浅议高速公路红砂岩路基施工技术和质量控制

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浅议高速公路红砂岩路基施工技术和质量控制　　【摘要】红砂岩粘性差，易崩解。本文主要结合实际施工实践，阐述了研究、改良红砂岩的一系列过程，使以前被废弃或用于低等道路填充物的红砂岩得到了充分利用。对于红砂岩路基的检测表明，本文所描述的红砂岩路基施工技术与质量控制方法是成功的，值得相同地质结构路段的高速工程借鉴学习。【关键词】高速公路；红砂岩；路基；施工；质量；控制1、概括衡大高速起于衡阳市西外环线的柳公塘，止于京珠高速公路大浦通道口，全长25．93公里，其中部分路段为连续的红砂岩地带，设计采用粘性土包边进行处理，以增加路基稳定性。粘性土包边两侧各宽1m，与砂性土一同填筑压实。施工中要开挖10x106m3的红砂岩。对沿途红砂地段勘察表明，主要是砖红色砂质岩，基本成分是石英、粘土矿物、钙质、粘土质胶结，自然强度是0.9-2.6Mpa，天然承载力为298-490kPa，由于此种地质水稳性差，达不到直接作为路基填筑的标准，需要进行崩解处理，混合石灰、水泥进行包边来填筑中部路基。6 2、沿途红砂岩基本情况分析2.1　红砂岩的特性水浸湿和空气中的干湿变化都会造成红砂岩的软化分解和破碎，承载力降低，不利于道路施工，往往给以后的工程埋下隐患，因此红砂岩不能作为路基的填充物。但是由于衡大高速所处地质结构中，有大量的红砂岩，如果不加以利用，会造成大量的资源浪费，同时再去寻找其他场地买土，需要额外增加数亿的工程费用。经过施工队伍技术人员测算，分析了红砂岩的路用性，决定根据红砂岩的物理性质采用相应的技术进行处理，使其变成合格的路用工程材料。2.2　红砂岩的处理流程2.2.1　红砂岩的分类经过对沿途红砂岩进行实地勘察，根据其物理特性和数量可以分为三类：（1）a类红砂岩。此类红砂岩数量最大，约占全程总数的60%，天然抗压强度在15MPa左右的红砂岩属于此类，经过105℃烘干后浸泡24　h，出现块状崩解。（2）b类红砂岩。第二类红砂岩占总数的30%，天然强度小于15M　Pa，以相同温度烘干并浸泡后出现崩解成粉末粒状，说明其性能较弱6 （3）c类红砂岩。此类红砂岩数量最少，仅占10%，但强队最大，高于15MPa，经过相同条件烘干浸水后未产生崩解现象。说明其性能基本和普通砂岩无异，但仅存在于较深底层。2.2.2　红砂岩的分类处理流程把红砂岩作为路基的填充材料，并未形成一个标准的实施规程，因此在施工中要对各个路段反复进行实验和检测，确保工程的质量。实验中尽量要根据施工环境，来模拟路堤、路基，从而能为路线上红砂岩地带路基的施工制定出科学的技术和验收标准。下面以其中的某几段典型红砂岩路基为例来介绍一下处理流程。（1）本段出现的主要为a类红砂岩，填方长度300m，路基平均高度为12m，填土前要清除掉约0.30m的耕植土，并夯实地基。切方地段为覆盖有柴草小树，清除后切方7.1m深，土质中a类红砂岩占60%，其余为b类红砂岩。a类红砂岩填筑长度190m，b类红砂岩筑长度110m，切方可以为本段路基提供45%的红砂岩，其余填充材料需要从外地料场调入。1）爆破红砂岩：开挖红砂岩的爆破工艺与普通岩石相同。作为填充物的a、b两类红砂岩进行小范围松动爆破，炮眼距离控制在2m以内。2）路堑面的处理：路堑面适宜采用减弱松动爆破，这样既可以保持原来坡面的稳定性，又可以减少修整坡面的任务量。