華麗晶

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)

1 概述

隨著國(guó)家“一帶一路”重大戰(zhàn)略的提出，中國(guó)鐵路迎來(lái)了一個(gè)良好的發(fā)展機(jī)遇，“一帶一路”架起了中國(guó)走向世界的便捷通道，中國(guó)鐵路及其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也逐漸走出國(guó)門(mén)，走向世界[11]。但對(duì)于目前海外絕大部分鐵路工程來(lái)說(shuō)，由于歷史文化、地緣關(guān)系及語(yǔ)言體系等原因，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)?shù)毓こ塘?xí)慣不太相適應(yīng)，歐洲標(biāo)準(zhǔn)由于其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，仍然是海外工程標(biāo)準(zhǔn)的主流。筆者參與的利比亞某鐵路工程就仍然采用歐洲規(guī)范中的德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)。

結(jié)合利比亞某鐵路的路基設(shè)計(jì)，對(duì)德國(guó)鐵路填料分類相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)分析，并與中國(guó)鐵路相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)指導(dǎo)使用德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的海外鐵路項(xiàng)目中路基填料設(shè)計(jì)具有重要意義。

2 德國(guó)鐵路路基填料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 德國(guó)鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系概述

德國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系分為技術(shù)法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)兩部分。技術(shù)法規(guī)由政府制定、發(fā)布和實(shí)施，對(duì)涉及人身和動(dòng)物的健康、安全、環(huán)境保護(hù)與水土保持、用戶權(quán)益等方面進(jìn)行了規(guī)定[6]。

德國(guó)鐵路工程建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)依次分為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)、鐵路公司標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)層次[6]。本文結(jié)合德國(guó)鐵路的實(shí)際情況，主要討論的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)、鐵路公司標(biāo)準(zhǔn)。

利比亞某鐵路路基設(shè)計(jì)主要參考了德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土方工程和地基、土木工程的土壤分類》(DIN 18196—2006)和德國(guó)鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《路基工程的設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)》(DB 836.0501—1999)。

2.2 德國(guó)鐵路巖土分類相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

巖土分類主要針對(duì)的是保持天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)的地基土。歐洲標(biāo)準(zhǔn)采用的是“統(tǒng)一分類法”。該方法根據(jù)地基土顆粒的粒徑大小、細(xì)顆粒含量、相鄰粒組的含量、顆粒的級(jí)配以及塑性指數(shù)、液限等塑性指標(biāo)來(lái)進(jìn)行分類[7]。該分類法的第一步是根據(jù)地基土的顆粒粒組主要成分進(jìn)行一級(jí)定名，第二步再根據(jù)地基土的顆粒級(jí)配、細(xì)粒含量和塑性等物理指標(biāo)進(jìn)行二級(jí)定名，同時(shí)明確標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)[7]。

德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土方工程和地基、土木工程的土壤分類》(DIN 18196—2006)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)的分類原則基本一致，原則上遵循EN ISO 14688—2：2004的規(guī)定，但其在具體的定量指標(biāo)上略有不同。具體表現(xiàn)在：一般土壤根據(jù)顆粒級(jí)配、塑性、有機(jī)質(zhì)含量等可分為粗粒土、多粒徑土、細(xì)粒土、有機(jī)土、填土等類別。為了便于統(tǒng)計(jì)說(shuō)明，德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(DIN 18196—2006)對(duì)建筑工程用土壤分類進(jìn)行了總結(jié)，詳見(jiàn)表1。

表1 建筑工程用土壤分類

2.3 德國(guó)鐵路路基填料類型相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

填料分類主要針對(duì)擾動(dòng)土，其天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)已被破壞。德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土方工程和地基、土木工程的土壤分類》(DIN 18196—2006)將路基填料一般分為粗粒土填料、混合土填料、細(xì)粒土填料3種，具體分類詳見(jiàn)圖1。

