害成为一种分布广、发性强的病害。西南铁路基床病害主要表现形式为基床翻浆冒泥、路基沉陷、挤出变形、水浸路基等病害。
3.2路基基床病害形式及机理
铁路路基基床塑性变形超过一定范围时，将导致各种形式的病害发生。一是基床翻浆冒泥。路基强度因含水过多而急剧下降，在列车作用下发生翻浆冒泥。一般易发生于基床土质不符合要求的部位，特别是以细粒土作路基填料、风化石质作基床，降雨量大的路堤和路堑地段为病害多发地段；二是路基下沉。由于路基土密实度不足或地基松软，在水、荷重、自重及振动作用下发生局部或较大面积的竖向变形。一般经过列车运行一段时间后，下沉会趋于缓解。但有时因荷重增加或水的作用使沉降速率加大。局部下沉也会造成陷槽使线路不平顺。下沉分为基床下沉、堤体下沉和基底下沉；三是挤出变形。基床内土体强度不足而产生剪切破坏或塑性流动，在列车荷载的作用下，基床上发生剪切破坏，出现路肩隆起、侧沟路肩外挤和边缘外膨。
3.3路基基床病害发生因素
铁路路基基床质量病害的发生因素可以简单地概括为自然因素和人文因素两个方面。其中自然因素主要是指病害发生的地理、水文、气候环境条件，具有客观性，不可控性。人文因素是指设计标准、施工工艺和质量、通道运量、维修模式等条件，具有可控性，两者共同作用，形成路基病害。因此，可以分析自然因素，控制人文因素，达到减少路基病害的目的。一是核定通道运量及运营速度。铁路路基的质量问题出现的频繁度和严重程度与通道运量密切相关，同时，由于行车速度的提高，路基振动及所受动荷载增大，促使基床强度降低和变形发展。需准确预测客货运量，为路基设计提供依据。二是優化设计标准，对填筑参数、边坡处理、基底处理、排水系统、断面尺寸等重要的设计参数进行优化，加强路基基底设计处理，减少地表水对基床的渗透停留，完善排水系统，降低毛细水及地下水位；三是提高施工工艺水平和施工质量。严格按照设计施工，规范填筑工艺，保证路基填筑质量，尤其是基床表层及底层的填筑工艺，配套完善路基附属工程；四是强化维管工作。由于行车密度大，养护维修的作业时间受到限制，需制定科学的维修周期，降低病害发生概率。
4、新建铁路路基基床病害的防治措施
4.1施工措施概述
首先要选择合理的施工方案和施工技术手段，优化设计方案，提高施工的效率，加快工程的进度。在施工的过程中，要针对不同的填土材料和含水率选择合适的碾压方法和工具，以保证路基的土质的密度和强度。
其次，按照严格的施工程序来执行相关的技术路线。在施工之前就要做好施工组织设计工作，协调好各工序间相互关系，尽可能将路基填筑安排在非雨天时段进行施工，做好人员培训，以及监督管理工作，对整个工程的施工程序进行全程监督和指导，根据现场需要，动态调整技术路线和施工顺序。
最后就是要严把路基基床材料的质量关，一是基床底层填料应选用A、B组填料或改良土。当选用碎石类作为基床底层填料时，应级配良好，其粒径不应大于10cm。二是基床表层填料基床表层填料采用级配碎石。碎石粒径、级配及材料性能应符合铁道部现行《客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件》的有关规定，杜绝出现使用质量不合格的回填材料。
4.2具体的施工措施
4.2.1基床施工工艺
4.2.1.1路堑基床施工，须在开挖接近堑底时，鉴别核对土石，然后按基床设计断面测量放线，开挖修整；按设计采取压实、换填、改良土质、排水等措施。采用爆破法开挖的路堑，钻爆最后一层路基面岩石时，沿路面标高打平眼，控制用药量进行光面爆破。 4.2.1.2路堤基床底层施工工艺流程同路堤填筑。在施工前对路基本体进行检测，并报监理验收。基床底层采用碎石土填筑，部分使用不易风化、坚硬含粒径不大于15cm的石块，分层填筑，填筑厚度为每层20-25cm，均匀压实。基床每一压实层的全宽必须使用同一种条件相同的填料，上下层使用不同种类的D15与较细的d85之比应≤4；非渗水土与渗水土填层间，颗粒较粗的填料的D15粒径小于0.5mm。
