Основные положения и порядок выполнения

Земляное полотно является основным элементом нижнего строения железнодорожного пути и представляет собой инженерную конструкцию в виде комплекса грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки земной поверхности.

Табл. 1.2. Вид грунта

№	Состав грунта
1	Раздробленные скальные слабовыветривающиеся и выветривающиеся, крупнообломочные и крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности, металлургические шлаки
2	Пески мелкие и пылеватые, глинистые грунты (в том числе лёссовидные) твердой и полутвердой консистенции, раздробленные скальные легковыветривающиеся
3	Глинистые грунты тугопластичной консистенции и крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем такой же консистенции
4	Глинистые и пылеватые грунты (в том числе лёссовидные) в районах избыточного увлажнения, а также пески однородные, мелкие и пылеватые
5	Пески барханные в районах с засушливым климатом

Табл. 1.3. Категории железнодорожных линий

Категория железнодорожной линии	Назначение железной дороги	Расчетная годовая приведенная грузонапряженность нетто в грузовом направлении на 10-й год эксплуатации, млн ткм/км
Скоростная	Железнодорожные магистральные линии для движения пассажирских поездов со скоростями свыше 160 до 200 км/ч	–
Особогрузонапряжённая	Железнодорожные магистральные линии для большого объема грузовых перевозок	Свыше 50
I	Железнодорожные магистральные линии	Свыше 30 до 50
II	То же	Свыше 15 до 30
III	То же	Свыше 8 до 15
IV	Железнодорожные линии	До 8

Примечание. * К внутристанционным соединительным относятся пути, ведущие к контейнерным пунктам, базам, сортировочным платформам, пунктам очистки, промывки, дезинфекции вагонов, ремонта подвижного состава и производства других технологических операций.

В зависимости от положения основной площадки относительно поверхности земли различают следующие виды земляного полотна: насыпь, выемка, полунасыпь, полувыемка, полунасыпь-полувыемка, нулевое место [1-5].

Форма и размеры поперечного профиля земляного полотна зависят от местных условий: категории железной дороги, количества путей, разности отметок оси пути и земной поверхности, вида грунта, поперечного уклона местности.

Поперечным профилем земляного полотна называется попереч­ный разрез его вертикальной плоскостью, перпендикулярной к его продольной оси.

Насыпь – форма поперечного профиля земляного полотна, при котором основная площадка укладывается выше поверхности земли.

Поверхность насыпи, на которую укладывают верх­нее строение пути, называется основной площадкой.

Площадь грунта, на которую отсыпают насыпь, является ее основанием.

Поверхность насыпи, на которую укладывают верх­нее строение пути, называется основной площадкой. Высотой насыпи (рабочей отметкой) считается расстояние по оси земляного полотна от уровня бровок до основания.

Для выполнения задания рекомендуется альбомная ориентация листа.

Начинать работу следует с нанесения линии поверхности земли и оси земляного полотна. По заданной рабочей отметке находится место расположения оси трассы и проводится штрихпунктирная линия.

Для однопутной линии со стороны будущего второго (II) пути проводится вторая штрихпунктирная линия на расстоянии 4,1 м. Для двухпутной линии подписываются: ось I пути и ось II пути.

В зависимости от числа путей на перегоне, вида грунта и категории дороги выбирается ширина земляного полотна, т.е. основной площадки по табл. 1.4 (для прямых участков перегонов).

При наличии кривой ширина земляного полотна железной дороги увеличивается с наружной стороны кривой на значение, указанное в табл. 1.5.

По ширине основной площадки земляного полотна определяются места расположения бровок земляного полотна.

По заданной рабочей отметке, количеству главных путей выбирается поперечный профиль:

• высота насыпи до 6 м, однопутная железнодорожная линия – рис. 1.1; высота насыпи более 6 и менее 12 м – рис. 1.2;

• высота насыпи от 6 до 12 м, двухпутная железнодорожная линия – рис. 1.3; насыпь на косогорах – рис. 1.4.

В соответствии с рис. 1.5 строится верхняя часть основной площадки. На однопутных линиях верх земляного полотна, имеющий вид трапеции и называемый сливной призмой, имеет ширину 2,3 м, высоту призмы 0,15 м (рис. 1.5, а). На двухпутных линиях основная площадка имеет форму равнобедренного треугольника, вершина которого на 0,2 м выше уровня бровок (рис. 1.5, б).

