紅砂巖路基施工技術與質量控制

朱春陽 韓 燕

（1、河南高速公路發展有限責任公司禹登分公司，河南 許昌 461000 2、漯河市公路建設總公司，河南 漯河 462000）

1 紅砂巖簡述

紅砂巖屬于巖石類，包括泥巖、泥質砂巖、砂巖、泥質或砂質頁巖等沉積類巖石。其中多數因富含鐵的氧化物而呈紅色或深紅色，開挖后隨著時間的推移，在大氣、陽光、特別是雨的作用下易分解。

1.1 紅砂巖的主要特性

1.1.1 遇水崩解和膨脹

紅砂巖在干濕循環作用下，經過陽光、大氣特別是雨水的重復作用下易崩解成小碎塊，體積略有增加，膨脹率約為1～4%。崩解后的紅砂巖遇水軟化，強度下降較快，有的甚至達到%左右。在機械和人力作用下易成為渣泥狀，滿載的汽車在壓實好的試驗路行走時最大可見20mm深的車轍。

1.1.2 高吸水性、透水性與難蒸發性

一旦紅砂巖崩解或碾壓成細粒狀，其吸水性較強，很快達到飽和狀態；壓實度雖能要求，但仍有較大的孔隙率；吸水和飽和后的紅砂巖在強光、風作用下水分蒸發慢，一般要1d左右才能蒸發完成，但蒸發卻較為徹底，且行車作用下易揚塵。

1.1.3 低粘解性

破碎后重新組合的紅砂巖，粘結性能好、易松散，作壓實度檢測時，很難取得塊狀樣品，這說明紅砂巖路基的整體性或板塊性較差，強度具有不可逆轉性。

1.1.4 易風化性

一旦在外力作用下被破壞，那么在大氣、陽光雨水的影響下，紅砂巖極易風化。若遇水則不僅僅是軟化，更是加速了這種風化過程，經過幾次干濕循環作用，紅砂巖易風化破碎，利于壓實。

2 紅砂巖路基材料的質量控制及工前處理

2.1 紅砂巖分類

紅砂巖按強度和崩解特性劃分為如下3種類型：

2.1.1 一類紅砂巖，巖塊天然單軸抗壓強度小于15MPa，在105℃溫度下烘干后浸水24h內，呈現渣狀、泥狀或粒狀崩解。

2.1.2 二類紅砂巖，巖塊天然單軸抗壓強度小于15MPa或稍大于15MPa，在105℃溫度下烘干后浸水24 h內，呈塊狀崩解。

2.1.3 三類紅砂巖，巖塊天然單軸抗壓強度大于15MPa，不崩解，特性與普通砂巖無區別。

2.2 紅砂巖路基材料的選用及工前處理

2.2.1 紅砂巖的基本性質表明，具有塊狀崩解的二類紅砂巖水穩定性好，其強度隨時間變化小，路用性能較好；一類紅砂巖的水穩定性差，強度受干濕循環的作用變化較大，但壓實后透水性很小，因此穩定性大為提高，仍可用做路基填料。

2.2.2 根據現場施工控制過程，一類和二類紅砂巖爆破開挖后，可以直接運至工地進行耙壓和碾壓施工，但施工費時，運輸困難，對施工機械要求高，適用于場地狹小地段。若工期和施工條件允許，最好將剛爆破出來的紅砂巖，在料場就地進行工前崩解處理。

2.2.3 對紅砂巖工前處理的方法為，將剛爆破出來的紅砂巖裸露于大氣陽光和雨中，放置一定時間，任其自然崩解破碎；當晴天氣溫較高時，每天灑水，一般在8～20d即可達到預崩解的目的。

3 紅砂巖路基填筑施工工藝

3.1 機械設備

機械設備配備序號、機械設備名稱、規格型號：平地機PYl80、振動壓路機YZl8B、羊角碾YZTKl8、灑水車 8t、推土機 D85、挖掘機 1m32。

3.2 紅砂巖路基填筑施工工藝

3.2.1 填前碾壓路堤填筑前，要進行填前碾壓，即改造地形、清除表土及地面附著物，并將原地面碾壓至要求的密實度。

3.2.2 布料上料前必須在邊線位置處采用花桿掛線，要求花桿長度為2m，紅白相間格長40cm，縱向間距為20m。首先在路基兩側坡腳線內用粘土包邊，以防雨水對己成形紅砂巖的侵蝕及沖刷。粘土寬度為2m，做成向內的橫坡度，以保證邊線處粘土得到充分壓實。

