高速公路紅砂巖路基填筑關(guān)鍵技術(shù)研究

閆 猛

（中煤科工集團重慶設(shè)計研究院有限公司，重慶 400042）

我國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，對高速公路紅砂巖路基填筑關(guān)鍵技術(shù)進行深入探討。

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紅砂巖填料進行分類，不同種類的紅砂巖要區(qū)別進行處理。由于各個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，強度普遍小于15MPa；②Ⅱ類紅砂巖。紅砂巖進行適當(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，強度在15Mpa 左右；③Ⅲ類紅砂巖。紅砂巖進行適當(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%，其抗壓強度可達60～70MPa。

I、II 類紅砂巖沒有III 類紅砂巖較高的強度，在水的作用下極易發(fā)生崩解破壞，需要有針對性的對這兩類紅砂巖進行處理。通過對紅砂巖路基病害進行調(diào)查研究，本文提出從兩個方面來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，對將要填筑的紅砂巖填料進行預(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的隱患。在施工時由于預(yù)崩解后的紅砂巖強度降低，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，我們在利用紅砂巖進行填筑前預(yù)崩解的同時，填筑后的紅砂巖作為路基填料其崩解特性仍然會體現(xiàn)出來。這種特性會帶來路面開裂、路基沉陷等病害，影響行車舒適性、危害行車安全。在通過對紅砂巖進行預(yù)崩解后，并不能完全的消除其崩解特性，所以有必要對預(yù)崩解后的紅砂巖進行改良，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。

在對紅砂巖填料進行路基填筑時尤其需要注意以下幾個問題：

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，對于粒徑大于100cm的紅砂巖要進行機械破碎等處理，即通過自然降雨、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)過處理的紅砂巖工程性質(zhì)很差，會造成嚴(yán)重的路基病害。根據(jù)抑制填筑后紅砂巖活性的思路，可以對紅砂巖進行適當(dāng)?shù)母牧肌８牧己蟮募t砂巖在強度、穩(wěn)定性等各個方面均優(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，減少水分的進入不僅能減緩紅砂巖的崩解，還能減少水分對路基本身的侵蝕。可以對紅砂巖路基采取密實或者密閉的手段，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，碾壓是時紅砂巖路基達到規(guī)范壓實度的必經(jīng)施工工藝，是將紅砂巖土密實并形成一定強度的關(guān)鍵施工過程。碾壓后的密實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，紅砂巖路基邊坡是接觸水分的關(guān)鍵部位，所以要加強路基邊坡的防護。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坡。

2 施工后質(zhì)量檢測

為了評價路基施工的壓實質(zhì)量，需要對紅砂巖路基進行質(zhì)量檢測。考慮到施工中的技術(shù)要求及實際情況，建議從以下幾個方面進行檢測。

1） 外觀檢查，外觀檢查是一項最基礎(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常現(xiàn)象；2）壓實度試驗，壓實度檢驗是一項重要的試驗，需要采用灌砂法、水袋法等合適的方法對I、II 類的紅砂巖路基的壓實度進行檢查，因為粒徑大小的限制不能采用環(huán)刀法；3） 壓實沉降差檢查，在現(xiàn)場可以采用沉降觀測法，看其壓實沉降差是否達到合適的要求；4） 路基強度檢查，路基的每個部位所承受的荷載是不同的，不同部位要有不同的強度。可以采用現(xiàn)場CBR 試驗測得其CBR 值。

3 結(jié)語

通過研究，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，要對預(yù)崩解后的紅砂巖填料進行改良，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。