淺談濕熱山區(qū)高速公路紅砂巖路基修筑技術(shù)

摘 要：文章對(duì)紅砂巖這個(gè)高速公路路基使用材料的填筑進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并且結(jié)合紅砂巖路基填筑的施工工藝，分析和討論了邊坡維護(hù)的具體措施，就山區(qū)高速公路紅砂巖路基修筑質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及其檢測方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：高速公路；紅砂巖；路基；施工工藝；邊坡防護(hù)

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）3-0156-02

在我國的大量地區(qū)，包括湖北、四川、福建、廣西、云南、安徽、湖南、廣東、江西、江蘇等省區(qū)都廣泛分布了紅砂巖。紅砂巖抗水和風(fēng)化能力差，大部分為泥質(zhì)膠結(jié)，風(fēng)化層厚度比較大但是分布不太均勻，紅砂巖遇水會(huì)有很多不良工程性質(zhì)，如軟化、擴(kuò)容膨脹、崩解、干濕循環(huán)極易風(fēng)化等。紅砂巖是呈紅色、深紅色或褐色的泥巖，這主要是由于其富含鐵質(zhì)氧化物，通常所言的紅砂巖包括有泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖及頁巖等沉積巖類。在當(dāng)前的大量交通建設(shè)之中，挖出來的大量紅砂巖如果不用于填筑路基，而是棄之不用則會(huì)多伐森林，多占農(nóng)田， 破壞生態(tài)環(huán)境。正是基于此種原因，紅砂巖填筑施工技術(shù)和紅砂巖的工程性質(zhì)的研究對(duì)于工程意義重要，具有重要的環(huán)保意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

相比較于平原地形的工程施工情況，在山區(qū)進(jìn)行高速公路的施工無疑會(huì)有許多難點(diǎn)需要克服，由于山區(qū)地形情況十分復(fù)雜，地質(zhì)條件十分惡劣，因此施工所需技術(shù)難度會(huì)大大增加，正是基于此種原因，必須要對(duì)山區(qū)高速公路施工之前進(jìn)行充分的地質(zhì)勘探，并且在施工過程之中也要反復(fù)進(jìn)行勘察的復(fù)核，然后根據(jù)其勘察結(jié)果選擇施工方案。與此同時(shí)也要重點(diǎn)對(duì)山區(qū)高速公路施工過程中進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，并且對(duì)施工技術(shù)合理選擇，保證山區(qū)高速公路的施工質(zhì)量和安全。筆者結(jié)合多年在山區(qū)高速公路的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)紅砂巖這個(gè)高速公路路基使用材料的填筑進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并且結(jié)合紅砂巖路基填筑的施工工藝，分析和討論了邊坡維護(hù)的具體措施，最后就山區(qū)高速公路紅砂巖路基修筑質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及其檢測方法有所思考，以期能夠?yàn)樾袠I(yè)發(fā)展有所貢獻(xiàn)。

1 山區(qū)高速公路的總體特點(diǎn)

在山區(qū)進(jìn)行高速公路的施工無疑會(huì)有許多難點(diǎn)需要克服，由于山區(qū)地形情況十分復(fù)雜，地質(zhì)條件十分惡劣，因此施工所需技術(shù)難度會(huì)大大增加，也就使得山區(qū)的高速公路尤其獨(dú)特特征。具體特征如下：

①山區(qū)中由于其地形特征，高速公路會(huì)經(jīng)過許多陡峭之處，而在陡峭之處其表層土質(zhì)很淺，風(fēng)化十分嚴(yán)重，山體不穩(wěn)定因素較多，巖石形成的穩(wěn)定巖層較少。在山和山之間的山溝會(huì)有水流形成，而水流特征也會(huì)受到環(huán)境的影響，使得地質(zhì)情況更加復(fù)雜。

②山區(qū)施工往往存在交通運(yùn)輸極為不便的阻礙因素，因此進(jìn)行高速公路的施工過程中，材料和設(shè)備的運(yùn)輸往往都會(huì)成為施工過程中的重要延誤原因。

③在高差較大的情況下，高填和深挖的情況較多，以此來適應(yīng)山區(qū)高速公路施工對(duì)地質(zhì)情況的適應(yīng)和克服。

④地勢起伏的山區(qū)進(jìn)行高速公路的施工，往往會(huì)使得路橋相間的施工形式較多，公路橋梁的總體長度比例較大。

⑤山區(qū)進(jìn)行高速公路的施工，往往都會(huì)修建大量的橋梁，此舉必然會(huì)產(chǎn)生大量的高空作業(yè)任務(wù)，最終使得施工所需技術(shù)難度更高，安全風(fēng)險(xiǎn)更大。

