內(nèi)容摘要：紅砂巖廣泛存在于我國南方的廣大地區(qū)，由于材料的特殊性，以前紅砂巖多用于棄方或低等級道路的填筑，但在低等級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。通過本人實踐積累經(jīng)驗和資料查詢，現(xiàn)對紅砂巖的路基填筑技術(shù)發(fā)表以下淺見，希望各位專家提出寶貴意見。
關(guān)鍵詞：高速公路紅砂巖崩解活性壓實
紅砂巖基礎(chǔ)知識
一、紅砂巖的定義
在我26標高速公路沿線，廣布著泥巖，泥質(zhì)砂巖，砂巖，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。
二、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；
浸水崩解不強烈或略有崩解的紅砂巖稱為二類巖。在同一紅砂巖料場，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填料，仍按一類巖對待；同理，以二類巖為主，摻雜有少量一類巖的料場填料，仍以二類巖對待。有一些紅砂巖浸水完全不崩解，且強度高，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，在我標段內(nèi)主要存在有一類巖和二類巖，三類巖存在很少，這給我標段的施工帶來很大困難。
三、軟硬互層
有的紅砂巖料場，一類巖和二類巖成間層分布，甚至是一類巖和浸水不崩解的紅砂巖成間層分布，這兩者都稱為紅砂巖的軟硬互層料場，簡稱軟硬互層。
四、紅砂巖路基老路病害調(diào)查
湖南省內(nèi)紅砂巖區(qū)域分布較廣，故此，省內(nèi)地方道路和國道，早有用紅砂巖填筑路提的先例，但多系低級公路。應(yīng)用到高等級公路中來，則有近年才出現(xiàn)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)紅砂巖路基的常見病害，可大致歸納為：沉陷和坍二類。在湖南很多地段都出現(xiàn)過這樣的例子。
路基填料不良（未崩解的紅砂巖填筑），填筑方法不當，人工壓實不足，在荷載及自然因素作用下，均可能發(fā)生沉陷，便直接導(dǎo)致路面破壞。而易風化的紅砂巖邊坡如果設(shè)計不當或防護不良，均可造成路基邊坡的坍落。邊坍落形態(tài)多樣，按其規(guī)模和形態(tài)的不同，可以分為：剝落、碎落與墜落，以及滑坍、塌坍與崩坍等。由于紅砂巖為極易風化的崩解的沉積巖，因此用紅砂巖修筑的路基邊坡在溫度與水的共同交互作用下極易發(fā)生風化剝落的病害，如不及時處理，風化向邊坡深部發(fā)展，引起邊坡崩坍落石等病害。
五、處理紅砂巖的兩個基本原則
（一）消除紅砂巖的活性
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化崩解，由大塊狀風化崩解成碎塊關(guān)，當有雨水或浸水時，在機械作用（汽車、挖掘機）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弱和紅砂巖膨脹勢的大小，稱為紅砂巖的活性。浸水崩解愈強膨脹勢的大小，稱為紅砂巖的活性。浸水崩解愈強膨脹勢愈大的紅砂巖，其活性愈大。用來修筑路堤時，活性愈大的紅砂巖形成路基病害的可能性愈大。
六、紅沙巖的崩解處理
1、崩解處理的目的
經(jīng)崩解處理后的紅砂巖不僅活性減少，而且?guī)r石軟化，強度降低，便于碾壓。因此，用崩解處理后的紅砂巖修筑路堤不僅可以提高工效，保證工程質(zhì)量，而且可以減少甚至消除病害的發(fā)生。
2、紅砂巖填料的崩解處理方法