(1)粗粒土填料：粗粒土(砂和礫石)適用于路堤的填料，在填筑時(shí)盡可能選用不均勻的粗粒土，其最佳的壓實(shí)效果只有在填筑土的含水量接近于最佳含水量時(shí)才可以實(shí)現(xiàn)。

圖1 建筑工程用填料分類(依據(jù)DIN 18196—2006整理)

(2)混合土填料：填料混合土的細(xì)粒含量在5%～40%時(shí)，其力學(xué)性能主要受細(xì)粒含量的影響，如果細(xì)粒含量較少就具有粗粒土的性能，按照最佳含水量時(shí)壓實(shí)效果較好。如果細(xì)粒含量較高，其鋪筑位置應(yīng)與細(xì)粒土一樣。

(3)細(xì)粒土填料：細(xì)粒土(黏土和粉土)的可壓實(shí)性和變形性易受含水狀態(tài)(稠度)的影響，通常壓實(shí)困難，因此盡量不要將細(xì)粒土用作路堤的填料，對(duì)于含水量較高的細(xì)粒土需要進(jìn)行改良，含水量較低的黏性土用于路堤應(yīng)力較低部位。

2.4 德國(guó)鐵路路基填料填筑部位相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)德國(guó)鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《路基工程的設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)》(DB 836.0501—1999)，以利比亞某鐵路路基設(shè)計(jì)為例，德國(guó)鐵路路基結(jié)構(gòu)主要有上部軌道結(jié)構(gòu)的路基保護(hù)層(sub-ballast layer)、基床Ⅰ層(subgradeⅠlayer)、基床Ⅱ?qū)?subgradeⅡlayer)。德國(guó)鐵路的標(biāo)準(zhǔn)路基橫斷面如圖2所示。

圖2 德國(guó)鐵路路基橫斷面示意

德國(guó)鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DB 836.0501—1999)中規(guī)定如下。

(1)路基保護(hù)層(sub-ballast layer)材料

路基保護(hù)層(sub-ballast layer)的材料要求為由不同礦物材料構(gòu)成顆?；旌狭?KG)。

劃分標(biāo)準(zhǔn)如下。

①根據(jù)礦物材料類別分為天然未經(jīng)破碎及經(jīng)破碎的礦物材料、人工礦物材料以及可以重復(fù)利用的(RC)材料。

②根據(jù)礦物材料的成分劃分。

③根據(jù)顆粒級(jí)配分為顆粒混合料1(KG1)和顆?；旌土?(KG2)。

德國(guó)鐵路一般只使用兩種礦物材料混合料用于路基保護(hù)層，這種填料即為顆?；旌狭?和顆?；旌狭?。

顆?；旌狭?的特征是細(xì)粒含量相對(duì)較高，其透水系數(shù)極低，在鋪設(shè)時(shí)，一旦超過(guò)最佳含水量，就會(huì)對(duì)水非常敏感。顆?；旌狭?具有和顆?；旌狭?相同的承載力性能，但它的透水性較高。

在選用顆粒混合料時(shí)需注意以下幾點(diǎn)。

①對(duì)于有砟軌道的保護(hù)層，如果地基對(duì)水敏感，一般建議使用顆?；旌狭?，以阻止地表水侵入。由于顆?；旌狭?的滲透系數(shù)低，因此保護(hù)層也能滿足作為防水層的作用。

②在滲水和透水的地基中優(yōu)先使用透水的顆粒混合料2，以便地表水順利滲入到地基中。

③在設(shè)置雙層保護(hù)層時(shí)可在由顆?；旌狭?構(gòu)成的上部防水承載層的下面鋪設(shè)顆?；旌狭?，作為起隔斷毛細(xì)水及排水的下部承載層。

(2)基床Ⅰ層(Subgrade Ⅰ layer)填料

基床Ⅰ層填料可選用粉土質(zhì)礫石GU、黏土質(zhì)礫石GT、粉土質(zhì)砂SU或黏土質(zhì)砂ST。

(3)基床Ⅱ?qū)?Subgrade Ⅱ layer)填料

基床Ⅱ?qū)犹盍线x用級(jí)配良好的礫石GW，粒徑缺失礫石GI，級(jí)配不好的礫石GE，級(jí)配不好的砂SE，級(jí)配良好的砂SW和粒徑缺失的砂SI時(shí)，要求Dpr=0.98。

