汪　洋

摘要：隨著我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，用作路基填筑的材料越來越多，紅砂巖就是其中一種較為理想的材料，紅砂巖作為路基填料有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。由于材料的特殊性，以前紅砂巖多用于棄方或低等級(jí)道路的填筑，但在低等級(jí)道路填筑過程中也出現(xiàn)了很多質(zhì)量問題，用在高速公路上特別少見。本文對(duì)紅砂巖的路基的基本知識(shí)及其填筑技術(shù)作了簡(jiǎn)要的論述。

關(guān)鍵詞：紅砂巖 路基 涵義 施工工藝

0 引言

紅砂巖是指泥質(zhì)或砂質(zhì)頁巖等沉積類巖石，其中多數(shù)因富含鐵的氧化物而呈紅色、深紅色或褐色，開挖后，隨著時(shí)間的推移，在大氣、陽光、特別是雨水的作用下易崩解。該類巖石稱紅砂巖。

1 紅砂巖路基的基本理論

1.1 紅砂巖的分類 通過資料查找紅砂巖中的多數(shù)干燥后，浸水崩解或略有崩解。并且將浸水崩解或崩解的紅砂巖稱為一類巖；浸水崩解不強(qiáng)烈或略有崩解的紅砂巖稱為二類巖。在同一紅砂巖料場(chǎng)，一類巖和二類巖互相摻雜。以一類巖為主，摻雜有少量二類巖的紅砂巖料場(chǎng)填料，仍按一類巖對(duì)待；同理，以二類巖為主，摻雜有少量一類巖的料場(chǎng)填料，仍以二類巖對(duì)待。有一些紅砂巖浸水完全不崩解，且強(qiáng)度高，水穩(wěn)定性好，民間多年來用它作為建筑石材使用，這類紅砂巖稱為三類巖。

1.2 紅砂巖的主要特性

1.2.1 遇水崩解和膨脹 紅砂巖在干濕循環(huán)作用下，經(jīng)過陽光，大氣特別是雨水的重復(fù)作用下，易崩解成小碎塊,體積略有增加，膨脹率約為1~4%。崩解后的紅砂巖遇水軟化，強(qiáng)度下降較快（有的甚至達(dá)40%左右），此時(shí)，在機(jī)械和人力作用下易成為渣泥狀，滿載的東風(fēng)車在壓實(shí)好的試驗(yàn)路行走時(shí)最大可見20cm深的車轍，且這一性質(zhì)不可逆轉(zhuǎn)。

1.2.2 高吸水性，透水性與難蒸發(fā)性 一旦紅砂巖崩解或碾壓成細(xì)粒狀，其吸水性較強(qiáng)，很快達(dá)到飽和狀態(tài)；壓實(shí)度雖能達(dá)到要求，但仍具有較大的孔隙率，實(shí)測(cè)達(dá)0.1~0.3左右，因此其透水性相對(duì)較強(qiáng)，90區(qū)的檢測(cè)表明：最大透水深度可達(dá)20~30cm;吸水或飽水后的紅砂巖，強(qiáng)光，風(fēng)作用下水分蒸發(fā)慢，表層10cm一般要一天左右才蒸發(fā)完，但蒸發(fā)卻較為徹底，且行車作用下易揚(yáng)塵。

1.2.3 低粘解性 破碎后重新組合的紅砂巖，粘結(jié)性能小，易松散，作壓實(shí)度檢測(cè)時(shí)，很難取得塊狀樣品，這說明紅砂巖路基的整體性或板快性較差，強(qiáng)度具有不可逆轉(zhuǎn)性。

1.2.4 易風(fēng)化性 一旦外力作用下破壞，那么在大氣、陽光、雨水的影響下，紅砂巖極易風(fēng)化。若遇水，則不僅僅是軟化，更是加速了這種風(fēng)化過程，倘經(jīng)過幾次干濕循環(huán)作用，紅砂巖易風(fēng)化破碎，利于壓實(shí)。

1.2.5 不均勻沉降 由于粒徑難以100%的控制且不均勻，加上紅砂。巖及易風(fēng)化及遇水軟化，紅砂巖路基易出現(xiàn)較大的不均勻沉降。

2 處理紅砂巖的活性

紅砂巖在爆破開挖出來后，受陽光，大氣特別是士雨水的作用而迅速風(fēng)化崩解，由大塊狀風(fēng)化崩解成碎塊關(guān)，當(dāng)有雨水或浸水時(shí)，在機(jī)械作用（汽車、挖掘機(jī)）和人力作用下而成為渣泥狀，但破碎后重新組合的紅砂巖，粘結(jié)性能小，不能由渣泥狀逆轉(zhuǎn)成碎塊狀和大塊狀。這種性質(zhì)稱為紅砂巖的不可逆轉(zhuǎn)性。紅砂巖浸水崩解性的強(qiáng)弱和紅砂巖膨脹勢(shì)的大小，稱為紅砂巖的活性。浸水崩解愈強(qiáng)膨脹勢(shì)的大小，稱為紅砂巖的活性。浸水崩解愈強(qiáng)膨脹勢(shì)愈大的紅砂巖，其活性愈大。用來修筑路堤時(shí)，活性愈大的紅砂巖形成路基病害的可能性愈大。

