红砂岩路基施工技术与质量控制

朱春阳 韩 燕

（1、河南高速公路发展有限责任公司禹登分公司，河南 许昌 461000 2、漯河市公路建设总公司，河南 漯河 462000）

1 红砂岩简述

红砂岩属于岩石类，包括泥岩、泥质砂岩、砂岩、泥质或砂质页岩等沉积类岩石。其中多数因富含铁的氧化物而呈红色或深红色，开挖后随着时间的推移，在大气、阳光、特别是雨的作用下易分解。

1.1 红砂岩的主要特性

1.1.1 遇水崩解和膨胀

红砂岩在干湿循环作用下，经过阳光、大气特别是雨水的重复作用下易崩解成小碎块，体积略有增加，膨胀率约为1～4%。崩解后的红砂岩遇水软化，强度下降较快，有的甚至达到%左右。在机械和人力作用下易成为渣泥状，满载的汽车在压实好的试验路行走时最大可见20mm深的车辙。

1.1.2 高吸水性、透水性与难蒸发性

一旦红砂岩崩解或碾压成细粒状，其吸水性较强，很快达到饱和状态；压实度虽能要求，但仍有较大的孔隙率；吸水和饱和后的红砂岩在强光、风作用下水分蒸发慢，一般要1d左右才能蒸发完成，但蒸发却较为彻底，且行车作用下易扬尘。

1.1.3 低粘解性

破碎后重新组合的红砂岩，粘结性能好、易松散，作压实度检测时，很难取得块状样品，这说明红砂岩路基的整体性或板块性较差，强度具有不可逆转性。

1.1.4 易风化性

一旦在外力作用下被破坏，那么在大气、阳光雨水的影响下，红砂岩极易风化。若遇水则不仅仅是软化，更是加速了这种风化过程，经过几次干湿循环作用，红砂岩易风化破碎，利于压实。

2 红砂岩路基材料的质量控制及工前处理

2.1 红砂岩分类

红砂岩按强度和崩解特性划分为如下3种类型：

2.1.1 一类红砂岩，岩块天然单轴抗压强度小于15MPa，在105℃温度下烘干后浸水24h内，呈现渣状、泥状或粒状崩解。

2.1.2 二类红砂岩，岩块天然单轴抗压强度小于15MPa或稍大于15MPa，在105℃温度下烘干后浸水24 h内，呈块状崩解。

2.1.3 三类红砂岩，岩块天然单轴抗压强度大于15MPa，不崩解，特性与普通砂岩无区别。

2.2 红砂岩路基材料的选用及工前处理

2.2.1 红砂岩的基本性质表明，具有块状崩解的二类红砂岩水稳定性好，其强度随时间变化小，路用性能较好；一类红砂岩的水稳定性差，强度受干湿循环的作用变化较大，但压实后透水性很小，因此稳定性大为提高，仍可用做路基填料。

2.2.2 根据现场施工控制过程，一类和二类红砂岩爆破开挖后，可以直接运至工地进行耙压和碾压施工，但施工费时，运输困难，对施工机械要求高，适用于场地狭小地段。若工期和施工条件允许，最好将刚爆破出来的红砂岩，在料场就地进行工前崩解处理。

2.2.3 对红砂岩工前处理的方法为，将刚爆破出来的红砂岩裸露于大气阳光和雨中，放置一定时间，任其自然崩解破碎；当晴天气温较高时，每天洒水，一般在8～20d即可达到预崩解的目的。

3 红砂岩路基填筑施工工艺

3.1 机械设备

机械设备配备序号、机械设备名称、规格型号：平地机PYl80、振动压路机YZl8B、羊角碾YZTKl8、洒水车 8t、推土机 D85、挖掘机 1m32。

3.2 红砂岩路基填筑施工工艺

3.2.1 填前碾压路堤填筑前，要进行填前碾压，即改造地形、清除表土及地面附着物，并将原地面碾压至要求的密实度。

3.2.2 布料上料前必须在边线位置处采用花杆挂线，要求花杆长度为2m，红白相间格长40cm，纵向间距为20m。首先在路基两侧坡脚线内用粘土包边，以防雨水对己成形红砂岩的侵蚀及冲刷。粘土宽度为2m，做成向内的横坡度，以保证边线处粘土得到充分压实。

