无砟轨道采用自身稳定性较好的混凝土或沥青道床代替有砟道床来传递行车时的动、静荷载,而行车时需要的弹性变形主要由设置在钢轨或扣件下精确定义的单元材料提供。无砟轨道结构设计要求其具有足够的抗冻安全性,特别是对其下部结构在铺轨完成后出现的后续沉降变形要求十分严格。所以,无砟轨道线路的长期稳定性较好,特别是在高速行车条件下,属于一种正常情况下很少需要维修的上部结构形式。
根据下部结构的类型,无砟轨道可分为路基上无砟轨道、隧道内无砟轨道和桥上无砟轨道三大类。按下列五个参数,无砟轨道可以分为不同的结构类型:
1)按钢轨支承方式可分为点式和连续式;
2)按支承扣件方式可分为有轨枕和无轨枕;
3)按轨枕支承方式可分为埋入式、嵌入式和支承式;
4)按道床板材料可分为混凝土和沥青;
5)按道床板施工方式可分为预制和现浇。
无论何种形式的无砟轨道结构,由于采用了刚性较大的黏结硬化材料作为道床板,一方面使得系统的荷载传递、扩散功能显著提高,另一方面其适应下部结构沉降变形的能力却大为下降,所以各种无砟轨道结构对基础或者说路基的要求原则上是一样的。大量的现场测试对比表明,在其他条件相同的情况下,行车时,无砟轨道和有砟轨道下基床和路基中的动荷载差别很大,如动应力和振动速度,相比较而言,不同无砟轨道结构条件下路基中动荷载的差别较小。从这两点出发,着眼于无砟轨道路基的设计,本章代表性地以德国轨枕埋入式无砟轨道Rheda系统为例,介绍其基本原理和设计方法,并在此基础上推出其对路基结构功能性、耐久性和平顺性的要求。