2 紅砂巖的工程性質(zhì)

紅砂巖主要工程性質(zhì)特征為：

2.1 膨脹及崩解性

經(jīng)過大氣、陽光特別是雨水的反復(fù)作用下，紅砂巖在干濕循環(huán)中很容易崩解成小的碎塊，這會(huì)導(dǎo)致紅砂巖的體積有所增加，大約會(huì)有1% ～ 4%的浸水膨脹量。崩解后的紅砂巖遇水強(qiáng)度下降較快，而且容易軟化。

2.2 易風(fēng)化性

由于大氣、溫度、濕度的影響，在外力作用下， 紅砂巖易風(fēng)化。紅砂巖在遇水之后不僅會(huì)出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)加速導(dǎo)致風(fēng)化的發(fā)生。紅砂巖易風(fēng)化破碎，經(jīng)過幾次干濕循環(huán)作用后， 利于壓實(shí)。

2.3 透水性、高吸水性與難蒸發(fā)性

壓實(shí)度雖然可以滿足工程要求但是依然會(huì)有很大的孔隙率，通常能夠達(dá)到10%～30%左右，正是這種原因?qū)е录t砂巖的透水深度可以達(dá)到20～30 cm；由于其中粘土礦物成分影響，紅砂巖在崩解或碾壓成細(xì)粒狀之后吸水性較強(qiáng)，在很短時(shí)間內(nèi)就能夠達(dá)到飽和狀態(tài)； 紅砂巖在吸水或飽水后會(huì)由于風(fēng)吹和陽光照射的原因慢慢的將水分蒸發(fā)，通常表層10 cm在一天的時(shí)間中可以蒸發(fā)完全，由于蒸發(fā)比較徹底，因此車輛通過很容易引起揚(yáng)塵。

2.4 不均勻沉降

紅砂巖由于粒徑難以控制并且其具有不均勻的特點(diǎn)，并且紅砂巖在遇到水之后容易軟化和風(fēng)化，因此紅砂巖路基很容易出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象。

2.5 低粘結(jié)性

紅砂巖在破碎后如果要重新結(jié)合，很容易松散，粘結(jié)性能小，很難在做壓實(shí)度檢測時(shí)取得塊狀樣品，因此可以知道紅砂巖路基的板快性以及整體性較差， 強(qiáng)度不可逆。

3 紅砂巖路基修筑技術(shù)要點(diǎn)及施工工藝

3.1 紅砂巖修筑技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)大量工程案例的統(tǒng)計(jì)研究表明，對(duì)于紅砂巖要想成功應(yīng)用于高速公路路基填筑中必須要對(duì)其進(jìn)行崩解處理，紅砂巖在經(jīng)過崩解處理后強(qiáng)度降低，活性減少，巖石軟化， 便于碾壓。崩解處理后的紅砂巖對(duì)于高速公路路基的修筑幫助很大，不僅可以減少甚至避免其不利工程性質(zhì)對(duì)路基造成危害，也可以提高工效， 保證工程質(zhì)量。紅砂巖用作填料填筑路堤關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：

①為了保證紅砂巖路堤不會(huì)由于水的原因而產(chǎn)生損害，在用紅砂巖做路基時(shí)必須要首先預(yù)崩解，以此來消除紅砂巖的水活性；紅砂巖在經(jīng)過了預(yù)崩解之后形成紅砂土，經(jīng)過嚴(yán)格的工程加工和填筑施工就能夠滿足高速公路的施工需要。

②紅砂巖填筑路堤為了保證壓實(shí)度，應(yīng)當(dāng)采取分層填筑壓實(shí)的施工工藝，而具體每層的厚度則應(yīng)當(dāng)通過鋪筑試驗(yàn)路進(jìn)行確定，但是通常而言壓實(shí)厚度最大不能夠超過40 cm。

