淺談濕熱山區高速公路紅砂巖路基修筑技術

摘 要：文章對紅砂巖這個高速公路路基使用材料的填筑進行了詳細的闡述，并且結合紅砂巖路基填筑的施工工藝，分析和討論了邊坡維護的具體措施，就山區高速公路紅砂巖路基修筑質量控制標準及其檢測方法進行了探討。

關鍵詞：高速公路；紅砂巖；路基；施工工藝；邊坡防護

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）3-0156-02

在我國的大量地區，包括湖北、四川、福建、廣西、云南、安徽、湖南、廣東、江西、江蘇等省區都廣泛分布了紅砂巖。紅砂巖抗水和風化能力差，大部分為泥質膠結，風化層厚度比較大但是分布不太均勻，紅砂巖遇水會有很多不良工程性質，如軟化、擴容膨脹、崩解、干濕循環極易風化等。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氧化物，通常所言的紅砂巖包括有泥質砂巖、砂質泥巖、砂巖及頁巖等沉積巖類。在當前的大量交通建設之中，挖出來的大量紅砂巖如果不用于填筑路基，而是棄之不用則會多伐森林，多占農田， 破壞生態環境。正是基于此種原因，紅砂巖填筑施工技術和紅砂巖的工程性質的研究對于工程意義重要，具有重要的環保意義和經濟價值。

相比較于平原地形的工程施工情況，在山區進行高速公路的施工無疑會有許多難點需要克服，由于山區地形情況十分復雜，地質條件十分惡劣，因此施工所需技術難度會大大增加，正是基于此種原因，必須要對山區高速公路施工之前進行充分的地質勘探，并且在施工過程之中也要反復進行勘察的復核，然后根據其勘察結果選擇施工方案。與此同時也要重點對山區高速公路施工過程中進行技術改進，并且對施工技術合理選擇，保證山區高速公路的施工質量和安全。筆者結合多年在山區高速公路的工程實踐經驗，對紅砂巖這個高速公路路基使用材料的填筑進行了詳細的闡述，并且結合紅砂巖路基填筑的施工工藝，分析和討論了邊坡維護的具體措施，最后就山區高速公路紅砂巖路基修筑質量控制標準及其檢測方法有所思考，以期能夠為行業發展有所貢獻。

1 山區高速公路的總體特點

在山區進行高速公路的施工無疑會有許多難點需要克服，由于山區地形情況十分復雜，地質條件十分惡劣，因此施工所需技術難度會大大增加，也就使得山區的高速公路尤其獨特特征。具體特征如下：

①山區中由于其地形特征，高速公路會經過許多陡峭之處，而在陡峭之處其表層土質很淺，風化十分嚴重，山體不穩定因素較多，巖石形成的穩定巖層較少。在山和山之間的山溝會有水流形成，而水流特征也會受到環境的影響，使得地質情況更加復雜。

②山區施工往往存在交通運輸極為不便的阻礙因素，因此進行高速公路的施工過程中，材料和設備的運輸往往都會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，以此來適應山區高速公路施工對地質情況的適應和克服。

④地勢起伏的山區進行高速公路的施工，往往會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山區進行高速公路的施工，往往都會修建大量的橋梁，此舉必然會產生大量的高空作業任務，最終使得施工所需技術難度更高，安全風險更大。

2 紅砂巖的工程性質

紅砂巖主要工程性質特征為：

2.1 膨脹及崩解性

經過大氣、陽光特別是雨水的反復作用下，紅砂巖在干濕循環中很容易崩解成小的碎塊，這會導致紅砂巖的體積有所增加，大約會有1% ～ 4%的浸水膨脹量。崩解后的紅砂巖遇水強度下降較快，而且容易軟化。

2.2 易風化性

由于大氣、溫度、濕度的影響，在外力作用下， 紅砂巖易風化。紅砂巖在遇水之后不僅會出現軟化現象，同時也會加速導致風化的發生。紅砂巖易風化破碎，經過幾次干濕循環作用后， 利于壓實。