紅砂巖填料在料場先進行崩解處理（預(yù)處理），然后再運往工地填筑。崩解處理的具體方法如下：將爆破出來的紅砂巖填料不加遮蓋地裸露于大氣，陽光和雨水中，在這些自然因素的作用下，紅砂巖（特別是未風化的一類巖）迅速風化崩解，強度急劇降低，活性迅速消除。在崩解處理期間，晴天視氣溫情況宜每天在料場澆水一次（氣溫高），或隔天澆水一次（氣溫低），如果晴朗無雨天氣連續(xù)超過兩三天時，即應(yīng)在料場澆水以加速紅砂巖的崩解和消除活性的過程。用此方法作崩解處理時，八天至十五天后（氣溫高取小值，氣溫低取大值），經(jīng)崩解處理的紅砂巖填料可運往路堤填筑。一類巖和二類巖兩料場完成崩解處理，七月份需七天，1月份15天或更長些。判斷紅砂巖是否已崩解的方法：粒徑為50~70cm的大塊新解紅砂巖塊，經(jīng)崩解處理若干天后，表面已出現(xiàn)大量裂縫并有大部分碎塊巖石崩解，以腳掌推動時，大巖塊裂成碎塊巖堆，即認為紅砂巖的崩解處理已完成。
紅砂巖施工
一、施工設(shè)備配置
1.60T拖式振動壓路機（羊足碾）和40T輪式壓路機各一臺。
路基路面施工中，采用專用的壓實機械進行壓實是施工的關(guān)鍵工序之一。壓實效果的好壞，直接關(guān)系到工程質(zhì)量的優(yōu)劣。在紅砂巖路基的施工中，應(yīng)配備60T拖式振動壓路機和40T輪式振動壓路機各一臺。采用的60T拖式振動壓路機工作質(zhì)量在18噸或18噸以上，激振力400KN或400kN以上，40噸輪式振動壓路機工作質(zhì)量則為14T，激振力260KN。經(jīng)過實驗說明，當經(jīng)過崩解處理的紅砂巖松鋪厚度不大于40cm時，可以用40T輪式振動壓路機代替60T拖式振動壓路機，因此在保證工程量的基礎(chǔ)上更具有經(jīng)濟性。
2.推土機一臺
用推土機將紅砂巖填料推平，以覆帶輾壓之，再以松土齒耙松，稱為“耙壓”。一般耙壓遍數(shù)不得少于三遍，目的在于輾碎紅砂巖大顆粒，經(jīng)耙壓后，由監(jiān)理工程師檢查紅砂巖最大粒徑是否滿足要求。若不滿足，應(yīng)繼續(xù)耙壓。
二、紅砂巖的四大指標和施工工藝
通過紅砂巖基礎(chǔ)知識的學習，加深了對紅砂巖特性和活性的理解。紅砂巖施工的病害多出現(xiàn)填方路基中。對于紅砂巖的開挖后容易出現(xiàn)塌方、滑移，針對紅砂巖易崩解的活性，只要我們施工時盡快讓它少暴露在空氣與水中，加強預(yù)先防護措施和加緊后期防護，這種問題基本上可以得到解決。我在這里著重強調(diào)一下紅砂巖填筑的四大指標和施工工藝。
路基填筑過程中嚴格控制的四大指標是：
粒徑≤25cm
層厚≤40cm
壓路機≥40T
含水量8%~12%之間
a)粒徑
紅砂巖顆粒不宜過大，這是因為未破碎的紅砂巖大顆粒，在自重和車輛的長期作用下，不均質(zhì)、沉降不均，導(dǎo)致路面過早破壞。另外，大顆粒紅砂巖填料在經(jīng)壓實了的路堤內(nèi)部同樣不利于路堤的水穩(wěn)定性。因此，在各碾壓層中，紅砂巖的最大粒徑d應(yīng)加以控制。
b)層厚
碾壓應(yīng)該有適當?shù)暮穸取Ｄ雺簩舆^厚，非但下部分壓實度達不到要求，而且上面部分的壓實度也受到影響。同時碾壓層的厚度應(yīng)該與所用壓路機的重量或功能相適應(yīng)，他也隨壓路機的類型相適應(yīng)，對于紅砂巖路基，應(yīng)該采用40T至60T振動壓路機。在紅砂巖實際施工中，重要的是能符合要求密實度的有效深度，這個深度也就是每層填土的合適厚度。有效壓實深度主要與壓實機械類型、碾壓遍數(shù)、土的性質(zhì)和含水量有關(guān)。
c)壓路機
紅砂巖路基填筑施工中，采用專用的壓實機械進行壓實是施工的關(guān)鍵程序之一。壓實效果的好壞，直接關(guān)系到工程質(zhì)量的好壞。所以應(yīng)配備60T拖式和40T輪式振動壓路機各一臺。
d)含水量
