高速公路红砂岩路基填筑关键技术研究

2019-11-28闫猛

建材发展导向 2019年15期

闫猛

（中煤科工集团重庆设计研究院有限公司，重庆 400042）

我国的湖南以及江西等地区已经有采取红砂岩作为路基填料的工程，但是在工程完成后发现很多路段出现了不同程度的沉降变形，路面变坏十分严重。目前红砂岩的路基填筑工艺并没有形成统一的标准，本文就是结合已有工程的施工资料，对高速公路红砂岩路基填筑关键技术进行深入探讨。

1 红砂岩路基填筑的关键施工技术

在路基施工前需要对红砂岩填料进行分类，不同种类的红砂岩要区别进行处理。由于各个种类的红砂岩工程特性差异巨大，现根据红砂岩浸水崩解特性将其分为三类：

①Ⅰ类红砂岩。将红砂岩进行适当处理风干或者烘干，浸水24h 后观察其变化，试样崩解成为泥状或者渣状，几乎全部发生破碎，强度普遍小于15MPa；②Ⅱ类红砂岩。红砂岩进行适当处理风干或者烘干，浸水24h 后观察其变化，试样崩解成为块状，大部分发生破碎，强度在15Mpa 左右；③Ⅲ类红砂岩。红砂岩进行适当处理风干或者烘干，浸水24h后观察其变化，几乎不崩解或崩解量小于总重量的1%，其抗压强度可达60～70MPa。

I、II 类红砂岩没有III 类红砂岩较高的强度，在水的作用下极易发生崩解破坏，需要有针对性的对这两类红砂岩进行处理。通过对红砂岩路基病害进行调查研究，本文提出从两个方面来降低红砂岩的遇水活性，防止路基产生沉陷，保证行车后路基的稳定性，进而指导红砂岩路基的施工。

第一、降低填筑前红砂岩填料的崩解性。

红砂岩路基填筑后发生病害的主要原因是在水的作用下发生继续崩解造成路基沉陷，所以可以利用红砂岩遇水崩解的不可逆转性，对将要填筑的红砂岩填料进行预崩解，减少和降低红砂岩的崩解特性，使填筑后的红砂岩填料不发生或者很少发生崩解，从而使路基更稳定，保证了行车道路的安全，减少了了红砂岩填筑后崩解所带来的隐患。在施工时由于预崩解后的红砂岩强度降低，更容易施工和碾压，提高了施工的质量并保证了填筑后路基的稳定性，也减少了路基病害的发生。

第二、抑制填筑后红砂岩填料的崩解特性。

由于红砂岩崩解特性的两面性，我们在利用红砂岩进行填筑前预崩解的同时，填筑后的红砂岩作为路基填料其崩解特性仍然会体现出来。这种特性会带来路面开裂、路基沉陷等病害，影响行车舒适性、危害行车安全。在通过对红砂岩进行预崩解后，并不能完全的消除其崩解特性，所以有必要对预崩解后的红砂岩进行改良，抑制填筑后红砂岩的崩解特性，或者采用合适的路基断面结构和形式减少水的参与，将填筑后的红砂岩水活性降到最低，使水活性基本得到消除。

在对红砂岩填料进行路基填筑时尤其需要注意以下几个问题：

①红砂岩的备料，红砂岩的备料是红砂岩路基填筑准备的重要工作，主要包括对红砂岩的预崩解和耙压。选择路基填筑的填料的粒径大小一定要合适，对于粒径大于100cm的红砂岩要进行机械破碎等处理，即通过自然降雨、人工洒水等方式将红砂岩大颗粒破碎为小颗粒。

②红砂岩填料改良，未经过处理的红砂岩工程性质很差，会造成严重的路基病害。根据抑制填筑后红砂岩活性的思路，可以对红砂岩进行适当的改良。改良后的红砂岩在强度、稳定性等各个方面均优于改良前的红砂岩，且满足路基填筑的要求。

③红砂岩路基结构的改良，水是造成红砂岩路基沉降的重要因素，减少水分的进入不仅能减缓红砂岩的崩解，还能减少水分对路基本身的侵蚀。可以对红砂岩路基采取密实或者密闭的手段，减少或者阻断路基本身与外界水分的接触。

④合适的碾压工艺，碾压是时红砂岩路基达到规范压实度的必经施工工艺，是将红砂岩土密实并形成一定强度的关键施工过程。碾压后的密实红砂岩路基可以自行封闭水分，使路基不能或者减少与外界环境的作用。

⑤路基边坡的防护，红砂岩路基边坡是接触水分的关键部位，所以要加强路基边坡的防护。通常情况下红砂岩路基可以采用浆砌片石或者混凝土拱型或者人字型骨架护坡。

2 施工后质量检测

为了评价路基施工的压实质量，需要对红砂岩路基进行质量检测。考虑到施工中的技术要求及实际情况，建议从以下几个方面进行检测。

1）外观检查，外观检查是一项最基础、最重要的检查。可以观察碾压成型后的路基表面是否平滑，是否有鼓包、塌陷区域，改良红砂岩是否有搅拌不均匀等不正常现象；2）压实度试验，压实度检验是一项重要的试验，需要采用灌砂法、水袋法等合适的方法对I、II 类的红砂岩路基的压实度进行检查，因为粒径大小的限制不能采用环刀法；3）压实沉降差检查，在现场可以采用沉降观测法，看其压实沉降差是否达到合适的要求；4）路基强度检查，路基的每个部位所承受的荷载是不同的，不同部位要有不同的强度。可以采用现场CBR 试验测得其CBR 值。