當(dāng)選用粉土質(zhì)礫石GU，黏土質(zhì)礫石GT，粉土質(zhì)砂SU或黏土質(zhì)砂ST時(shí)，要求Dpr=1.00。

當(dāng)選用富含粉土質(zhì)礫石GU*(*表示含量在15%～40%，下同)，富含黏土質(zhì)礫石GT*，富含粉土質(zhì)砂SU*，富含黏土質(zhì)砂ST*，弱塑性的黏土UL，中等塑性的粉土UM和弱塑性的黏土TL時(shí)，要求Dpr=0.97、空氣孔隙率na<0.12。

2.5 德國(guó)鐵路路基填料壓實(shí)指標(biāo)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

德國(guó)鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DB 836.0501)對(duì)不同鐵路標(biāo)準(zhǔn)的路基填料位置及其壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)有相應(yīng)的要求。德國(guó)主要采用普氏壓實(shí)系數(shù)和Evd控制，詳見(jiàn)表2。

表2 德國(guó)鐵路路基填料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

注：(1)P(客運(yùn))、M(客貨共線)、R(專用線)、G(貨運(yùn))，字母后面的數(shù)值代表設(shè)計(jì)時(shí)速；(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為凍害敏感等級(jí)；(3)Ev2為靜態(tài)變形模量；(4)Evd為動(dòng)態(tài)變形模量。

3 中國(guó)鐵路路基填料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 中國(guó)鐵路巖土分類標(biāo)準(zhǔn)

中國(guó)鐵路巖土分類采用“粒徑累積法”，即“粒度成分法”，該方法根據(jù)地基土顆粒的粒徑大小和塑性指數(shù)等指標(biāo)來(lái)分類。中國(guó)鐵路巖土分類依據(jù)主要是《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)》(TB 10077—2001)。局部區(qū)域如鐵路站房同時(shí)也考慮《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021—2001)的相關(guān)規(guī)定。一般土按照顆粒形狀、級(jí)配或塑性指數(shù)分為碎石類土、砂類土、粉土、黏性土等四大類。

3.2 中國(guó)鐵路路基填料類型

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10001—2016)中規(guī)定：路基填料分為普通填料、級(jí)配碎石、物理改良土和化學(xué)改良土。普通填料按顆粒粒徑大小進(jìn)行一級(jí)分類，分為3個(gè)類別：巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土[12]。再進(jìn)行二級(jí)分類，分為7個(gè)類別：漂(塊)石、卵(碎)石、粗圓(角)礫、細(xì)圓(角)礫、砂粒、粉粒、黏粒。最后再根據(jù)細(xì)粒含量和顆粒級(jí)配進(jìn)行三級(jí)分類，分為A1、A2、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2、E共11類。同時(shí)對(duì)于每一種填料的具體量化指標(biāo)給予明確說(shuō)明。

3.3 中國(guó)鐵路路基填料填筑部位相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10001—2016)中規(guī)定：路基基床結(jié)構(gòu)由基床表層和基床底層構(gòu)成?；脖韺犹盍细鶕?jù)鐵路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、軌道類型等選擇級(jí)配碎石或A1、A2組填料?；驳讓犹盍细鶕?jù)鐵路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、軌道類型等選擇礫石類、碎石類及砂類土中的A、B、C組填料或化學(xué)改良土。基床以下路基填料選用A、B、C1、C2組填料或化學(xué)改良土。