3.2.3 耙壓、整平經過預崩解處理的紅砂巖填料運到填方段后，卸料后采用220馬力以上的三齒推土機、勾松，“耙壓”遍數應不少于3遍，未經料場崩解處理的紅砂巖至填方路段后，相應的“耙壓”遍數應增加一倍。

3.2.4 含水量控制在碾壓前要檢測含水量，紅砂巖填料在碾壓前含水量應控制在最佳含水量4-1%范圍。對完成路段采用灌砂法進行壓實度檢測，含水量用灑精燃燒法或烘干法測試。施工中路拱橫坡采用4%。遇雨或雨后，施工表面不干時，不得開放交通，雨后進行施工，下層填方須重新壓實，符合要求，方可施工。在下一層填筑前，將己完工的路基用羊角碾重新振壓一遍，形成凹凸面，以保證上下層面間的聯結。

3.2.5 壓實質量控制紅砂巖路基壓實度試驗檢測比較困難，考慮到施工中的技術要求及實際情況，采用了壓實度試驗與外觀檢查對比的方法。

3.2.6 紅砂巖路塹上路床0-30cm范圍內換填適宜填料時不能用紅砂巖，其路床底部30.80cm必須為新鮮巖面，且0-30cm范圍內使用CBR值不小于8%密實性好的路基填料封面，以避免大氣雨水對紅砂巖的侵蝕，降低基底的承載力。

4 紅砂巖路基施工后質量檢測

檢測方法的確定應滿足：①能合理評價路基工程質量；②具有可操作性和經濟性。

4.1 密度檢測法

密度檢測法是目前應用最廣泛的一種方法，它是對路基質量的一種綜合評價手段，該法是以Proctor壓實理論為基礎，并以現場實測干容重(σd)與室內標準擊實試驗求取的最大干容重(σdmax)之比值即壓實度是否達到某一規定之值來實現。由于壓實度法，對土石混填有其局限性，且小試坑方法也僅僅反映局部小范圍的壓實情況，為克服這些不足，提出沉降檢驗法。

4.2 抗力檢測法

4.2.1 彈性模量法

目前對彈性模量的測定多采用承載比或彎沉，具體做法是選定某些測點，測定這些點在加卸載后的回彈彎沉，將測定的回彈彎沉值與規定的標準進行比較以判定壓實質量是否合格。應用該法檢測壓實質量有以下優點：a.測定指標直接與變形特性相聯系：b.荷載量大，影響范圍廣，反映了一定范圍內壓實填方的整體情況，不破壞土體結構，但檢測需要彎沉車，大面積施工中不利于推廣。

4.2.2 塑性變形法

此方法多采用水準儀進行。用水準儀測定塑性變形增量，即：在填方土體整體開始碾壓前，先在整平的土體上布置方格網，確定各測點，然后開始碾壓，每碾壓一次，用水準儀測量上述各測點高程變化，直到碾壓前后兩次測定的高程之差 (塑性變形增量)在規定的范圍內(2mm)，即認為合格，這種方法直觀、簡單易行，且具備上述彈性模量法優點。

4.3 沉降檢驗法

沉降檢驗法是對路基整體穩定程度進行檢測與評價，其原理是：對已成型且認為合格的路基使用特大噸位的壓實機具進行多次沖擊，若其平均沉降能在某一標準(q)內，則可認為路基合格。標準q值可通過收集國內有關參數求得，同時通過對肯定有把握合格的標準路基進行沖擊，分析合格路基沉降情況判別紅砂巖路基合格程度。

5 結語

紅砂巖作為路基填料施工，只要嚴格按照路基土石方施工規范進行施工，密切注意其水穩定性、遇水膨脹等特點，并對相應的巖類進行必要的工前處理及處理措施，紅砂巖是可以作為高等級公路路基工程填料的。紅砂巖施工中，壓實度控制及水穩定性控制措施最為關鍵，目前，紅砂巖作為高等級公路路基工程填料，尚處于初級階段，仍無正式的施工規范及驗收標準，一般施工仍須按照土石方施工規范進行及按質量檢驗標準進行檢測驗收，我們可以通過越來越多的試驗施工總結，掌握紅砂巖其特性，使其得到更廣泛的使用，技術更成熟及完善。

[1]郭永春，謝強，文江泉.紅層泥巖崩解特性室內試驗研究[J].路基工程，2008(2).

[2]徐彩風，李傳寶，鐘凱.紅層填料滲透系數測定方法研究[J].路基工程，2008(3).