高速铁路沥青混凝土轨下基础结构行为与设计指标体系

轨下基础结构的性能直接影响到整个铁路系统的运营安全、行车的舒适性和结构的整体使用寿命。在我国大力发展高速铁路无砟轨道铁路结构的同时，探索新型的轨下基础结构显得尤为重要，沥青混凝土具有防水性好、承载能力强以及减震降噪等独有优点，被逐渐应用于铁路轨下基础结构。本课题针对铁路沥青混凝土轨下基础结构，采用系统耦合动力学分析方法、室内材料试验以及室内动力模型试验，系统开展了铁路沥青混凝土的材料优化设计、结构动力学响应规律分析以及结构疲劳损伤的理论分析等，并结合现场实测资料，对比分析，最终提出了沥青混凝土轨下基础的关键性力学响应规律，提出了沥青混凝土轨下基础结构设计方法及其设计指标体系。本项目研究成果可以推动沥青混凝土在高速铁路轨下基础结构中的应用。 2100433B

轨下基础位于轨道结构与路基之间，直接承受、传递并分散由轨道传来之列车荷载，其性能直接影响高速铁路的运营安全、行车舒适与使用寿命。我国高速铁路广泛采用无砟轨道结构，轨下基础多为水泥混凝土刚性板，其噪音和振动问题难以解决。沥青混凝土轨下基础具有噪音低、减振好、维护易、开裂少等优点，该结构在德美日澳等国已有采纳，而我国仅在京津城际和武广客专等线路的部分站场进行了少量试验性应用，但缺乏基础研究和理论指导，严重制约其在线路上的应用和推广。本项目应用动力分析方法，针对设计时速、轨道类型和基床条件等关键因素，系统进行沥青混凝土轨下基础结构行为研究；通过室内大型动态模型试验，并结合已有现场实测资料，提出沥青混凝土轨下基础关键力学指标；根据路轨一体化原则和累积疲劳损伤方法，研究基于层状体系理论的沥青混凝土轨下基础设计方法，构建其设计指标体系。本项目研究成果可作为高速铁路沥青混凝土轨下基础设计的理论基础。

沥青混凝土作为公路路面常用材料，具有承载力好、防水性强以及减震降噪等优点，逐渐被应用到新型铁路轨下基础基床结构中，然而对于其耐久性问题尚无定论，因此有关沥青混凝土面层式基床轨下基础疲劳损伤机理还有待进一步的研究。在申请者对有关铁路沥青混凝土前期研究工作的基础上，本课题拟围绕沥青混凝土面层式基床轨下基础结构动力学响应、损伤模式以及疲劳寿命预测等方面开展研究。通过室内材料参数试验测定铁路沥青混凝土动力学参数、抗水损参数、抗弯拉性能以及温度敏感性参数，采用室内动力模型试验测定沥青混凝土面层式基床轨下基础结构的动力学响应规律和损伤模式，结合数值仿真计算和回归分析等研究手段，开展其结构动力学响应及疲劳损伤影响因素的敏感性分析，建立沥青混凝土面层式基床轨下基础结构的疲劳寿命预测模型，为沥青混凝土在铁路轨下基础结构中的应用提供理论基础及技术支撑。

《高速铁路水下隧道研究与设计》作者结合广深港客运专线狮子洋水下隧道的建设条件与运营要求，针对各项技术难题，采用理论分析、模型试验、现场测试等多种手段相结合的方法开展科研攻关，提出了多项创新技术，包括复合地层高速铁路特长水下隧道的总体设计技术、复合地层高速铁路水下隧道结构动一静力学优化设计技术、双孔单线特长铁路隧道的气动效应缓解技术、特长高速铁路水下隧道防灾与疏散技术、盾构机一字形地中对接和洞内拆解技术、施工材料计量及控制技术等。

《高速铁路水下隧道研究与设计》反映了课题研究成果及其在狮子洋水下隧道工程设计中的具体应用情况，可供从事隧道及地下工程修建的设计、施工、科研技术人员以及高等院校师生参考。

是位于钢轨以下、路基面以上，由轨下部件和道床组成的，承受列车通过钢轨传递的载荷并分布给路基面的轨道基础。通常是在道床上间隔铺设横向轨枕的结构称为传统型式，由其他型式的道床或轨下部件构成的就称为新型轨下基础，如碎石道床上铺设混凝土宽枕、纵枕、框架、轨道板等，或用沥青材料对道碴道床稳定处理，采用沥青道床以及混凝土整体道床等。