第五节 高速铁路路堤
一、基床以下路堤填料的要求
高速铁路基床以下路堤填料应满足下列三个基本要求：①在列车和路堤自重荷载作用下，路堤能长期保持稳定；②路堤本体的压缩沉降能很快完成；③其力学特性不会受其他因素（水、温度、地震）影响而发生不利于路堤稳定的变化。因此，只要土质经过处理后能满足上述要求，就可以用作基床以下路堤填料。
对于高速铁路而言，使用的填料应该是最好的。这样既可以减少工后沉降，又可以有较高的安全储备以保证路堤的稳定，并保证不产生病害。因此，首先应采用现行《铁路路基设计规范》所要求的优质材料。实际观测表明，采用优质级配良好的粗颗粒可以大大减少路基的工后沉降。然而，由于线路很长，通过地段的地质条件变化复杂，都使用优质填料的可能性不大。特别是京沪线，现在进行的调查表明，优质填料A组缺乏，B组填料和C组块石、碎石、砾石类填料也不多，否则就需要远运。这样长的线路必然需要大量的路堤填料，为了解决这一难题，显然要扩大可用填料范围，即C组填料细粒土经改良后也可以作为高速铁路基床以下路堤填料。其实，缺乏优质填料不仅在我国，在世界各国都存在这个问题。因此，各国都在满足基本要求的前提下，努力使可用作填料的范围扩大。法国就曾在东南线的高路堤中试验过使用含水量较高的黏土，其直接的目的是为了降低造价。
目前，世界主要高速铁路国家对路堤填料有如下规定：
法国高速铁路禁用QS0级土，包括有机质土、淤泥占15％以上的疏松潮湿土质、触变性土，含可溶物质（如岩盐、石膏等）类土，含有害于环境的物体类土（如工业垃圾、矿物和有机质土的混合物）。
日本禁用D2组土，包括含有机质土的砂性土（SO）、有机质黏性土（OL）、有机质黏性土（OH）、有机质火山灰土（OV）、纤维质高有机土（Pt）、淤泥（Mk）。路堤下部填料除D2组土及下述土原则上不能使用外，其他均可经过改良后使用：①膨润土、高岭土、温泉变质土等膨胀性土（岩）；②吸水膨胀风化严重的蛇纹岩、泥岩；③含大量有机质的高压缩性土；④冻土。
德国铁路禁用富含动植物残留物的有机质土（OH，OK）、泥炭土（HN，HZ）和淤泥（F）。
由这些国家的有关规定可以看出，除性质不稳定，随时间或受各种因素影响其力学性质会发生显著变化的土外，包括含有一定数量有机质的土（OU，OT），易风化软岩，液限含水量高于80％的火山灰质黏性土（VH1，VH2），都可以经过一定处理后作为填料使用。因此，可作为填料的土类还是比较多的。当然，都需要经过改良处理以后才能使用。
二、基床以下路堤填料的压实标准
按日本标准，基床以下路堤的压实系数应该大于0.90，粗颗粒孔隙率n<10％（细颗粒含量>50％时）和15％（细颗粒含量为20％～50％时），K30>70MPa/m。德国要求压实系数为0.95～0.97，粗粒土的孔隙率n<12％。法国要求压实系数达到0.95。由此可见，欧洲国家对填土密实度的要求比日本还高。这也可能是日本为了满足基床表层的变形要求，而对基床表层材料变形模量提出较高要求的原因。德国要求细粒土填料的模量Ev2≥45MPa，比日本的34MPa（48.7K30）高得多。
室内试验结果表明，填土的压实系数除与路堤的自然压缩量关系密切外，还与填土的水稳定性有关。目前，关于这两方面的研究资料不多。但从已有的试验资料看，压实系数从0.85提高到0.90，相对压缩量可减小70％；从0.90提高到0.95，又可减小35％～40％。因此，为了保持高速铁路路基的变形稳定性，提高碾压压实度是非常必要的。
高速铁路对于路基基床强度有着较高的要求，为保证路基基床强度，当路堤高度小于基床厚度时，软弱天然地基往往需要通过采取换填等措施加固后才能满足，同时还需要加强排水以避免基床被水浸泡引起强度降低。而且软弱天然地基往往位于平原及低洼地区，排水条件比较困难，容易留下产生路基病害的隐患。但对于路堤高度低于基床厚度也能够保证基床强度的硬质岩等良好地基条件，就无需限制路堤高度；同时由于特殊条件限制，如堤堑过渡处等，路堤高度小于基床厚度的情形又不能够完全避免。对既有铁路路基病害分析表明，平原区的低路堤，尤其是软弱地基和地下水位高的地段的低路堤与一定高度路堤相比，其排水不良、翻浆冒泥、下沉等基床病害更普遍，轨道状态保持更加困难。
《高速铁路设计规范》规定基床以下路堤应优先选用A、B组填料和C组碎石、砾石类材料，当选用C组细粒土填料时，应根据填料性质进行改良后填筑，其填料及压实应符合表3-7的规定。
表3-7 基床以下路堤填料及压实标准
三、高速铁路路堤边坡
路堤边坡坡度决定于填土的性质和所处的环境，如抗震、防洪等。根据我国目前积累的经验，只要地基稳定，填土碾压质量符合设计要求，按现行规范确定的路基边坡坡度是稳定的。
由于高速铁路路堤一般均采用较好的填料，因此世界各国的边坡坡度基本上都相当接近。表3-8为几个国家铁路路堤边坡的有关规定。
表3-8 国外高速铁路路堤边坡坡度
从表中可以看出，路基边坡基本上均在1∶1.5～1∶2.0之间。我国高速铁路路堤边坡坡度可依据我国现行《铁路路基设计规范》等，根据路基填料、路堤高度、基底地质条件、水文气候条件等因素综合确定。