现代有轨电车路基设计的几点思考和建议

1 问题的提出
现代有轨电车作为一种新型的城市轨道交通制式，因其建造成本低廉，建设周期较短而受到很多地方的欢迎。目前各省市己修建及规划数百条有轨电车路线，里程超过了 5 000 km。但从总体来看，目前现代有轨电车仍然处于起步阶段，规划建设缺乏统筹，设计规范也没有出台，设计依据主要是按市政设计规范或地铁规范，这样设计的结果造成设计审查、工程验收等环节不规范，随意性较大，对后期运营也带来隐患，迫切需要业内人士达成共识。

2 路基沉降标准的选择
2.1 沉降标准
现代有轨电车道床形式一般选择整体道床，而整体道床除需路基提供足够的支持力或刚度外，对沉降变形方面也提出严格的控制要求[1] ，但国内尚无制定有轨电车的设计规范，且整体道床工后沉降控制标准是有轨电车路基工程设计最核心的问题，通过南京市河西、职麟有轨电车两条路基的设计并调研国内数条有轨电车，其沉降标准汇总如下。
1）南京河西有轨电车整体道床路基沉降标准：一般路基工后沉降不应大于 100 mm，路桥过渡段工后沉[2]降不应大于 30 mm 。

2）南京职麟有轨电车整体道床路基沉降标准：一般路基工后沉降不应大于 50 mm，不均匀沉降不大于 15 mmI20 m；桥路、涵交界处的差异沉降不应大于10 mm；过渡段沉降造成的路基与桥（涵）的折角不应大于 1 I1 000 [3 5] 。
3）苏州市 2 号线有轨电车整体道床路基沉降标准：工后沉降量 3 cm，沉降速率小于 4 cmIa，桥台台尾过渡段路基工后差异沉降不应大于 10 mmI20 m[6] 。
4）淮安市有轨电车整体道床路基沉降标准：工后不均匀沉降小于等于扣件允许调高，即不均匀沉降小于 15 mm[7] 。
5）沈阳有轨电车整体道床路基沉降标准：一般不超过扣件允许的沉降调高量 15 mm；对沉降较均匀、长度大于 20 m的路段，可适当放宽标准，一般不大于50 mm，且轨面调整后的竖曲线半径应满足 R 主0.4v2sh sJ（ R 为轨面圆顶的竖曲线半径， m； v 为设计最高速度），路桥、路隧过交界处的差异沉降不应大于 6 mm，
过渡段沉降造成的路基与桥梁、隧道的不平顶折角不大于 1 I1 000 [8] 。

2.2 工后沉降原则
以土各条有轨电车路基工后沉降标准显示了路基工后沉降标准的多样化，但笔者认为工后沉降应遵循以下原则。
1）设计单位选择何种设计标准应该慎重考虑，不宜过分强调整体道床的路基“ 零沉降” 要求，也不应忽视过大沉降对整体道床的影响，保证列车预定的速度，安全、舒适地运行。
2）因现代有轨电车轨道采用的是钢轮钢轨系统，与公路、市政道路以及传统有轨电车有很大的差别，在工后沉降控制方面应该适当靠近无昨轨道标准，有轨电车最高运行速度为 70 kmIh，远小于铁路、公路运行速度；车辆轴重为 12.5 t，车转向架轴距 1.85 m，与其他有轨交通工具荷载相比，有轨电车荷载相对较小［9］，所以其控制标准应适当降低。
3）无昨轨道路基工后沉降的控制条件经过多年的工程实践，不应再将它们仅视为完全由轨道扣件系统确定的标准，有轨电车以行车舒适度准则为基准， 20 m长度区域的不均匀沉降允许值 AS=( AL） 2 I4ra=( AL） 2 I( 4 ×0.4 ×v2 ） =20250 mm［10］。
4）在上述前提下做到经济上合理，即因减少工后沉降需增加的投资与因工后沉降而需增加的养护维修费用的总和最小［11］。
综上所述，考虑有轨电车安全性、舒适性、经济性要求的前提下，制定无昨轨道路基沉降标准：一般路基工后沉降不应大于 50 mm，且调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足 Rsh 主0.4v2 。