3 施工工藝

路基施工方案的關(guān)鍵要確定三項(xiàng)指標(biāo)：一是壓實(shí)設(shè)備類型；二是松鋪層厚；三是檢測(cè)辦法。根據(jù)石方路基穩(wěn)定原理的定性分析、紅砂巖的物理、力學(xué)性能及已往紅砂巖路基的施工經(jīng)驗(yàn)確定具體的施工方案。①壓實(shí)設(shè)備選擇激振力35噸以上的壓路機(jī)，也即YZ20以上壓路機(jī)。之所以選擇YZ20以上壓路機(jī)，主要是YZ20以上壓路機(jī)激振力大，各類型號(hào)的YZ20壓路機(jī)激振力均在350KN以上，最大靜線壓力也在580N/cm以上，激振力大，有利于在碾壓過程中對(duì)巖石進(jìn)行二次解??；其次采用壓路機(jī)施工進(jìn)度有保證，且壓路機(jī)操作簡(jiǎn)單，施工成本低。②松鋪層厚最初根據(jù)《公路工程路基施工規(guī)范》（JTJ033-95），確定為50cm，石料最大粒徑不大于30cm。在試驗(yàn)路段的鋪設(shè)中，發(fā)現(xiàn)有部分強(qiáng)度低的紅砂巖極易破碎，且紅砂巖通過爆破解小后細(xì)料占有相當(dāng)部分的比重，與別的石質(zhì)有明顯區(qū)別，所以最初把紅砂巖完全當(dāng)作填石路堤的構(gòu)想不完全正確。實(shí)際上紅砂巖在大噸位壓路機(jī)的激振作用下，最初的填石結(jié)構(gòu)的特性，發(fā)生了變化，它變?yōu)榱送潦焯罱Y(jié)構(gòu)。但同時(shí)由于分層厚度過大，通過挖驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，石料架空現(xiàn)象較多，也即單點(diǎn)合格率低，為進(jìn)一步克服這一點(diǎn)，后將松鋪層厚由50cm改為35cm，最大粒徑由35cm改為23cm。

眾所周知路基填土是典型的擾動(dòng)的顆粒、水和空氣組成的三相體材料，不同種類的填土，壓實(shí)特性也不相同。而土石混合料的壓實(shí)特性是大小顆粒在力的作用下克服顆粒間阻力產(chǎn)生位移的過程，即大小顆粒全新排列，相互靠近，使孔隙體積減少，單位體積內(nèi)固體顆粒數(shù)量增加的過程。土石混合料的壓實(shí)不僅與粗粒的風(fēng)化程度有關(guān)，而且與其含量有關(guān)，當(dāng)粗粒含量低于40%時(shí)，粗粒料在壓實(shí)土體中僅作為不可壓縮的骨料，混合料的壓實(shí)細(xì)料起決定性作用。紅砂巖本身的特點(diǎn)，使其在大噸位壓路機(jī)作用下大顆粒的材料減少，不能起到骨架作用，只能作為不可壓縮的包裹體，壓實(shí)特性介于純土和純石之間，但其密度則因粗粒的存在而有不同程度的改變。

紅砂巖填筑路基并不是純粹意義上的石方填筑，而實(shí)際上是土石混填，因此在實(shí)際施工中我們采用土石混填的施工規(guī)范來進(jìn)行施工。所以在后續(xù)的試驗(yàn)路段鋪設(shè)時(shí)就規(guī)定松鋪厚度為35cm，石料最大粒徑不超過最大松鋪厚度的2/3即（23cm）。通過在以后進(jìn)行的挖驗(yàn)以及沖壓補(bǔ)強(qiáng)的沉降觀測(cè)證明這是成功的。

4 施工中的建議

4.1 紅砂巖干燥狀態(tài)下單軸抗壓強(qiáng)度為30~60MPa，自然狀態(tài)下單軸抗壓強(qiáng)度為15~30MPa，飽水強(qiáng)度為0~20MPa；其礦物成分主要以石英、長(zhǎng)石、巖屑、泥質(zhì)為主；

4.2 對(duì)紅砂巖填筑路基，應(yīng)采用YZ20型以上（即最大激振力為350KN以上）的壓路機(jī)，松鋪層厚控制在35cm，攤鋪前最大粒徑控制在23cm以內(nèi)的施工方案；

4.3 在施工中，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控，特別是應(yīng)嚴(yán)格對(duì)松鋪層厚和最大粒徑的控制，由于紅砂巖的壓實(shí)度檢測(cè)精度受試坑的大小影響較純土方大，施工中重在以壓實(shí)遍數(shù)控制工程質(zhì)量；

4.4 為提高紅砂巖路基的單點(diǎn)合格率，建議對(duì)成型后的紅砂巖路基采用大噸位壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行一定范圍的沖壓補(bǔ)強(qiáng)；如果采用CYZ25沖擊壓路機(jī)進(jìn)行沖壓補(bǔ)強(qiáng)，則平均沉降在7CM以內(nèi)，單點(diǎn)合格率達(dá)90%以上可認(rèn)為路基質(zhì)量合格，等等。