Слева и справа от основной площадки строятся откосы, имеющие для устойчивости необходимую крутизну. Крутизна обозначается таким образом: 1: 1,5 это означает, что основание откоса в 1,5 раза больше, чем его высота. В зависимости от вида грунтов и высоты насыпи установлены следующие значения крутизны откосов (табл. 1.6), показанные на рис. 1.6.

Табл. 1.4. Ширина основной площадки земляного полотна

Категория железнодорожной линии	Число главных путей	Ширина основной площадки на прямых участках пути, м, при использовании грунтов:
		глинистых, крупнообломочных с глинистым заполнителем, скальных легковыветривающихся и выветривающихся, песков недрени­рующих, мелких и пылеватых	скальных слабовыветривающихся, крупнообломочных с песчаным заполнителем и песков дренирующих* (кроме мелких и пылеватых)
1	2	3	4
Скоростные и особогрузонапряженные, I	2	11,7	10,7
I и II	1	7,6	6,6
III	1	7,3	6,4
IV	1	7,1	6,2

 

* К дренирующим по условиям работы земляного полотна следует относить грунты, имеющие при максимальной плотности по стандартному уплотнению коэффициент фильтрации не менее 0,5 м/сут и содержащие в гранулометрическом составе не более 10 % частиц размером менее 0,1 мм. Допускается с согласия заказчика при соответствующем технико-экономическом обосновании применять в качестве дренирующего грунта пески мелкие и пылеватые с коэффициентом фильтрации не менее 0,5 м/сут.

Табл. 1.5. Уширение земляного полотна в кривых

Радиусы кривых, м	Уширение земляного полотна
3000 и более	0,20
2500–1800	0,30
1500–700	0,40
600 и менее	0,50

Примечание: Ширина земляного полотна (табл. 1.4) измеряется: при грунтах, указанных в графе 3, – в уровне профильной бровки, при грунтах, указанных в графе 4, – в уровне проектной бровки. Проектная бровка превышает уровень профильной бровки на высоту сливной призмы плюс разность толщин балластного слоя на данном участке дренирующих грунтов и смежных с ним участках земляного полотна из недренирующих грунтов.

От подошвы насыпи до бровки резерва или канавы вычерчивается берма в целях повышения устойчивости откоса насыпи и предотвращения воздействия находящейся в резервах и канавах воды. Ширина бермы, как правило, не менее 3 м. На однопутных линиях со стороны будущего второго пути берма должна быть не менее 7,1 м, а с противоположной стороны – не менее 3 м. Уклон бермы, обеспечивающий отвод воды от насыпи, 0,02…0,04.

 

Табл. 1.6. Крутизна откосов при высоте насыпи

Вид используемых грунтов	Крутизна откосов при высоте насыпи
	до 6 м	до 12 м
		в верхней части высотой 6 м	в нижней части от 6 до 12 м
1	1:1,5	1:1,5	1:1,5
2	1:1,5	1:1,5	1:1,75
3	1:2*	1:1,75	1,25
4	1:1,75	1:1,75	1:2
5	1:2	1:2	1:2

Примечание. * Для линий IV категории 1:1,75.

За бермами строятся либо резервы, либо продольные водоотводные канавы в зависимости от условий возведения насыпей и поперечного уклона местности. Их очертания видны на рис. 1.1 – 1.4.

Глубина резерва принимается от 0,5 до 2 м. Дно резервов шириной до 10 м имеет уклон в сторону поля 0,02…0,04, при большей ширине – двухсторонний уклон к середине, чтобы резерв служил водоотводом. Воду из резервов выпускают в пониженные места, к мостам и трубам.

Откосы резерва со стороны пути имеют уклон не круче 1:1,5, а с полевой стороны – не круче 1:1. При поперечном уклоне местности круче 1:10 резервы закладывают с нагорной стороны.

Водоотводные канавы строятся глубиной и шириной по дну не менее 0,6 м и устраиваются при отсутствии с данной стороны пути резерва.

При вычерчивании насыпи без резерва и малых рабочих отметок рекомендуется чертить поперечный профиль в масштабе 1:100, а в остальных случаях – 1:200.