通過實驗，只有在最佳含水量時壓實到最大干密度的土體，在遇水飽和后其密度和強度下降的幅度最小，其水穩(wěn)定性最好。含水量是影響壓實效果的決定因素，因此，我們實際施工時應(yīng)把含水量控制在8%~12%之間。
施工工藝：根據(jù)實際經(jīng)驗當把紅砂巖云至施工現(xiàn)場后，用220KW以上推土機耙壓三遍，再用60噸以上振動羊角碾和40噸以上的光輪壓路機碾壓4遍以上，即可達到要求。當紅砂巖干濕循環(huán)作用一個星期以上時，碾壓效果最好。
二、紅砂巖的主要特性
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，強度下降較快（有的甚至達40%左右），此時，在機械和人力作用下易成為渣泥狀，滿載的東風車在壓實好的試驗路行走時最大可見20cm深的車轍，且這一性質(zhì)不可逆轉(zhuǎn)。
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粒狀，其吸水性較強，很快達到飽和狀態(tài)；壓實度雖能達到要求，但仍具有較大的孔隙率，實測達0.1~0.3左右，因此其透水性相對較強，90區(qū)的檢測表明：最大透水深度可達20~30cm;吸水或飽水后的紅砂巖，強光，風作用下水分蒸發(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，且行車作用下易揚塵。
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，作壓實度檢測時，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，強度具有不可逆轉(zhuǎn)性；
4、易風化性
一旦外力作用下破壞，那么在大氣、陽光、雨水的影響下，紅砂巖極易風化。若遇水，則不僅僅是軟化，更是加速了這種風化過程，倘經(jīng)過幾次干濕循環(huán)作用，紅砂巖易風化破碎，利于壓實。
5不均勻沉降
由于粒徑難以100%的控制且不均勻，加上紅砂。巖及易風化及遇水軟化，紅砂巖路基易出現(xiàn)較大的不均勻沉降。
關(guān)鍵詞：高速公路紅砂巖崩解活性壓實
紅砂巖基礎(chǔ)知識
一、紅砂巖的定義
在我26標高速公路沿線，廣布著泥巖，泥質(zhì)砂巖，砂巖，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。
二、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；
浸水崩解不強烈或略有崩解的紅砂巖稱為二類巖。在同一紅砂巖料場，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填料，仍按一類巖對待；同理，以二類巖為主，摻雜有少量一類巖的料場填料，仍以二類巖對待。有一些紅砂巖浸水完全不崩解，且強度高，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，在我標段內(nèi)主要存在有一類巖和二類巖，三類巖存在很少，這給我標段的施工帶來很大困難。
三、軟硬互層
有的紅砂巖料場，一類巖和二類巖成間層分布，甚至是一類巖和浸水不崩解的紅砂巖成間層分布，這兩者都稱為紅砂巖的軟硬互層料場，簡稱軟硬互層。
四、紅砂巖路基老路病害調(diào)查
湖南省內(nèi)紅砂巖區(qū)域分布較廣，故此，省內(nèi)地方道路和國道，早有用紅砂巖填筑路提的先例，但多系低級公路。應(yīng)用到高等級公路中來，則有近年才出現(xiàn)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)紅砂巖路基的常見病害，可大致歸納為：沉陷和坍二類。在湖南很多地段都出現(xiàn)過這樣的例子。