3 尽量减少路基开挖深度
目前现代有轨电车路基表层采用 0.4 m在业内基本能达成一致，路基底层厚度一般选择 0.6 ～1.1 m，厚度变化较大，未能达到一致。考虑到现代有轨电车沿既有道路敷设，开挖深度不宜过深，否则路基两侧防护费用和排水费用较高，应尽量减少路基开挖深度。
路基本体的厚度与有轨电车动、静应力比有关。有轨电车的轴重一般不大于 12.5 t，路基基床填料较好，压实度要求高，当动、静应力比在 0.2 以下，加载 10 万次后压实土产生的塑性累积变形在 0.2% 以下，而且很快能达到稳定。因此，基床的厚度按照列车荷载产生的动应力与路基自重应力之比为 0.2 的原则确定。根据图 1 中动应力沿深度方向的衰减曲线，路基基床厚度采用 1.2 m。
现代有轨电车为了控制路基沉降，局部采用复合地基加固，桩顶铺设 0.4 ～0.6 m的垫层。垫层的作用是把上部荷载传到桩间土，调整桩和土的荷载分担。建议将垫层作为下挖式路童基床底层处理，减少下挖量，同时保证设计指标应按照路基底层的要求来施工。从图 2、3 看出横断面优化设计的优势明显，节省了土方的挖方量及填料，并减少了积水量，建议下挖式路童设计可按照图3 设计。

4 路基本体填料的选择

目前，有轨电车路基表层填料采用级配碎石，各个设计单位基本能达成一致。铁路路基底层填料习惯采用 A、B组填料，市政道路倾向于改良土，就设计填料而言，两者均可达到设计要求的指标，填料的选择方面主要是依据当地的填料价格和设计院的设计习惯。
路基填料的选择应注意的是有轨电车与两侧市政道路的衔接，不能简单依据当地填料价格和设计院的设计习惯。理由是 A、B组填料属于强渗透性，而站性土属于弱透水性，如果将两者进行搭接填筑，在强渗水性填料一侧会由于地下水渗透阻力较小而产生汇集地，从而对路基本体形成病害，破坏路基的强度和使用期限。因此，有轨电车路基本体填料应与两侧道路填料保持一致，同时解决因填料不一致而产生不均匀沉降的问题。

5 排水设计应简约可行
路基排水设计主要解决的是毛细水及降雨产生的地表径流、高水位造成路基内部产生的渗流。路基本体如受到水体的浸泡，则会造成土体抗剪强度降低，土体产生湿陷和变形，破坏路基的强度和稳定性，因此，在路基本体尽量与水土隔绝。同时，也不宜大规模设置排水系统，由于现代有轨电车敷设在市政道路中央或一侧，轨面标高与市政道路基本一致，横向用地范围只有 10 m左右，汇集水量较少；同时，在市政道路设计时已经考虑到这部分汇水面积，不宜单独设计排水管网，而应与市政管网同时考虑，节省造价。
以上两个方案每隔 50 m设置专用排水箱体，收集区间地表径流雨水及轨槽内积水，排入周边管网或水体，减少水体在路基本体的逗留时间。在路基基床底层上部和下部设置 4% 的横坡，且路基两侧设置渗水沟，防止路基本体水流的残留（见图 4的。
图 5 为路基排水优化图，通过 3 个措施解决路基排水的问题：对上部泪凝土垫层进行全封闭，可防止上部雨水残留下渗对路基本体的破坏；路基本体周围设置复合土工膜对底部毛细水、两侧高水位地下水进行隔断，可防止毛细水上升对路基本体进行破坏；渗水沟的设置对施工单位的要求较高，在市政工程中因施工不到位，渗水沟积水成为路基病害的来源不在少数，因此建议取消渗水沟。

6 结语
路基工程是一个综合性工程，路基工后沉降、路基本体填料的选择和厚度的确定、路基排水措施的有效性都是影响路基正常使用的因素。本文希望起到抛砖引玉的作用，统一思想认识，以推动现代有轨电车路基设计规范的尽快出台，指导路基设计工作。