3.4 中國(guó)鐵路路基填料壓實(shí)指標(biāo)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10001—2016)中規(guī)定：無(wú)砟軌道鐵路、高速鐵路及重載鐵路采用的級(jí)配碎石、礫石類、碎石類及砂類土應(yīng)采用壓實(shí)系數(shù)、地基系數(shù)、動(dòng)態(tài)變形模量作為壓實(shí)控制指標(biāo)；其余鐵路采用的級(jí)配碎石、礫石類、碎石類及砂類土應(yīng)采用壓實(shí)系數(shù)、地基系數(shù)作為壓實(shí)控制指標(biāo)?；瘜W(xué)改良土應(yīng)采用壓實(shí)系數(shù)、7 d飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度作為控制指標(biāo)。

4 中德鐵路標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析

通過(guò)對(duì)比中德鐵路標(biāo)準(zhǔn)在路基填料方面的規(guī)定，表明中德標(biāo)準(zhǔn)之間的主要差異如下。

4.1 巖土分類標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)比

(1)采用的分類體系差異

德國(guó)鐵路采用“統(tǒng)一分類法”，該方法根據(jù)地基土顆粒的粒徑大小、細(xì)顆粒含量、相鄰粒組的含量、顆粒的級(jí)配以及塑性指數(shù)、液限等塑性指標(biāo)來(lái)進(jìn)行分類[7]。

中國(guó)鐵路采用“粒徑累積法”，即“粒度成分法”，該方法根據(jù)地基土顆粒的粒徑大小和塑性指數(shù)等指標(biāo)來(lái)分類。對(duì)細(xì)粒土而言，液限也是影響土性的一個(gè)重要因素。這是粒度累積法的不足。

(2)粒組劃分界限差異

兩種不同的分類方法均認(rèn)為，影響土體強(qiáng)度的重要因素是土體的粒徑大小及塑性指數(shù)。土體粒徑大小與土體強(qiáng)度呈正比、塑性指數(shù)與土體強(qiáng)度呈反比。因此，按照土體的粒徑大小分組是土體分類的第一步。德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的粒徑界限與歐洲規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)一致，中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)稍有差異，對(duì)比情況詳見(jiàn)表3。

表3 中德有關(guān)規(guī)范的粒徑界限

(3)土體的顆粒級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)差異

土的顆粒級(jí)配也影響著土體的物理性質(zhì)，土體級(jí)配狀況由不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc確定。德國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)Cu≥6且Cc=1～3時(shí)，屬良好級(jí)配；當(dāng)Cu<6時(shí)，屬于不良級(jí)配。而在中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)中，當(dāng)Cu≥5且Cc=1～3時(shí)，屬良好級(jí)配；當(dāng)Cu<5且Cc≠1～3時(shí)，屬于不良級(jí)配[7]。

(4)土的細(xì)粒含量分類界限差異

土的細(xì)粒含量劃分標(biāo)準(zhǔn)是中德標(biāo)準(zhǔn)之間的又一處差異。德國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)中細(xì)粒含量的分類界限為5%、12%和40%，而中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)中細(xì)粒含量的分類界限為5%、15%和50%。

(5)黏性土劃分標(biāo)準(zhǔn)差異

對(duì)于黏性土的劃分，中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)TB 10077—2001主要是按液性指數(shù)IL進(jìn)行劃分；而歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN ISO 14688—2(2004)則主要依據(jù)稠度指數(shù)IC進(jìn)行劃分(表4)。

表4 黏性土的稠度指數(shù)和液性指數(shù)分類

注：(1)稠度指數(shù)IC：細(xì)粒土液限和天然含水量的差值與塑性指數(shù)的比值。(2)液性指數(shù)IL：細(xì)粒土天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)的比值。(3)塑性指數(shù)Ip：細(xì)粒土液限和塑限的差值。

通過(guò)上述對(duì)比可以看出，在巖土分類標(biāo)準(zhǔn)方面，德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)采用統(tǒng)一分類法，中國(guó)采用粒度累積法。中德巖土分類主要區(qū)別在于各種參數(shù)值的范圍不同，如粒組劃分界限、顆粒級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)、細(xì)粒含量分界界限、黏性土劃分標(biāo)準(zhǔn)等方面。