Основная площадка

Берма со стороны будущего II пути  ≥7,1 м

Берма ≥3 м

2,3

4,1

≥0,6

0,6

0,02–0,04

0,02

Продольный уклон канавы ≥0,03

1:1,5

1:1,5

1:1,5

1:1,5

1:1,5

1:1,5

Рис. 1.1. Насыпи высотой до 2 м

 

0,02–0,04

Берма ≥7,1 м

Берма ≥3 м

4,1

0,02

1:1,5

1:1,5

0,02

0,02

1:1,5

1:1,5

0,02

0,02

1:1,5

1:1,75

Основная площадка

2,3

Продольный уклон резерва ≥0,003

Рис. 1.2. Насыпи высотой до 12 м

 

4,1

1:1,5

1:1,5

1:1,5

0,02–0,04

1:1,5

1:1,5

1:1,5

1:1,75

1:1,75

0,02–0,04

Основная площадка

 

 

Рис. 1.3. Насыпь высотой до 12 м с шириной основной площадки 11,7 м

при поперечном уклоне местности не круче 1:5

2,3

Основная площадка

Продольный уклон канавы 0,003

Берма ≥3 м

0,02– 0,04

0,01-0,02

1-3

1-3

i

0,5

0,5

0,5

≥0,6

≥0,6

0,02–0,04

≥3,0

1:1,5

1:1,5

1:1,5

1:1,5

1:1,5

1:1,5

1:1,5

1:1,75

а

б

 

Рис. 1.4. Насыпи на косогорах

2,3 м

b

Бп

а                                                         б

b+e

Бп

 

Однопутная железная дорога (а); двухпутная железная дорога (б);

b – ширина основной площадки земляного полотна; e – ширина междупутья.

Рис. 1.5. Поперечные очертания верха земляного полотна

 

а	б
1м 1,5 м 1:1,5 1:1,5 1:1,5	1:1,75 1:1,5
в	г
1:1,75 1:2	1:2 1:2

а – скальные слабовыветривающиеся и выветривающиеся, крупнообломочные и крупнообломочные с песчаным заполнителем; пески гравелистые крупные и средней крупности; металлургические шлаки; б – пески мелкие и пылеватые, глинистые грунты (в том числе лёссовидные) твердой и полутвердой консистенции, раздробленные скальные легковыветривающиеся; в – глинистые и пылеватые грунты (в том числе лёссовидные) в районах избыточного увлажнения, а также пески однородные, мелкие и пылеватые;

г – пески барханные в районах с засушливым климатом

Рис. 1.6. Крутизна откосов насыпей в различных случаях

Вопросы для самоконтроля

1. Что представляет собой земляное полотно?

2. Что называется поперечным профилем земляного полотна и чем
поперечные профили характеризуются?

3. Какие виды поперечного профиля земляного полотна бывают?

4. Что называют трасой ж.д. пути?

5. Дать определение «план линии». Чем он характеризуется?

6. Что такое продольный профиль пути? Чем он характеризуется?

7. Какие основные особенности необходимо учитывать при проектировании и строительстве ж.д. пути?

8. Что такое насыпь?

9. Что характеризует крутизна уклона? В чем она измеряется и как определяется?

10. Дать определение понятию «ж.д. путь».

Практическое задание № 2. Поперечный профиль выемки

 

Цель работы:

1. Изучить конструкцию земляного полотна;

2. Выполнить в масштабе 1:100…1:200 нормальный поперечный профиль земляного полотна проектируемого железнодорожного пути для заданной глубины выемки, с указанием основных элементов и размеров.

 

Исходные данные

1. Исходные данные могут быть приняты в соответствии с табл. 2.1.

2. Вид грунта выбирается по предпоследней цифре учебного шифра (табл. 2.2).

 

Табл. 2.1. Исходные данные

Наименование	Вариант
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
предпоследняя цифра учебного шифра
Расчетная годовая приведенная грузонапряженность нетто в грузовом направлении на 10-й год эксплуатации, млн ткм/км	7,5	9	12	22	29	45	55	75	27	32
Количество главных путей	1	1	1	1	1	2	2	2	1	2
Сторонность  будущего второго пути	–	П	–	Л	–	Л	П	–	Л	–
Радиус кривой, м	–	2500	–	800	–	2000	–	1200	–	3000
последняя цифра учебного шифра
Вид грунта	1	2	5	3	9	5	7	4	6	8
Глубина выемки  (рабочая отметка, м	9,5	8	1,5	4	8,5	2	6	5	1	7

Глубиной выемки называется расстояние от уровня бровок основной площадки до точки пересечения оси земля­ного полотна с линией, соединяющей бровки откосов выемки.

Для выполнения данного задания рекомендуется альбомная ориентация листа.

Начинать работу следует с нанесения линии поверхности земли и оси земляного полотна. Рекомендации по построению осей главных путей, основной площадки выемки те же, что и в практическом задании № 1.