高速鐵路不同類型基床力學(xué)性能對比分析.pdf

1、路基設(shè)計是高速鐵路設(shè)計中一項重要的內(nèi)容，基床表層是路基結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，在現(xiàn)有的《高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行)》(TB10020-2009)中，采用級配碎石作為基床表層材料。為了提高高鐵路基的力學(xué)性能，本文參照公路基層材料的使用經(jīng)驗，將瀝青穩(wěn)定碎石和水泥穩(wěn)定碎石引入高鐵路基基床表層，建立不同類型的強化基床表層結(jié)構(gòu)組合，并對此進行了力學(xué)性能的比較分析。
　　本文首先介紹了高鐵基床的結(jié)構(gòu)形式及材料性能?？偨Y(jié)了瀝青穩(wěn)定碎石和水泥穩(wěn)定碎石

2、在道路上應(yīng)用的力學(xué)性能特征及經(jīng)濟性，說明兩者在高鐵基床中的應(yīng)用具有一定的可行性。提出兩種強化基床表層的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，方案一：基床表層上部為10cm瀝青穩(wěn)定碎石，下部為30cm級配碎石；方案二：基床表層上部為20cm水泥穩(wěn)定碎石，下部為20cm級配碎石。
　　介紹高鐵基床的設(shè)計原理并采用ANSYS有限元軟件建立高速鐵路無砟軌道平面應(yīng)變模型，對級配碎石、瀝青穩(wěn)定碎石和水泥穩(wěn)定碎石三種方案的路基結(jié)構(gòu)進行靜力和動力的力學(xué)性能對比分析。

3、r>　　在靜力分析中，研究了三種路基結(jié)構(gòu)的抗變形能力以及抗裂性能差異。對比了基床表層、基床底層、路堤填土層和地基層的位移以及基床表層的主拉應(yīng)力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石在各層的位移量均最小，瀝青穩(wěn)定碎石次之，級配碎石基床最大，說明水泥穩(wěn)定碎石基床的抗變形能力優(yōu)于瀝青穩(wěn)定碎石基床，而瀝青穩(wěn)定碎石基床優(yōu)于級配碎石基床。相反，主拉應(yīng)力的分析結(jié)果表明瀝青穩(wěn)定碎石基床的抗裂性能優(yōu)于水泥穩(wěn)定碎石基床。
　　在動力分析中，從時程位移、振動加速度以及

4、動應(yīng)力三方面對三種路基結(jié)構(gòu)的基床表層、基床底層、路堤填土層及地基層進行了研究。時程位移的分析結(jié)果與靜力分析結(jié)果一致；振動加速度的分析表明水泥穩(wěn)定碎石基床產(chǎn)生的振動加速度最小，瀝青穩(wěn)定碎石基床次之，級配碎石基床最大；動應(yīng)力的分析表明水泥穩(wěn)定碎石基床的動應(yīng)力最小，瀝青穩(wěn)定碎石基床略大于水泥穩(wěn)定碎石基床，前兩者遠小于級配碎石基床。通過分析不同速度下三種基床路基面的動應(yīng)力變化趨勢，說明了隨著速度的增加，動應(yīng)力并非呈線性增長，而是逐漸趨于平緩，其