4.2.1.3路堤基床表层土，不使用塑性指数大于12或液限大于32%的粘性土填筑。路堑基床表层土，如为易风化的泥质岩石及塑性指数大于12或液限大于32%的粘性土，以渗水土换填。侧沟深度不小于0.6m，并加固处理。换填厚度为基床表层，宽度为路基面全宽。基床土质和密实度符合规范要求。
4.2.2基床施工措施
4.2.2.1当基床填料不得不用塑性指数大于12，液限大于3%的粘性土作填料时，在碎石道床底部进行砂垫层的铺设，分离碎石道床和路基基面，使路基基面的受力更加均匀，有利于基面保持平整度，有效地避免了由于积水而造成的路基的翻浆冒泥现象。对于雨水充沛的地区，砂垫层内加铺带复合土工布或橡胶板、塑料排水板等形成的不透水材料，阻隔地表水向基床的渗透，防止因基床土含水量的增加，在列车荷载反复作用而产生的翻浆冒泥现象。
4.2.2.2基床表面整修养护。表面整平补填时，如补填厚度小于10cm，将原压实层翻挖至少10cm深，再補填压实，使其外型、质量达到设计要求。非渗水土路基面设路拱，形状为三角形，高0.15m，底宽等于路基面宽度。曲线加宽时，仍保持三角形。同时于路拱下部自既有线路肩向外做4%的排水横坡，横坡以上部分（含路拱）填渗水土；当第二线路肩低于既有路肩时，排水横坡通过第二线路肩设置。渗水土和岩石路基面不设路拱。
5、铁路路基基床的施工质量控制方法
5.1路基填料的控制办法
路基填料对铁路路基施工质量的好坏起决定因素。它主要是指土、石混合而成的。按照铁路路基的设计规范，可以将路基填料分为优质填料、良好填料和一般填料。优质的填料主要包括硬实块搭配品质优良的细粒土，其中所含的粗砂和碎石土都较少。良好的填料则比优质的填料略次一点，其中则包含较多的软石块和较少的细粒土，漂浮这更多的碎石土以及漂石土等。一般填料的品质则更次于前两者。在铁路路基的建设中要严禁使用D类填料。土源的选择应该慎重选择土源场地，在运输之前要对此地区的地形、地貌等情况进行详细的调查和分析，尽量选择土质较好、含水量适中的土源，在确定土源场地后要进行土样实验，确定该土源是否适合用于铁路路基的建设。
5.2压实度的控制
路基压实度的控制，首先要控制填土的含水量，尽量使其保持在试验段设计允许的标准内，有效地控制压实度。含水量若过大，应在晾晒到一定程度时再进行碾压。为了保证土的最佳含水量能维持在整个工程的施工过程中，施工的过程应该实行连续作业，切勿使土暴晒甚至雨淋，以免土壤的含水量出现变化。其次要选择合理的压实工具。土壤在填实的过程中要进行分层铺设，逐层进行压实。压实工具也应该尽量选择重型压实机进行施工，并且要保证每层土的厚度不能超过规范要求。另外，控制土的含水量时要考虑到碾压带来的水量损失。路基基床的压实系数检测按表控制。
注：1、压实系数为重型击实试验对应的压实系数；
2、K30为用30cm直径荷载板试验得出的地基系数。
5.3基床面平整度的控制
在每100m长路基上，用2.5m长直尺，垂直于线路中线，间距大致均匀地抽测10次，量得的最大凹凸差，土质基面不超过1.5cm，石质基面允许有2次超过5cm，但不大于10cm。
6、结束语
铁路路基基床填筑质量的好坏直接关系到整个铁路的质量与安全，是关乎人们通行安全与否的关键所在，也能在一定程度上影响通行列车的舒适度。因此，必须要对铁路路基基床施工的技术与质量问题引起足够的重视。在施工的过程中要采取科学合理的施工方案和施工技术路线，抓住施工的重点和难点，严格执行相关的质量技术标准，保证施工的质量。