路基填料不良（未崩解的紅砂巖填筑），填筑方法不當，人工壓實不足，在荷載及自然因素作用下，均可能發(fā)生沉陷，便直接導(dǎo)致路面破壞。而易風化的紅砂巖邊坡如果設(shè)計不當或防護不良，均可造成路基邊坡的坍落。邊坍落形態(tài)多樣，按其規(guī)模和形態(tài)的不同，可以分為：剝落、碎落與墜落，以及滑坍、塌坍與崩坍等。由于紅砂巖為極易風化的崩解的沉積巖，因此用紅砂巖修筑的路基邊坡在溫度與水的共同交互作用下極易發(fā)生風化剝落的病害，如不及時處理，風化向邊坡深部發(fā)展，引起邊坡崩坍落石等病害。
五、處理紅砂巖的兩個基本原則
（一）消除紅砂巖的活性
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化崩解，由大塊狀風化崩解成碎塊關(guān)，當有雨水或浸水時，在機械作用（汽車、挖掘機）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弱和紅砂巖膨脹勢的大小，稱為紅砂巖的活性。浸水崩解愈強膨脹勢的大小，稱為紅砂巖的活性。浸水崩解愈強膨脹勢愈大的紅砂巖，其活性愈大。用來修筑路堤時，活性愈大的紅砂巖形成路基病害的可能性愈大。
六、紅沙巖的崩解處理
1、崩解處理的目的
經(jīng)崩解處理后的紅砂巖不僅活性減少，而且?guī)r石軟化，強度降低，便于碾壓。因此，用崩解處理后的紅砂巖修筑路堤不僅可以提高工效，保證工程質(zhì)量，而且可以減少甚至消除病害的發(fā)生。
2、紅砂巖填料的崩解處理方法
紅砂巖填料在料場先進行崩解處理（預(yù)處理），然后再運往工地填筑。崩解處理的具體方法如下：將爆破出來的紅砂巖填料不加遮蓋地裸露于大氣，陽光和雨水中，在這些自然因素的作用下，紅砂巖（特別是未風化的一類巖）迅速風化崩解，強度急劇降低，活性迅速消除。在崩解處理期間，晴天視氣溫情況宜每天在料場澆水一次（氣溫高），或隔天澆水一次（氣溫低），如果晴朗無雨天氣連續(xù)超過兩三天時，即應(yīng)在料場澆水以加速紅砂巖的崩解和消除活性的過程。用此方法作崩解處理時，八天至十五天后（氣溫高取小值，氣溫低取大值），經(jīng)崩解處理的紅砂巖填料可運往路堤填筑。一類巖和二類巖兩料場完成崩解處理，七月份需七天，1月份15天或更長些。判斷紅砂巖是否已崩解的方法：粒徑為50~70cm的大塊新解紅砂巖塊，經(jīng)崩解處理若干天后，表面已出現(xiàn)大量裂縫并有大部分碎塊巖石崩解，以腳掌推動時，大巖塊裂成碎塊巖堆，即認為紅砂巖的崩解處理已完成。
紅砂巖施工
一、施工設(shè)備配置
1.60T拖式振動壓路機（羊足碾）和40T輪式壓路機各一臺。
路基路面施工中，采用專用的壓實機械進行壓實是施工的關(guān)鍵工序之一。壓實效果的好壞，直接關(guān)系到工程質(zhì)量的優(yōu)劣。在紅砂巖路基的施工中，應(yīng)配備60T拖式振動壓路機和40T輪式振動壓路機各一臺。采用的60T拖式振動壓路機工作質(zhì)量在18噸或18噸以上，激振力400KN或400kN以上，40噸輪式振動壓路機工作質(zhì)量則為14T，激振力260KN。經(jīng)過實驗說明，當經(jīng)過崩解處理的紅砂巖松鋪厚度不大于40cm時，可以用40T輪式振動壓路機代替60T拖式振動壓路機，因此在保證工程量的基礎(chǔ)上更具有經(jīng)濟性。
2.推土機一臺
用推土機將紅砂巖填料推平，以覆帶輾壓之，再以松土齒耙松，稱為“耙壓”。一般耙壓遍數(shù)不得少于三遍，目的在于輾碎紅砂巖大顆粒，經(jīng)耙壓后，由監(jiān)理工程師檢查紅砂巖最大粒徑是否滿足要求。若不滿足，應(yīng)繼續(xù)耙壓。
二、紅砂巖的四大指標和施工工藝
