紅砂巖路基施工技術(shù)與質(zhì)量控制

朱春陽 韓 燕

（1、河南高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司禹登分公司，河南 許昌 461000 2、漯河市公路建設(shè)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(zhì)砂巖、砂巖、泥質(zhì)或砂質(zhì)頁巖等沉積類巖石。其中多數(shù)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(huán)作用下，經(jīng)過陽光、大氣特別是雨水的重復(fù)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(qiáng)度下降較快，有的甚至達(dá)到%左右。在機(jī)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(fā)性

一旦紅砂巖崩解或碾壓成細(xì)粒狀，其吸水性較強(qiáng)，很快達(dá)到飽和狀態(tài)；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(qiáng)光、風(fēng)作用下水分蒸發(fā)慢，一般要1d左右才能蒸發(fā)完成，但蒸發(fā)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(jié)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(qiáng)度具有不可逆轉(zhuǎn)性。

1.1.4 易風(fēng)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(fēng)化。若遇水則不僅僅是軟化，更是加速了這種風(fēng)化過程，經(jīng)過幾次干濕循環(huán)作用，紅砂巖易風(fēng)化破碎，利于壓實。

2 紅砂巖路基材料的質(zhì)量控制及工前處理

2.1 紅砂巖分類

紅砂巖按強(qiáng)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(qiáng)度小于15MPa，在105℃溫度下烘干后浸水24h內(nèi)，呈現(xiàn)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(qiáng)度小于15MPa或稍大于15MPa，在105℃溫度下烘干后浸水24 h內(nèi)，呈塊狀崩解。

2.1.3 三類紅砂巖，巖塊天然單軸抗壓強(qiáng)度大于15MPa，不崩解，特性與普通砂巖無區(qū)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(zhì)表明，具有塊狀崩解的二類紅砂巖水穩(wěn)定性好，其強(qiáng)度隨時間變化小，路用性能較好；一類紅砂巖的水穩(wěn)定性差，強(qiáng)度受干濕循環(huán)的作用變化較大，但壓實后透水性很小，因此穩(wěn)定性大為提高，仍可用做路基填料。

2.2.2 根據(jù)現(xiàn)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(jìn)行耙壓和碾壓施工，但施工費時，運輸困難，對施工機(jī)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(jìn)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(dāng)晴天氣溫較高時，每天灑水，一般在8～20d即可達(dá)到預(yù)崩解的目的。

3 紅砂巖路基填筑施工工藝

3.1 機(jī)械設(shè)備

機(jī)械設(shè)備配備序號、機(jī)械設(shè)備名稱、規(guī)格型號：平地機(jī)PYl80、振動壓路機(jī)YZl8B、羊角碾YZTKl8、灑水車 8t、推土機(jī) D85、挖掘機(jī) 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(jìn)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(cè)坡腳線內(nèi)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(nèi)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(jīng)過預(yù)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(jī)、勾松，“耙壓”遍數(shù)應(yīng)不少于3遍，未經(jīng)料場崩解處理的紅砂巖至填方路段后，相應(yīng)的“耙壓”遍數(shù)應(yīng)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(yīng)控制在最佳含水量4-1%范圍。對完成路段采用灌砂法進(jìn)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(jìn)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(lián)結(jié)。

3.2.5 壓實質(zhì)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(shù)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(nèi)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(nèi)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(zhì)量檢測

檢測方法的確定應(yīng)滿足：①能合理評價路基工程質(zhì)量；②具有可操作性和經(jīng)濟(jì)性。

4.1 密度檢測法

密度檢測法是目前應(yīng)用最廣泛的一種方法，它是對路基質(zhì)量的一種綜合評價手段，該法是以Proctor壓實理論為基礎(chǔ)，并以現(xiàn)場實測干容重(σd)與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗求取的最大干容重(σdmax)之比值即壓實度是否達(dá)到某一規(guī)定之值來實現(xiàn)。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(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較以判定壓實質(zhì)量是否合格。應(yīng)用該法檢測壓實質(zhì)量有以下優(yōu)點：a.測定指標(biāo)直接與變形特性相聯(lián)系：b.荷載量大，影響范圍廣，反映了一定范圍內(nèi)壓實填方的整體情況，不破壞土體結(jié)構(gòu)，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(zhǔn)儀進(jìn)行。用水準(zhǔn)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(wǎng)，確定各測點，然后開始碾壓，每碾壓一次，用水準(zhǔn)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(guī)定的范圍內(nèi)(2mm)，即認(rèn)為合格，這種方法直觀、簡單易行，且具備上述彈性模量法優(yōu)點。

4.3 沉降檢驗法

沉降檢驗法是對路基整體穩(wěn)定程度進(jìn)行檢測與評價，其原理是：對已成型且認(rèn)為合格的路基使用特大噸位的壓實機(jī)具進(jìn)行多次沖擊，若其平均沉降能在某一標(biāo)準(zhǔn)(q)內(nèi)，則可認(rèn)為路基合格。標(biāo)準(zhǔn)q值可通過收集國內(nèi)有關(guān)參數(shù)求得，同時通過對肯定有把握合格的標(biāo)準(zhǔn)路基進(jìn)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(jié)語

紅砂巖作為路基填料施工，只要嚴(yán)格按照路基土石方施工規(guī)范進(jìn)行施工，密切注意其水穩(wěn)定性、遇水膨脹等特點，并對相應(yīng)的巖類進(jìn)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(wěn)定性控制措施最為關(guān)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(guī)范及驗收標(biāo)準(zhǔn)，一般施工仍須按照土石方施工規(guī)范進(jìn)行及按質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測驗收，我們可以通過越來越多的試驗施工總結(jié)，掌握紅砂巖其特性，使其得到更廣泛的使用，技術(shù)更成熟及完善。

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