6 3）路基填充材料的加工处理：爆破后的红砂岩需要在露天环境中进行水浸，水的来源可以是雨水，如果遇到高温晴朗天气，需要人工浇水，直到红砂岩块分解，这个过程一般需要10-15天的时间。外地料场负责对大块岩石进行机械分解，加工成达到工程要求的粒状石子。4）填充路基：首先要加固个别低洼地带，这些部位底部要填充足量的砂砾，厚度不能低于65cm。整个地段的平均松铺厚度要小于40cm；沙石颗粒的直径不能大于40cm，红砂岩填方路段要留有足够的宽度以备压实边缘的路基，路拱横破要占到4%。压实路基之前先要检测填充物的含水量，根据实验表明，10%～13%含水量即为合格。严格控制压实的遍数，压实机械可以采用前轮为滚动光轮，后轮为轮胎的压路机，碾压过程中要人工剔除掉粒径大于25cm的岩块，经过12t压路机碾压3遍之后，改用40t振动压路机，以小于0.45m/s的速度碾压6遍，预计能出现15cm的搭接宽度。为了做好防水，防止红砂岩受到来自顶面的水的浸透，需要在顶面以下30cm处添加塑指>8的中性粘性来进行封闭。6 （2）b类红砂岩填筑路堤的加工处理。根据其强度特性，可以把b类红砂岩处理后用作填筑路堤的材料。b类红砂岩与熟石灰混合后，发生离子置换，可以抑制b类红砂岩浸水崩解性和膨胀性，产生泥状结构，从而起到对路基的加固作用。熟石灰和红砂岩按4%-6%的重量配比，比例要按照地基的干湿情况和排水性能来确定，干燥的地方石灰用量小，其他地方可以扩大到6%。3、路基的质量检测与控制压实的过程要严格执行《公路路基设计规范》中规定的标准，其中压实度是最为关键的一个指标，它直接关系到路基的水稳定性和坚固程度。压实度的检测方法可以采用水袋法、灌水法、核子密度仪法或灌砂法，检测规程仍需要依照《公路土工试验规程》进行。各种检测方法操作特点不同，最简便的是水袋法，可以作为检测红砂岩路基的主要方法，同时可以辅以灌砂法或核子密度，做不提倡的灌水法，此法操作过于复杂。没层碾压完成后，首先目测地基表层的平整度、均匀度和光滑度，并估测路拱横坡是否达到了坡度要求。然后由监理单位和施工单位分别按照各自的分工和职责进行检测，自检和抽检相结合，在每层400m处设一个自检点，没800m处至少设一个抽检点。各次检测结果表明，本路段的压实度达到了相关规定中的标准，各层密度和负载力均符合要求，填充物颗粒直径小于20cm，致密的结构具有良好的防水性。由于严格按照实验得出的各项数据进行了施工，a、b两类红砂岩填充的路基表现出了良好的性能，为发生明显的干裂现象。6 除了检测路基的压实度外，还要进行沉降观测，为了更好的掌握不同红砂岩的路基变化情况，把a、b两类红砂岩分开来进行观测，每个断面布置6个观测点，尤其要记录好在特殊天气下的观测结果，观察雨雪、干燥、霜冻等天气对路基的影响，找出在干湿循环作用下和在冻融循环作用下出现的质量问题，并及时排水，避免施工过程中发生翻浆。4、结束语对于红砂岩性能，在道路投入使用之后，仍然需要进行不断的检测和研究，但就衡大高速目前运营的情况来看，只要能够严格按照之前的标准加工处理红砂岩，它就可以作为合格的地基填充物和其他地面工程的材料，既能够节约成本，又减少了建筑垃圾。参考文献[1]唐红波.浅谈高速公路红砂岩路基施工技术与质量控制[J].民营科技，201106[2]胡新民.高速公路红砂岩路基施工技术与质量控制.湖南交通科技，2010.04[3]朱霞.砂性土的压实施工工艺与检测方法研究.建筑，2009.076