4.2 路基填料類型對(duì)比

通過(guò)對(duì)比中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)、德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在路基填料類型方面的規(guī)定，中德標(biāo)準(zhǔn)的主要差異如下。

德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN 18196—2006根據(jù)顆粒組成、顆粒級(jí)配、細(xì)粒含量、塑性指標(biāo)等將地基巖土分為粗粒土、多粒徑土、細(xì)粒土、有機(jī)土、填土。路基普通填料按顆粒粒徑大小進(jìn)行一級(jí)分類，分為3個(gè)類別：粗粒土、多粒徑土、細(xì)粒土。再進(jìn)行二級(jí)分類，分為20類，分別命名為GW、GI、GE、SW、SI、SE、GU、GT、SU、ST、GU*、GT*、SU*、ST*、UL、UM、UA、TL、TM、TA。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10001—2016)中規(guī)定：路基填料分為普通填料、級(jí)配碎石、物理改良土和化學(xué)改良土。普通填料按顆粒粒徑大小進(jìn)行一級(jí)分類，分為3個(gè)類別：巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土[12]。再進(jìn)行二級(jí)分類，分為7個(gè)類別：漂(塊)石、卵(碎)石、粗圓(角)礫、細(xì)圓(角)礫、砂粒、粉粒、黏粒。最后再根據(jù)細(xì)粒含量和顆粒級(jí)配進(jìn)行三級(jí)分類，分為A1、A2、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2、E共11類。同時(shí)對(duì)于每一種填料的具體量化指標(biāo)給予了明確說(shuō)明。

中德標(biāo)準(zhǔn)在填料類型上差異較大。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)粗粒土側(cè)重粒度分析；而德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)則根據(jù)地基土顆粒的粒徑大小、細(xì)顆粒含量、相鄰粒組的含量、顆粒的級(jí)配以及塑性指數(shù)、液限等塑性指標(biāo)來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一分類[12]。

4.3 路基填料填筑部位要求

通過(guò)對(duì)比中德鐵路標(biāo)準(zhǔn)在路基填料填筑部位要求方面的規(guī)定，中德標(biāo)準(zhǔn)的主要差異如下。

(1)路基基床結(jié)構(gòu)對(duì)比

中國(guó)鐵路路基基床分為基床表層、基床底層、路基本體。德國(guó)鐵路路基基床為強(qiáng)化基床結(jié)構(gòu)(多層系統(tǒng))，即在道床和路基之間再設(shè)置一層路基保護(hù)層或墊層作為過(guò)渡層。中德鐵路的基床結(jié)構(gòu)大致的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表5。從表5可以看出，中國(guó)鐵路的基床表層采用單一結(jié)構(gòu)，施工組織簡(jiǎn)單。德國(guó)鐵路采用雙層結(jié)構(gòu)，更能滿足使用功能的要求[10]。

(2)路基填料填筑部位對(duì)比

中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)不同設(shè)計(jì)時(shí)速、客運(yùn)或貨運(yùn)、重載、Ⅲ、Ⅳ鐵路等不同等級(jí)的鐵路，各基床結(jié)構(gòu)的路基填料有不同要求。在相應(yīng)的規(guī)范中有詳細(xì)說(shuō)明。歐洲規(guī)范針對(duì)各基床結(jié)構(gòu)的填料也各有不同?，F(xiàn)按照中國(guó)鐵路基床結(jié)構(gòu)的順序逐一進(jìn)行對(duì)比。

表5 中德鐵路的基床結(jié)構(gòu)

①基床表層填料選擇

基床表層的材料主要考慮應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和彈性模量以及耐磨、反濾等特性。中國(guó)普速鐵路的路基基床表層填料允許使用細(xì)粒土，德國(guó)鐵路不允許使用細(xì)粒土。中國(guó)高速鐵路的路基基床表層填料采用級(jí)配碎石或級(jí)配礫石，德國(guó)鐵路的路基基床表層填料普遍采用級(jí)配砂礫石。級(jí)配、防滲性等要求相差不大，但對(duì)耐磨性有差距。