3.2.3 耙压、整平经过预崩解处理的红砂岩填料运到填方段后，卸料后采用220马力以上的三齿推土机、勾松，“耙压”遍数应不少于3遍，未经料场崩解处理的红砂岩至填方路段后，相应的“耙压”遍数应增加一倍。

3.2.4 含水量控制在碾压前要检测含水量，红砂岩填料在碾压前含水量应控制在最佳含水量4-1%范围。对完成路段采用灌砂法进行压实度检测，含水量用洒精燃烧法或烘干法测试。施工中路拱横坡采用4%。遇雨或雨后，施工表面不干时，不得开放交通，雨后进行施工，下层填方须重新压实，符合要求，方可施工。在下一层填筑前，将己完工的路基用羊角碾重新振压一遍，形成凹凸面，以保证上下层面间的联结。

3.2.5 压实质量控制红砂岩路基压实度试验检测比较困难，考虑到施工中的技术要求及实际情况，采用了压实度试验与外观检查对比的方法。

3.2.6 红砂岩路堑上路床0-30cm范围内换填适宜填料时不能用红砂岩，其路床底部30.80cm必须为新鲜岩面，且0-30cm范围内使用CBR值不小于8%密实性好的路基填料封面，以避免大气雨水对红砂岩的侵蚀，降低基底的承载力。

4 红砂岩路基施工后质量检测

检测方法的确定应满足：①能合理评价路基工程质量；②具有可操作性和经济性。

4.1 密度检测法

密度检测法是目前应用最广泛的一种方法，它是对路基质量的一种综合评价手段，该法是以Proctor压实理论为基础，并以现场实测干容重(σd)与室内标准击实试验求取的最大干容重(σdmax)之比值即压实度是否达到某一规定之值来实现。由于压实度法，对土石混填有其局限性，且小试坑方法也仅仅反映局部小范围的压实情况，为克服这些不足，提出沉降检验法。

4.2 抗力检测法

4.2.1 弹性模量法

目前对弹性模量的测定多采用承载比或弯沉，具体做法是选定某些测点，测定这些点在加卸载后的回弹弯沉，将测定的回弹弯沉值与规定的标准进行比较以判定压实质量是否合格。应用该法检测压实质量有以下优点：a.测定指标直接与变形特性相联系：b.荷载量大，影响范围广，反映了一定范围内压实填方的整体情况，不破坏土体结构，但检测需要弯沉车，大面积施工中不利于推广。

4.2.2 塑性变形法

此方法多采用水准仪进行。用水准仪测定塑性变形增量，即：在填方土体整体开始碾压前，先在整平的土体上布置方格网，确定各测点，然后开始碾压，每碾压一次，用水准仪测量上述各测点高程变化，直到碾压前后两次测定的高程之差 (塑性变形增量)在规定的范围内(2mm)，即认为合格，这种方法直观、简单易行，且具备上述弹性模量法优点。

4.3 沉降检验法

沉降检验法是对路基整体稳定程度进行检测与评价，其原理是：对已成型且认为合格的路基使用特大吨位的压实机具进行多次冲击，若其平均沉降能在某一标准(q)内，则可认为路基合格。标准q值可通过收集国内有关参数求得，同时通过对肯定有把握合格的标准路基进行冲击，分析合格路基沉降情况判别红砂岩路基合格程度。

5 结语

红砂岩作为路基填料施工，只要严格按照路基土石方施工规范进行施工，密切注意其水稳定性、遇水膨胀等特点，并对相应的岩类进行必要的工前处理及处理措施，红砂岩是可以作为高等级公路路基工程填料的。红砂岩施工中，压实度控制及水稳定性控制措施最为关键，目前，红砂岩作为高等级公路路基工程填料，尚处于初级阶段，仍无正式的施工规范及验收标准，一般施工仍须按照土石方施工规范进行及按质量检验标准进行检测验收，我们可以通过越来越多的试验施工总结，掌握红砂岩其特性，使其得到更广泛的使用，技术更成熟及完善。

[1]郭永春，谢强，文江泉.红层泥岩崩解特性室内试验研究[J].路基工程，2008(2).

[2]徐彩风，李传宝，钟凯.红层填料渗透系数测定方法研究[J].路基工程，2008(3).