重载铁路因运能大、效率高、运输成本低,在世界范围内迅速发展,已成为多数铁路大国货物运输现代化发展的重要标志。基于我国工业布局和能源分布情况,北煤南运和西煤东运的基本格局将长期存在,重载铁路是解决煤炭等大宗货物运输最有效的途径。蒙华重载铁路是目前国内在建规模最大的运煤专线,岳阳至吉安段属丘陵、低山区,地形起伏,沿线地层以风化或易风化软质岩为主,分布段落约占正线全长70%,路堑挖方和隧道弃渣量巨大,若能将其用于路基填筑,则可解决大方量弃土及取土问题,减小对当地生态环境的破坏,产生巨大的经济效益。由于软质岩填料在路基填筑中适宜性的研究,大多以高速铁路或客运专线为主,对于轴载重、运量大和行车密度高的重载铁路,关于软质岩填料的改良及填筑技术缺乏深入分析。因此,进一步开展风化软质岩填料的相关试验研究,探讨用于重载铁路路基填筑的可行性,可为完善特殊条件下铁路路基的设计和施工技术奠定基础,具有重要的现实意义。在总结分析已有研究成果基础上,依托新建蒙华重载铁路工程,针对沿线分布的全风化软质岩填料和风化程度不同的软质岩块,通过室内和现场试验,从填料的工程性质和路用性能,以及路基的工后沉降、动力稳定特性等方面开展了深入研究,主要工作和结论如下:（1）非规则软质岩点荷载强度的等效面积法单轴抗压强度是岩石强度分级和岩体风化分带的重要指标,是岩石的最基本物理属性,通常采用标准的圆柱状试件进行压缩试验获取,但试件制作过程复杂,对于软弱、严重风化和节理发育的岩石,由于不能正常取出完整岩芯或无法加工成标准试件,很难采用标准的岩石试验方法测定强度,点荷载试验提供了一条快速简便的有效途径。基于点荷载强度的力学实质,通过引入试样实际破坏截面与最小截面的宽度比“面积系数”,构建了以最小截面积为基本参数的“等效面积法”及统一表达式,选用非规则软质岩试样,讨论了风化程度不同时面积系数的变化特征,研究了形状系数和加载点间距对点荷载强度的影响规律。试验表明:面积系数呈高度偏态分布,其特征值中位数随风化程度的增加在1.40¹.46间小幅增大,计算软质岩点荷载强度时可取均值1.43;点荷载强度I_s随形状系数?和加载点间距D的增大逐渐减小至趋于稳定,随风化程度减弱,?的影响相应增加,D的影响变化不大。对于强、弱和微风化软质岩,以I_s的相对偏差≤40%作为选样标准,提出了试样?分别不宜小于0.4、0.5和0.6,D应大于35mm的建议。（2）软质岩块作为石质填料用于铁路路基填筑的强度控制标准铁路路基地段的线路结构由上至下依次为:道床、基床表层、基床底层和基床以下路堤,在列车作用下沿路基深度方向的动荷载逐渐衰减,路基各结构层对填料性质指标的要求可相应降低。将饱和单轴抗压强度为5²5MPa的软质岩块按级差5MPa分为5组,开展了岩块试样的物理、水理和力学性质试验,掌握了软质岩块的基本工程性质,建立了强度等级不同的软质岩块压碎值CA、洛杉矶磨耗率LAA与饱和单轴抗压强度_cR之间的关系式。当软质岩块作为石质填料用于基床表层填筑时,承受的动荷载作用较强,填料材质指标应按《铁路路基极限状态法设计暂行规范》（Q/CR9127-2015）中,客货共线铁路路基基床表层级配碎石CA<16%的较高标准确定,根据已建立的关系式可得_cR>24.2MPa、LAA<39.5%;由于基床底层承受的动荷载作用相对较弱,可按基床表层级配碎石LAA?50%的较低标准确定,对应的_cR?18.4MPa、CA≤18.7%。对于主要承受静荷载作用的基床以下路堤,填料材质指标可根据高速公路底基层级配碎石CA?30%的标准确定,对应的_cR?13.5MPa,可得铁路行业的CA≤20.9%、LAA≤58.7%。据此,提出了软质岩块作为石质填料用于铁路路基填筑时的强度标准建议值,即用于基床表层填筑时,_cR≥25MPa,CA<16%、LAA≤40%;用于基床底层填筑时,相应的_cR?20MPa,CA<18%、LAA?50%;用于基床以下路堤填筑时,可取_cR?15MPa,CA<20%、LAA?55%。