②基床底層填料選擇

中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：基床底層填料根據(jù)鐵路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、軌道類型可選擇A、B、C組填料。德國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：基床底層填料可選用粉土質(zhì)礫石GU、黏土質(zhì)礫石GT、粉土質(zhì)砂SU或黏土質(zhì)砂ST。

③路基本體填料選擇

路基本體填料中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：根據(jù)鐵路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、軌道類型可選擇A、B、C組填料或改良土。德國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：路基本體填料可選用級(jí)配良好的礫石GW、粒徑缺失礫石GI、級(jí)配不好的礫石GE、級(jí)配不好的砂SE、級(jí)配良好的砂SW和粒徑缺失的砂SI、粉土質(zhì)礫石GU、黏土質(zhì)礫石GT、粉土質(zhì)砂SU或黏土質(zhì)砂ST、富含粉土質(zhì)礫石GU*，富含黏土質(zhì)礫石GT*，富含粉土質(zhì)砂SU*，富含黏土質(zhì)砂ST*，弱塑性的黏土UL，中等塑性的粉土UM和弱塑性的黏土TL。

通過(guò)上述對(duì)比，德國(guó)鐵路的路基結(jié)構(gòu)層一般均采取多層結(jié)構(gòu)，其路基保護(hù)層的功能大致相當(dāng)于我國(guó)鐵路的基床表層，但其基床厚度差異較大。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)基床各層填料的選擇更具量化操作性。

4.4 路基填料壓實(shí)指標(biāo)要求

通過(guò)對(duì)比中德鐵路標(biāo)準(zhǔn)在路基填料壓實(shí)指標(biāo)方面的規(guī)定，中德標(biāo)準(zhǔn)的主要差異如下。

中國(guó)、德國(guó)對(duì)路基的壓實(shí)質(zhì)量均采用物理指標(biāo)和力學(xué)指標(biāo)兩類指標(biāo)控制。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10001—2016)規(guī)定：無(wú)砟軌道鐵路、高速鐵路及重載鐵路采用的級(jí)配碎石、礫石類、碎石類及砂類土應(yīng)采用壓實(shí)系數(shù)K、地基系數(shù)K30、動(dòng)態(tài)變形模量Evd作為控制指標(biāo)；其余鐵路采用的級(jí)配碎石、礫石類、碎石類及砂類土應(yīng)采用壓實(shí)系數(shù)K、地基系數(shù)K30作為控制指標(biāo)。化學(xué)改良土應(yīng)采用壓實(shí)系數(shù)K及7 d飽和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度作為控制指標(biāo)。

德國(guó)鐵路路基的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)主要采用普氏壓實(shí)系數(shù)Dpr和動(dòng)態(tài)變形模量Evd控制。

中德鐵路路基壓實(shí)指標(biāo)的選擇對(duì)比見(jiàn)表6。

表6 中國(guó)、德國(guó)(基床)壓實(shí)參數(shù)種類和使用情況比較

對(duì)于路基填筑壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10001—2016)中對(duì)基床各部位路基填料的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)有明確的規(guī)定。德國(guó)鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DB 836.0501)對(duì)不同鐵路標(biāo)準(zhǔn)的路基填料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)也有相應(yīng)的要求。具體要求詳見(jiàn)表2。通過(guò)對(duì)比，中國(guó)和德國(guó)指標(biāo)的要求是隨列車(chē)速度或線路等級(jí)而變化，兩國(guó)路基的壓實(shí)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)大致相當(dāng)。

5 結(jié)論和建議

綜上所述，可得出如下結(jié)論。

(1)在巖土分類標(biāo)準(zhǔn)方面，德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)采用統(tǒng)一分類法，中國(guó)采用粒度累積法。中德巖土分類主要區(qū)別在于各種參數(shù)值的范圍不同，如粒組劃分界限、顆粒級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)、細(xì)粒含量分界界限、黏性土劃分標(biāo)準(zhǔn)等方面。