2.3 透水性、高吸水性與難蒸發性

壓實度雖然可以滿足工程要求但是依然會有很大的孔隙率，通常能夠達到10%～30%左右，正是這種原因導致紅砂巖的透水深度可以達到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粒狀之后吸水性較強，在很短時間內就能夠達到飽和狀態； 紅砂巖在吸水或飽水后會由于風吹和陽光照射的原因慢慢的將水分蒸發，通常表層10 cm在一天的時間中可以蒸發完全，由于蒸發比較徹底，因此車輛通過很容易引起揚塵。

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，并且紅砂巖在遇到水之后容易軟化和風化，因此紅砂巖路基很容易出現不均勻沉降的現象。

2.5 低粘結性

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

3 紅砂巖路基修筑技術要點及施工工藝

3.1 紅砂巖修筑技術要點

根據大量工程案例的統計研究表明，對于紅砂巖要想成功應用于高速公路路基填筑中必須要對其進行崩解處理，紅砂巖在經過崩解處理后強度降低，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對路基造成危害，也可以提高工效， 保證工程質量。紅砂巖用作填料填筑路堤關鍵技術主要包括以下幾個方面：

①為了保證紅砂巖路堤不會由于水的原因而產生損害，在用紅砂巖做路基時必須要首先預崩解，以此來消除紅砂巖的水活性；紅砂巖在經過了預崩解之后形成紅砂土，經過嚴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度，應當采取分層填筑壓實的施工工藝，而具體每層的厚度則應當通過鋪筑試驗路進行確定，但是通常而言壓實厚度最大不能夠超過40 cm。

③紅砂巖填筑路基時要格外重視對它的粒徑進行控制，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間里，由于外力的作用紅沙土的孔隙率會發生很大的變化，這種變化影響路基路面使用性能，對路基水穩定性造成極大危害，所以應對爆破出來的紅砂巖進行預處理， 嚴格控制粒徑在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，確保路基穩定，可以通過碾壓工藝、防排水措施等措施予以解決和應對。

3.2 紅砂巖路基邊坡防護

紅砂巖體通常都是砂巖、頁巖互層、粉砂巖、泥巖，為易風化軟質巖石，且其風化速度各不相同，軟硬交互成層，其邊坡巖體破碎、透水性強，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不可行。若采用水泥預制塊或者漿砌片石防護， 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，而且其工程造價高，不夠經濟；邊坡也會產生剝落的現象，在水的作用之下。在紅砂巖地區， 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行挖方邊坡的防護工作。應當采取播撒草籽培育植被或者移植草皮的方式進行防護路堤邊坡的維護，若采用客土噴播方法進行防護。由于紅砂巖的特殊性，其化學組成中缺乏氮、磷、鉀等植物所需養分，所以在紅砂巖中進行植被種植時應當施加足夠的肥料來滿足植物生長的需要。

4 紅砂巖路基壓實質量控制與檢測

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

①泥化標準。可根據紅砂巖填料碾壓后的外觀來進行泥化程度的判斷。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層外表相似，通常而言都是光滑平整，進行壓實質量的控制和檢測的必要前提是其外觀能夠合格。

②路堤強度。在室內外進行了大量的野外CBR試驗和現場回彈模量檢測，為了探討處理后的紅砂巖路堤強度是否能滿足工程要求，試驗結果表明，紅砂巖路堤在處理之后其強度能滿足國內高等級公路要求。

③壓實質量。紅砂巖路堤強度和水穩定性的關鍵就是紅砂巖路基的壓實質量的控制，因此必須要進行壓實工作的控制與檢測，為保證壓實度，隨時掌握壓實信息，并且能夠做出及時的調整。

④紅砂巖路基的碾壓檢測之前首先應當進行外觀檢查，對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，并且滿足國家標準和規范中對于路拱橫坡度要求。

5 結 語

山區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量和安全符合設計要求，嚴格根據勘測結果指導施工，做到施工過程的規范化。

參考文獻：

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[2] 龍健康，侯運秋.紅砂巖路基施工關鍵技術[J].中南公路工程，2003，（28）.