高速公路紅砂巖路基填筑關(guān)鍵技術(shù)研究

閆 猛

（中煤科工集團(tuán)重慶設(shè)計(jì)研究院有限公司，重慶 400042）

我國(guó)的湖南以及江西等地區(qū)已經(jīng)有采取紅砂巖作為路基填料的工程，但是在工程完成后發(fā)現(xiàn)很多路段出現(xiàn)了不同程度的沉降變形，路面變壞十分嚴(yán)重。目前紅砂巖的路基填筑工藝并沒(méi)有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，本文就是結(jié)合已有工程的施工資料，對(duì)高速公路紅砂巖路基填筑關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入探討。

1 紅砂巖路基填筑的關(guān)鍵施工技術(shù)

在路基施工前需要對(duì)紅砂巖填料進(jìn)行分類，不同種類的紅砂巖要區(qū)別進(jìn)行處理。由于各個(gè)種類的紅砂巖工程特性差異巨大，現(xiàn)根據(jù)紅砂巖浸水崩解特性將其分為三類：

①Ⅰ類紅砂巖。將紅砂巖進(jìn)行適當(dāng)處理風(fēng)干或者烘干，浸水24h 后觀察其變化，試樣崩解成為泥狀或者渣狀，幾乎全部發(fā)生破碎，強(qiáng)度普遍小于15MPa；②Ⅱ類紅砂巖。紅砂巖進(jìn)行適當(dāng)處理風(fēng)干或者烘干，浸水24h 后觀察其變化，試樣崩解成為塊狀，大部分發(fā)生破碎，強(qiáng)度在15Mpa 左右；③Ⅲ類紅砂巖。紅砂巖進(jìn)行適當(dāng)處理風(fēng)干或者烘干，浸水24h后觀察其變化，幾乎不崩解或崩解量小于總重量的1%，其抗壓強(qiáng)度可達(dá)60～70MPa。

I、II 類紅砂巖沒(méi)有III 類紅砂巖較高的強(qiáng)度，在水的作用下極易發(fā)生崩解破壞，需要有針對(duì)性的對(duì)這兩類紅砂巖進(jìn)行處理。通過(guò)對(duì)紅砂巖路基病害進(jìn)行調(diào)查研究，本文提出從兩個(gè)方面來(lái)降低紅砂巖的遇水活性，防止路基產(chǎn)生沉陷，保證行車后路基的穩(wěn)定性，進(jìn)而指導(dǎo)紅砂巖路基的施工。

第一、降低填筑前紅砂巖填料的崩解性。

紅砂巖路基填筑后發(fā)生病害的主要原因是在水的作用下發(fā)生繼續(xù)崩解造成路基沉陷，所以可以利用紅砂巖遇水崩解的不可逆轉(zhuǎn)性，對(duì)將要填筑的紅砂巖填料進(jìn)行預(yù)崩解，減少和降低紅砂巖的崩解特性，使填筑后的紅砂巖填料不發(fā)生或者很少發(fā)生崩解，從而使路基更穩(wěn)定，保證了行車道路的安全，減少了了紅砂巖填筑后崩解所帶來(lái)的隱患。在施工時(shí)由于預(yù)崩解后的紅砂巖強(qiáng)度降低，更容易施工和碾壓，提高了施工的質(zhì)量并保證了填筑后路基的穩(wěn)定性，也減少了路基病害的發(fā)生。

第二、抑制填筑后紅砂巖填料的崩解特性。

由于紅砂巖崩解特性的兩面性，我們?cè)诶眉t砂巖進(jìn)行填筑前預(yù)崩解的同時(shí)，填筑后的紅砂巖作為路基填料其崩解特性仍然會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。這種特性會(huì)帶來(lái)路面開(kāi)裂、路基沉陷等病害，影響行車舒適性、危害行車安全。在通過(guò)對(duì)紅砂巖進(jìn)行預(yù)崩解后，并不能完全的消除其崩解特性，所以有必要對(duì)預(yù)崩解后的紅砂巖進(jìn)行改良，抑制填筑后紅砂巖的崩解特性，或者采用合適的路基斷面結(jié)構(gòu)和形式減少水的參與，將填筑后的紅砂巖水活性降到最低，使水活性基本得到消除。

