高速鐵路的高速、安全和舒適性對(duì)軌下基礎(chǔ)的穩(wěn)定性、耐久性和平順性提出更嚴(yán)格的要求。密級(jí)配瀝青混合料兼具彈性、防水性和可維護(hù)性,是軌下基礎(chǔ)良好的緩沖支承和防水封閉材料,將其引入軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層,能有效改善水泥混凝土無(wú)砟軌道由剛性混凝土底座直接過(guò)渡到柔性級(jí)配碎石基床的層間剛度協(xié)調(diào)問(wèn)題�；诖�,本文以單元板式無(wú)砟軌道為研究對(duì)象,開(kāi)展全斷面瀝青混凝土鋪裝軌道結(jié)構(gòu)研究,分別探討其結(jié)構(gòu)組成與材料設(shè)計(jì)、解析建模與數(shù)值模型驗(yàn)證、結(jié)構(gòu)準(zhǔn)靜態(tài)設(shè)計(jì)方法。完成的主要工作和成果有:（1）提出了瀝青混凝土鋪裝軌道結(jié)構(gòu)形式。通過(guò)國(guó)內(nèi)外研究綜述可知:瀝青混凝土材料用于軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),相對(duì)水泥混凝土材料具有防水性好、減振降噪、便于維護(hù)等優(yōu)勢(shì)。基于此,本文提出瀝青混凝土支承的單元板式無(wú)砟軌道（即瀝青混凝土鋪裝軌道）結(jié)構(gòu),并對(duì)各結(jié)構(gòu)層材料進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）建立了理論解析模型和數(shù)值模型。結(jié)合瀝青混凝土鋪裝軌道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),本文基于彈性層狀體系理論,建立了多層彈性地基板模型,可計(jì)算瀝青混凝土鋪裝軌道的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)。為簡(jiǎn)便計(jì)算,通過(guò)假定軌道板為剛性板,得到均布荷載作用下的四層彈性地基簡(jiǎn)化模型。借助MATLAB編程,可實(shí)現(xiàn)任意點(diǎn)位的應(yīng)力、位... 

【文章來(lái)源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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【部分圖文】：

我國(guó)中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃圖(2016版)[2]

9求，實(shí)現(xiàn)對(duì)基床的優(yōu)化設(shè)計(jì)。規(guī)范[32]規(guī)定了基床各部分厚度，其中無(wú)砟軌道的基床表層厚0.4m，有砟軌道的基床表層厚0.7m，基床底層厚2.3m。1.2.4公路瀝青路面設(shè)計(jì)方法世界各國(guó)的瀝青路面設(shè)計(jì)方法可分為經(jīng)驗(yàn)法和力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法兩大類，其中，經(jīng)驗(yàn)法包括美國(guó)的加州承載比(CBR)法和美國(guó)各州公路和運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)(AASHTO)法；力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法包括我國(guó)現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)方法、美國(guó)的瀝青學(xué)會(huì)(AI)法和殼牌(SHELL)法均為力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法[33]。(1)我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)方法規(guī)范[34]對(duì)我國(guó)瀝青路面的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)作用，設(shè)計(jì)時(shí)采用雙圓均布荷載下的彈性層狀體系模型，通過(guò)初擬結(jié)構(gòu)組合，并對(duì)疲勞荷載作用下的路面結(jié)構(gòu)力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度的迭代求解。圖1.7為我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)流程圖[34]。圖1.7路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算流程圖

15圖2.2CRTSⅠ型板式軌道結(jié)構(gòu)圖[41]其中，CA砂漿技術(shù)為CRTSⅠ型板式軌道的關(guān)鍵技術(shù)[42]。國(guó)內(nèi)20世紀(jì)60年代就開(kāi)始乳化瀝青在鐵路方面的研究，由于受限于知識(shí)水平和技術(shù)條件，相關(guān)研究幾近停滯。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著在秦沈線、武廣線和京津城際等路段進(jìn)行鋪設(shè)試驗(yàn)，我國(guó)對(duì)CA砂漿的性能指標(biāo)與試驗(yàn)方法了解更加深入，從而依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)制定了CA砂漿施工質(zhì)量控制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件[43]。CRTSⅠ型板式軌道結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)[41]：①混凝土基礎(chǔ)板（或底座板）較為堅(jiān)實(shí)，可降低上層軌道板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求；②CA砂漿作為調(diào)整層，可通過(guò)調(diào)整CA砂漿厚度調(diào)整軌道板定位；③依據(jù)層狀體系設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行分層設(shè)計(jì)和施工，方便后期的維護(hù)；④凸形擋臺(tái)能有效傳遞縱橫向力，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生水平滑移；2.1.2CRTSⅡ型板式軌道結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)CRTSⅡ型板式軌道為縱連板式無(wú)砟軌道，能適應(yīng)ZPW-2000軌道電路[41]。最早應(yīng)用于京津城際客運(yùn)專線。其結(jié)構(gòu)型式主要參考博格板的型式，橋梁段和路基、隧道地段的結(jié)構(gòu)組成有區(qū)別。橋梁段CRTSⅡ型板式軌道結(jié)構(gòu)圖如圖2.3所示，其結(jié)構(gòu)組成由上到下依次為：鋼軌、扣件、側(cè)向擋塊、軌道板、CA砂漿層、底座板（厚200mm)和兩布一膜滑動(dòng)層等。對(duì)于處于路基段的CRTSⅡ型板式軌道，其用水硬性支承層（厚300mm）取代了底座版和滑動(dòng)層。


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