(2)中德鐵路填料分類的主要差別和巖土分類的主要差別類似，主要體現(xiàn)在中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)粗粒土側(cè)重粒度分析；而德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)則根據(jù)地基土顆粒的粒徑大小、細(xì)顆粒含量、相鄰粒組的含量、顆粒的級(jí)配以及塑性指數(shù)、液限等塑性指標(biāo)來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一分類[12]。

(3)德國(guó)鐵路的路基結(jié)構(gòu)層一般均采取多層結(jié)構(gòu)，其路基保護(hù)層的功能大致相當(dāng)于我國(guó)鐵路的基床表層，但其基床厚度差異較大。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)基床各層填料的選擇更具量化操作性。

(4)對(duì)于路基填筑壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)和德國(guó)指標(biāo)的要求是隨列車(chē)速度或線路等級(jí)而變化，兩國(guó)路基的壓實(shí)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)大致相當(dāng)。

通過(guò)中德鐵路路基填料的分類對(duì)比結(jié)論，建議如下。

隨著國(guó)家‘一帶一路’建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，在進(jìn)行海外德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)鐵路設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于本文研究的路基填料設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮所在國(guó)的實(shí)際路基填料來(lái)源情況，對(duì)歐洲標(biāo)準(zhǔn)、德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步融合、吸收、消化、再創(chuàng)新，把中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行結(jié)合，在實(shí)踐中不斷印證。結(jié)合中國(guó)已經(jīng)完成的大量的路堤填筑試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出合適的可供實(shí)施的滿足項(xiàng)目屬地國(guó)的填料標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與歐洲標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)接，降低技術(shù)的輸出門(mén)檻，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)設(shè)施聯(lián)通和互聯(lián)互通。

[1] 德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會(huì)(DIN).DIN 18196—2006 土方工程和地基土木工程土壤分類[S].德國(guó)：德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會(huì)(DIN)，2016.

[2] 德國(guó)聯(lián)邦鐵路公司.DB 836.0501—1999 路基工程的設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)[S].德國(guó)：德國(guó)聯(lián)邦鐵路公司，1999.

[3] 歐洲標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(EN).ISO14688-2—2004 土工學(xué)調(diào)查和試驗(yàn).土壤的識(shí)別和分類.第2部分:分類原則[S].德國(guó)：歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(EN)，2004.

[4] 中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.TB 10001—2016 鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2016.

[5] 朱飛雄.優(yōu)化調(diào)整我國(guó)鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系的探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2010(S1):5-9.

[6] 朱飛雄，倪光斌.開(kāi)展中德鐵路標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析促進(jìn)中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)走向世界[J].鐵道經(jīng)濟(jì)研究，2010(4):5-9.

[7] 葉陽(yáng)升.論鐵路路基填料分類[J].中國(guó)鐵道科學(xué)，2004(2):36-42.

[8] 王仲錦，張千里，葉陽(yáng)升.鐵路路基填料分類深化研究[J].中國(guó)鐵道科學(xué)，2012(2):13-20.

[9] 李怒放，胡一峰.中德高速鐵路無(wú)砟軌道路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2007(12):1-4，11.

[10] 葉陽(yáng)升，周鏡.鐵路路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2005(1):39-46.

[11] 劉恒，焦國(guó)木，李芳慧，等.淺析UIC鐵路路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].路基工程，2015(6):54-57，61.

[12] 畢金洪.中國(guó)鐵路填料分類和AASHTO填料分類對(duì)比分析[J].路基工程，2011(6):56-58，61.

[13] 王小明，李勇，李剛.中歐巖土工程勘察分級(jí)及巖土分類對(duì)比[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2013(10):72-76.

[14] 趙勇.我國(guó)客運(yùn)專線路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的分析與探討[J].路基工程，2010(S1)：75-79.

[15] 楊昉，肖朝乾.淺談鐵路路基工程海外項(xiàng)目技術(shù)管理[J].高速鐵路技術(shù)，2014，5(2):87-90，94.