（3）全风化软质千枚岩和水泥改良土填料工程性质及填筑工艺填料工程性质是影响路基填筑质量的重要因素,通过X射线衍射和X射线荧光光谱分析试验,可知全风化软质岩填料中所含矿物成分主要为石英、富铁白云母、冰长石、高岭石和绿泥石,黏土矿物中未检测出蒙脱石;化学成分共24种,其中石英含量最高,占总质量的69.5%,Nb含量最少,为0.001%。室内土工试验得到全风化软质岩为高液限粉质黏土,属于D组填料,用于重载铁路基床以下路堤填筑时,应进行加固或改良。通过不同掺配比、压实系数、养护龄期的无侧限抗压强度试验,得到水泥改良土填料的最佳掺配比为3.5%;进而对全风化软质岩和掺配比为3.5%的水泥改良土填料,进行了系统的力学性质试验,采用水泥改良后填料强度指标具有显著提高。现场填筑试验表明,随填料松铺厚度增加,路堤填土压实系数无明显变化,含水率增加时,压实系数呈先增大后减小的趋势,地基系数则均逐渐减小;路堤填筑时,应严格控制填料松铺厚度和含水率。对于全风化软质岩填料,建议松铺厚度h取0.35m,含水率w控制在w_opt-3%（27）w（27）w_{op t}范围内,采用静压2遍+弱振1遍静压1遍+强振1遍静压1遍+静压2遍的碾压方式进行施工;对于水泥改良土填料,h可取0.4m,w应在w_{op t}（27）w（27）w_{op t}（10）2%范围,碾压工艺为静压2遍+弱振1遍静压1遍+强振1遍静压1遍。（4）全风化软质千枚岩和水泥改良土填料路基长期沉降观测及含水状态在分析两参数双曲线和指数曲线模型数学特征基础上,通过引入“沉降半衰期变形速率”特征量,基于大量现场沉降观测资料,提出了一种预测路基工后沉降的三参数幂函数模型。选取判定系数、均方差和关联度指标,对三种模型预测工后沉降的可靠性进行了综合对比分析,得到幂函数模型的判定系数和关联度最大、均方差最小,表明三参数幂函数模型的回归曲线与实测曲线最接近,预测效果最好;试验断面的工后沉降最大值为37.25mm,远小于重载铁路路基的限值200mm,软质岩路基的工后沉降满足规范要求。路堤填料含水率测试值随时间呈初始调整、缓慢增长和基本稳定三个阶段,第一阶段出现在传感器埋设初期,第二阶段处于雨水较多,日照不强的秋冬至春季期间,第三阶段路堤填料含水率基本稳定,随季节交替变化不显著。在路堤水平方向上,填料含水率中部小、两侧大;在竖直方向上,路堤填土的含水率,整体呈上部小、下部大的基本规律。（5）模拟重载铁路列车荷载长期作用下路堤和路堑基床结构动态响应重载铁路货运列车荷载作用下,路基应力叠加效应显著,计算时宜采用前后两车相邻转向架的四轴荷载模式,以轨枕底平面为半无限空间表面,按Boussinesq公式可得轴重30t时路基应力沿深度的分布规律。蒙华重载铁路道床部分为0.3m面砟+0.2m底砟,轨枕底0.5m处的计算值即为列车荷载传递至路基面时的静应力,根据基床表层和基床底层的动弹性模量,可得列车荷载作用下3.0m基床结构范围内的弹性变形。激振试验时的刚性加载板尺寸为2.0m×2.0m,按基床结构范围内弹性变形等效原则,可确定加载板板底的静应力为61.0kPa;在时速80km、动力冲击系数?取0.004时,常遇荷载作用下路基面的动应力为67.7kPa,极限荷载为80.5kPa。据此,采用自主研发的激振试验设备,开展了模拟重载铁路列车荷载作用的路基现场激振试验,测试了不同动荷载作用下,路堤和路堑基床结构的动态响应特征。试验表明:实测路基动应力、振动加速度和振动速度沿深度方向逐渐衰减,随动荷载作用增大,测试值逐渐增加;动荷载作用下加载板板底振动位移最大,沿路基表面水平方向呈非线性趋势逐渐减小,距加载板边缘距离越近,衰减幅度越明显,振动位移沿路基纵向的显著影响范围约为1倍加载板边长。在常遇荷载作用下,路堤断面加载板板底的振动位移为0.724mm;极限荷载时,路堤和路堑断面的振动位移分别为0.833mm和0.871mm,均小于规范控制值1.0mm,表明路基具有良好的动力稳定特性。