中国铁路近年来发展迅猛，目前已建成高效的铁 路网。预计到2030年，我国高速铁路运营里程将会达 到4.5万km[1]。以西北地区为研究对象，通过可达性潜 力模型和网格化模型分析，发现铁路建设将会更好地 带动西北地区交通网络的协调发展，缩小区域之间的 差异，为西北地区的经济繁荣发展提供强有力的交通 基础设施保障。

高速铁路运行速度高，对线路平顺性要求高，所 以其路基变形要求更为严格。路基上拱一直是困扰交通工程建设的问题，从2015年起到2018年该高速铁路 多个路基段持续发生轨道高程上拱现象，且这些发 生上拱现象的路基段膨胀变形仍在发展，其中最为严 重段道岔上拱量已超过100 mm，严重地影响列车的正 常运营。

目前很多学者对高速铁路路基上拱变形原因进 行了大量研究。路基上拱可能是由于路基中含有膨胀 土，而膨胀土中的膨胀性物质遇水会引起体积的剧烈 膨胀[3-4]。有学者指出在温湿度、盐分合适条件下，水泥改良土填料与硫酸盐发生反应生成钙矾石、硅灰石 膏等膨胀性晶体，也会引起路基膨胀。

例如美国得 克萨斯州82号公路东侧路基发生的石灰土与硫酸盐 矿物质反应诱发路基膨胀、马德里和巴塞罗那之间的 某条高速铁路发生的硫酸盐侵蚀水泥改良土诱发路 基膨胀，通过微观物质分析二者生成物主要成分为钙 矾石、石膏等膨胀性物质。尧俊凯等人发现水泥改 良土段路基上拱变形主要原因是硫酸盐侵蚀路基水 泥改良土，并且封闭体系下钙矾石的生成反而会使体 积变小，只有当外界水和硫酸盐参与反应生成钙矾石 时，才会引起体积的剧烈膨胀。

病害机理分析

为了探究该高速铁路路基上拱的具体原因，通过 对路基上拱段较为明显工段，进行了工程地质勘察、 路基填料取样进行膨胀性指标分析、易溶盐含量测试 和x射线衍射仪矿物质分析等手段，来探究该高速铁 路路基上拱的具体原因。

上拱路段工程地质 该试验段地质位于：湟水河一级、二级阶地，地 形地势较为平缓开阔；工点范围内主要分布地层为第 四系全新统冲积砂质黄黏土：棕黄色、浅棕红色、浅 黄色，厚2～20 m，具有I~Ⅱ级非自重湿陷，且该段范围内不良地质不发育；其下为粗、细圆砾土、卵石土， 局部夹透砂土、粉质黏土、粉土；

下伏第三系泥岩夹 砂岩，具有膨胀性；在铁路、道路路基及坡脚一带 表层为填筑土、素填土；该上拱工点的地下水埋深 6.8～8.5 m，地下水位变化幅度大，土壤最大季节性 冻结深度为105 cm。 1.2 上拱路段各项指标分析 1.2.1 膨胀性指标 由分析可知，该工点蒙脱石含量为7%～14%、 自由 膨 胀 率 为 4 0 %～ 9 0 % 、阳 离 子 交 换 量 为 170～260mmol/kg

得出该断面的填料和地基土均达 不到膨胀土的标准。 1.2.2 易溶盐含量 该 断 面 易 溶 盐 偏 高，除 基 床 表 层 以 外 其 他 土样，易溶盐总量为 0 . 8%～1. 3%，硫酸根离子高 0.4%～0.9%。根据《铁路工程特殊岩土勘察规程》 （TB 10038-2012）中对于盐渍土的判定标准（易溶盐 总量大于0.3%），得出该断面路基填料和地基土达到盐渍土标准。

高速铁路路基上拱原因分析 通过对该上拱断面的检测可知水泥改良土和 水泥垫层位置处含有大量石膏粉末，由于硅灰石膏 具有膨胀性，所以其是造成路基上拱变形的主要物 质。因此，该工点路基的上拱变形，只要是由于硫酸 盐侵蚀水泥改良土生成硅灰石膏、钙矾石等膨胀性 物质引起的。

病害治理措施 通过第二节分析可知该高速铁路路基上拱的主 要原因为硫酸盐侵蚀水泥改良土引起的。封闭体系下 钙矾石的生成反而会使体积变小，只有当外界水和硫 酸盐参与反应生成钙矾石时，才会引起体积的剧烈膨 胀，所以寻找合理的外界水分、盐分的阻断措施便势 在必行。

水盐运移的防治措施 目前关于水盐运移防治措施主要有提高路基高 度、铺设隔断层、改进路基结构形式、防排水措施等。

（1）提高路基高度：路基高度的提高有利于增加 毛细水上升时的重力势，进而减少毛细水对路基的影 响作用，该措施主要针对于新建铁路。

（2）铺设隔断层：虽然路基高度的增加能够减少 毛细水对路基的影响作用，但是同样也会使路基施工 的成本增加，并且如果路基高度过高会对行车安全造 成一定的影响。当路基高度受限时，需要在路基内部 设置隔断层来降低毛细作用，减少路基内部水分和盐 分的运移。

（3）改进路基结构形式：桩板结构路基是高速铁 路无砟轨道的一种新型路基结构形式，它由上部钢筋 混凝土承载板、钢筋混凝土桩基和路基本体构成。下 部桩对土的挤密作用，可以使地基与路基土的密实度 增加，进而减少地基内部水分携带盐分的向上运移。

（4）防排水措施：目前主要有加强路基边坡防 护，截、排地表水，降低地下水。