通過紅砂巖基礎(chǔ)知識的學習，加深了對紅砂巖特性和活性的理解。紅砂巖施工的病害多出現(xiàn)填方路基中。對于紅砂巖的開挖后容易出現(xiàn)塌方、滑移，針對紅砂巖易崩解的活性，只要我們施工時盡快讓它少暴露在空氣與水中，加強預(yù)先防護措施和加緊后期防護，這種問題基本上可以得到解決。我在這里著重強調(diào)一下紅砂巖填筑的四大指標和施工工藝。
路基填筑過程中嚴格控制的四大指標是：
粒徑≤25cm
層厚≤40cm
壓路機≥40T
含水量8%~12%之間
a)粒徑
紅砂巖顆粒不宜過大，這是因為未破碎的紅砂巖大顆粒，在自重和車輛的長期作用下，不均質(zhì)、沉降不均，導(dǎo)致路面過早破壞。另外，大顆粒紅砂巖填料在經(jīng)壓實了的路堤內(nèi)部同樣不利于路堤的水穩(wěn)定性。因此，在各碾壓層中，紅砂巖的最大粒徑d應(yīng)加以控制。
b)層厚
碾壓應(yīng)該有適當?shù)暮穸取Ｄ雺簩舆^厚，非但下部分壓實度達不到要求，而且上面部分的壓實度也受到影響。同時碾壓層的厚度應(yīng)該與所用壓路機的重量或功能相適應(yīng)，他也隨壓路機的類型相適應(yīng)，對于紅砂巖路基，應(yīng)該采用40T至60T振動壓路機。在紅砂巖實際施工中，重要的是能符合要求密實度的有效深度，這個深度也就是每層填土的合適厚度。有效壓實深度主要與壓實機械類型、碾壓遍數(shù)、土的性質(zhì)和含水量有關(guān)。
c)壓路機
紅砂巖路基填筑施工中，采用專用的壓實機械進行壓實是施工的關(guān)鍵程序之一。壓實效果的好壞，直接關(guān)系到工程質(zhì)量的好壞。所以應(yīng)配備60T拖式和40T輪式振動壓路機各一臺。
d)含水量
通過實驗，只有在最佳含水量時壓實到最大干密度的土體，在遇水飽和后其密度和強度下降的幅度最小，其水穩(wěn)定性最好。含水量是影響壓實效果的決定因素，因此，我們實際施工時應(yīng)把含水量控制在8%~12%之間。
施工工藝：根據(jù)實際經(jīng)驗當把紅砂巖云至施工現(xiàn)場后，用220KW以上推土機耙壓三遍，再用60噸以上振動羊角碾和40噸以上的光輪壓路機碾壓4遍以上，即可達到要求。當紅砂巖干濕循環(huán)作用一個星期以上時，碾壓效果最好。
二、紅砂巖的主要特性
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，強度下降較快（有的甚至達40%左右），此時，在機械和人力作用下易成為渣泥狀，滿載的東風車在壓實好的試驗路行走時最大可見20cm深的車轍，且這一性質(zhì)不可逆轉(zhuǎn)。
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粒狀，其吸水性較強，很快達到飽和狀態(tài)；壓實度雖能達到要求，但仍具有較大的孔隙率，實測達0.1~0.3左右，因此其透水性相對較強，90區(qū)的檢測表明：最大透水深度可達20~30cm;吸水或飽水后的紅砂巖，強光，風作用下水分蒸發(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，且行車作用下易揚塵。
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，作壓實度檢測時，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，強度具有不可逆轉(zhuǎn)性；
4、易風化性
一旦外力作用下破壞，那么在大氣、陽光、雨水的影響下，紅砂巖極易風化。若遇水，則不僅僅是軟化，更是加速了這種風化過程，倘經(jīng)過幾次干濕循環(huán)作用，紅砂巖易風化破碎，利于壓實。
5不均勻沉降
由于粒徑難以100%的控制且不均勻，加上紅砂。巖及易風化及遇水軟化，紅砂巖路基易出現(xiàn)較大的不均勻沉降。