在對(duì)紅砂巖填料進(jìn)行路基填筑時(shí)尤其需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

①紅砂巖的備料，紅砂巖的備料是紅砂巖路基填筑準(zhǔn)備的重要工作，主要包括對(duì)紅砂巖的預(yù)崩解和耙壓。選擇路基填筑的填料的粒徑大小一定要合適，對(duì)于粒徑大于100cm的紅砂巖要進(jìn)行機(jī)械破碎等處理，即通過(guò)自然降雨、人工灑水等方式將紅砂巖大顆粒破碎為小顆粒。

②紅砂巖填料改良，未經(jīng)過(guò)處理的紅砂巖工程性質(zhì)很差，會(huì)造成嚴(yán)重的路基病害。根據(jù)抑制填筑后紅砂巖活性的思路，可以對(duì)紅砂巖進(jìn)行適當(dāng)?shù)母牧肌８牧己蟮募t砂巖在強(qiáng)度、穩(wěn)定性等各個(gè)方面均優(yōu)于改良前的紅砂巖，且滿足路基填筑的要求。

③紅砂巖路基結(jié)構(gòu)的改良，水是造成紅砂巖路基沉降的重要因素，減少水分的進(jìn)入不僅能減緩紅砂巖的崩解，還能減少水分對(duì)路基本身的侵蝕。可以對(duì)紅砂巖路基采取密實(shí)或者密閉的手段，減少或者阻斷路基本身與外界水分的接觸。

④合適的碾壓工藝，碾壓是時(shí)紅砂巖路基達(dá)到規(guī)范壓實(shí)度的必經(jīng)施工工藝，是將紅砂巖土密實(shí)并形成一定強(qiáng)度的關(guān)鍵施工過(guò)程。碾壓后的密實(shí)紅砂巖路基可以自行封閉水分，使路基不能或者減少與外界環(huán)境的作用。

⑤路基邊坡的防護(hù)，紅砂巖路基邊坡是接觸水分的關(guān)鍵部位，所以要加強(qiáng)路基邊坡的防護(hù)。通常情況下紅砂巖路基可以采用漿砌片石或者混凝土拱型或者人字型骨架護(hù)坡。

2 施工后質(zhì)量檢測(cè)

為了評(píng)價(jià)路基施工的壓實(shí)質(zhì)量，需要對(duì)紅砂巖路基進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)?？紤]到施工中的技術(shù)要求及實(shí)際情況，建議從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢測(cè)。

1） 外觀檢查，外觀檢查是一項(xiàng)最基礎(chǔ)、最重要的檢查。可以觀察碾壓成型后的路基表面是否平滑，是否有鼓包、塌陷區(qū)域，改良紅砂巖是否有攪拌不均勻等不正?，F(xiàn)象；2）壓實(shí)度試驗(yàn)，壓實(shí)度檢驗(yàn)是一項(xiàng)重要的試驗(yàn)，需要采用灌砂法、水袋法等合適的方法對(duì)I、II 類的紅砂巖路基的壓實(shí)度進(jìn)行檢查，因?yàn)榱酱笮〉南拗撇荒懿捎铆h(huán)刀法；3） 壓實(shí)沉降差檢查，在現(xiàn)場(chǎng)可以采用沉降觀測(cè)法，看其壓實(shí)沉降差是否達(dá)到合適的要求；4） 路基強(qiáng)度檢查，路基的每個(gè)部位所承受的荷載是不同的，不同部位要有不同的強(qiáng)度。可以采用現(xiàn)場(chǎng)CBR 試驗(yàn)測(cè)得其CBR 值。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)研究，在填筑前可以采取預(yù)崩解和耙壓的措施消除或者減少紅砂巖的崩解活性，預(yù)崩解后并不能完全的消除其崩解特性，要對(duì)預(yù)崩解后的紅砂巖填料進(jìn)行改良，或者采用合適的路基斷面結(jié)構(gòu)和形式減少水的參與，將填筑后的紅砂巖水活性降到最低。