③紅砂巖填筑路基時(shí)要格外重視對(duì)它的粒徑進(jìn)行控制，這主要是由于遇水崩解之后的紅沙土顆粒比較大，孔隙率高，而在填筑為高速公路路基之后的很長時(shí)間里，由于外力的作用紅沙土的孔隙率會(huì)發(fā)生很大的變化，這種變化影響路基路面使用性能，對(duì)路基水穩(wěn)定性造成極大危害，所以應(yīng)對(duì)爆破出來的紅砂巖進(jìn)行預(yù)處理， 嚴(yán)格控制粒徑在25 cm以下。

④防止紅砂巖浸水后工程性能的改變，阻止外界水分侵入，確保路基穩(wěn)定，可以通過碾壓工藝、防排水措施等措施予以解決和應(yīng)對(duì)。

3.2 紅砂巖路基邊坡防護(hù)

紅砂巖體通常都是砂巖、頁巖互層、粉砂巖、泥巖，為易風(fēng)化軟質(zhì)巖石，且其風(fēng)化速度各不相同，軟硬交互成層，其邊坡巖體破碎、透水性強(qiáng)，巖性有明顯的不均勻性。由于草在紅巖土上不易存活，因此采用直接植草防護(hù)不可行。若采用水泥預(yù)制塊或者漿砌片石防護(hù)， 不僅可以起到加固土體的作用，還可以起到隔水的作用，但是另一方面，這種施工方法不夠美觀，和自然的融合度比較差，而且其工程造價(jià)高，不夠經(jīng)濟(jì)；邊坡也會(huì)產(chǎn)生剝落的現(xiàn)象，在水的作用之下。在紅砂巖地區(qū)， 通常采用土工格室、植生袋法、客土噴播和錨桿加固等施工方法進(jìn)行挖方邊坡的防護(hù)工作。應(yīng)當(dāng)采取播撒草籽培育植被或者移植草皮的方式進(jìn)行防護(hù)路堤邊坡的維護(hù)，若采用客土噴播方法進(jìn)行防護(hù)。由于紅砂巖的特殊性，其化學(xué)組成中缺乏氮、磷、鉀等植物所需養(yǎng)分，所以在紅砂巖中進(jìn)行植被種植時(shí)應(yīng)當(dāng)施加足夠的肥料來滿足植物生長的需要。

4 紅砂巖路基壓實(shí)質(zhì)量控制與檢測

紅砂巖作為路堤填料成功與否的關(guān)鍵就是紅砂巖路基的施工質(zhì)量控制。對(duì)于紅砂巖而言，一定要充分考慮到其工程特性，因此既要控制其泥化程度，還需要保證其質(zhì)量。下面就高速路基壓實(shí)質(zhì)量、檢測標(biāo)準(zhǔn)及方法作一定分析和總結(jié)。

①泥化標(biāo)準(zhǔn)。可根據(jù)紅砂巖填料碾壓后的外觀來進(jìn)行泥化程度的判斷。泥化合格的紅砂巖碾壓層表面與紅色低液限粘土的碾壓密實(shí)層外表相似，通常而言都是光滑平整，進(jìn)行壓實(shí)質(zhì)量的控制和檢測的必要前提是其外觀能夠合格。

②路堤強(qiáng)度。在室內(nèi)外進(jìn)行了大量的野外CBR試驗(yàn)和現(xiàn)場回彈模量檢測，為了探討處理后的紅砂巖路堤強(qiáng)度是否能滿足工程要求，試驗(yàn)結(jié)果表明，紅砂巖路堤在處理之后其強(qiáng)度能滿足國內(nèi)高等級(jí)公路要求。

③壓實(shí)質(zhì)量。紅砂巖路堤強(qiáng)度和水穩(wěn)定性的關(guān)鍵就是紅砂巖路基的壓實(shí)質(zhì)量的控制，因此必須要進(jìn)行壓實(shí)工作的控制與檢測，為保證壓實(shí)度，隨時(shí)掌握壓實(shí)信息，并且能夠做出及時(shí)的調(diào)整。

④紅砂巖路基的碾壓檢測之前首先應(yīng)當(dāng)進(jìn)行外觀檢查，對(duì)于碾壓過后的紅巖土必須要保證其表面能夠均勻光滑、平整，并且滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中對(duì)于路拱橫坡度要求。

5 結(jié) 語

山區(qū)高速公路紅砂巖路基修筑施工有其特殊性，因此必須要保證其施工質(zhì)量和安全符合設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)格根據(jù)勘測結(jié)果指導(dǎo)施工，做到施工過程的規(guī)范化。

參考文獻(xiàn)：

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