高速公路红砂岩路基施工质量控制技术研究

詹世忠　许光华　高　飞

摘要：本文通过对江西省瑞（金）赣（州）高速公路AS10标红砂岩的工程性质进行分析，为确保红砂岩路基的施工质量，提出了相应的红砂岩路基施工方法和质量控制措施。

关键词：红砂岩；工程性质；施工方法；质量控制

1前言

红砂岩在江西省赣南地区广为分布，在该地区的施工不可避免地遇到它，江西省瑞赣高速公路AS10标位于赣

南境内，标段全长8.4km，路基土石方二百多万方，挖填数量较大，是控制工期的主要工程。合同段内红砂岩分布较普遍，这类岩石具有遇水崩解和膨胀，高吸水性、透水性与难蒸发性、低粘结性、易风化性和不均匀沉降等不良特性，给施工带来了很大的难度。本文结合工程实际情况，充分利用红砂岩填筑路堤，从而避免换土，在此基础上红砂岩施工难题，确保红砂岩路基的施工质量，切实解决相关难题。

2红砂岩的工程性质及分类

红砂岩多为含铁质氧化物的泥岩、砂质泥岩、粉砂质泥岩、泥质细化砂岩、粉砂岩、砂质或粉砂质页岩等沉积岩所组成，具有遇水软化和崩解特性，在空气中风化快，干湿循环大强度变化等特性。通常岩土类红砂岩的液限在35～40之间，塑性在18～22之间，最大干密度大于1.70g/cm3，最佳含水量在10%左右，其CBR值大都在0.2%～0.4%之间，远远小于高速公路施工要求的3%。岩石类红砂岩的强度一般很高，达到60～70Mpa，受雨水浸泡不易崩解，崩解小于其总重量的1%。

红砂岩按强度和崩解特性划分为如下三种类型：

（1）一类红砂岩，岩块天然单轴抗压强度小于15Mpa，在105℃温度下烘干后浸水24小时内，呈现渣状、泥状或粒状崩解；

（2）二类红砂岩，岩块天然单轴抗压强度小于15Mpa或稍大于15Mpa，在105℃温度下烘干后浸水24小时内，浸水崩解不强烈或略呈块状崩解；

（3）三类红砂岩，岩块天然单轴抗压强度大于15Mpa，浸水完全不崩解，且强度高，水稳定性好，特性与普通砂岩无区别，民间多年来用它作为建筑石材使用。

通过室内试验可知，瑞赣高速公路AS10红砂岩平均强度为21.3Mpa，属于第三类红砂岩。

3红砂岩路基施工

3.1 红砂岩路基试验路段

选择能代表整个施工特点的地段做试验路段，其长度不小于100m，试验路段应至少填筑二层至三层。瑞赣高速公路AS10标选择K95+100～K95+300为试验路段，填料采用挖方段K95+470～K96+786的红砂岩。

通过试验路段收集满足设计要求的压实度或密实度、经济合理的填筑厚度、碾压遍数及机械组合等参数。三类红砂岩填筑的路基，用压沉值来检测其密实度，当压沉值≤5mm时，认为路堤已达到密实度的要求。

3.2 红砂岩的爆破施工

由于红砂岩为软岩石路基材料，考虑到工程地质和水文地质情况，爆破方法可采用松动爆破、微差爆破和光面爆破和预裂爆破等几种类型。炮眼按其深度，采用潜孔钻钻孔，炮眼布置在整体爆破时采用“梅花型”或“方格型”，炮眼孔距与深度可通过爆破试验确定，一般孔距与孔深不宜大于2米，不作填料的不受限制。起爆破器材采用毫秒微差电雷管导爆索起爆系统，炸药用量0.40～0.50kg/m3。

根据断面高度和超深确定钻孔深度。一次钻好竖、斜向孔，分两次引爆，即路堑爆破和光面爆破。路堑爆破后不必清渣，马上就进行光面爆破，这样可以用推土机配合装载机和自卸汽车进行石方施工，或者用挖掘机配合自卸车进行清渣。

3.3 路基填筑施工工艺

红砂岩的填筑工艺以“预崩解－耙压－压实”程序为核心。

3.3.1填前碾压：路堤填筑前要进行填前碾压，即改造地形、清除表土及地面附着物，并将原地面碾压至要求的密实度。

3.3.2布料：上料前须在边线位置处采用2米长花杆挂线，花杆红白相间格长40cm，纵向间距20米。首先在路基两侧坡脚线内用粘土包边，以防雨水对己成形红砂岩的侵蚀及冲刷。粘土宽度为2米，作成向内的横坡度，以保证边线处粘土得到充分压实。填筑时现场应安排好运输路线，料场预崩解处理的红砂岩填料运到填方段后，专人指挥卸料，每方格网内卸一车，用推土机粗平，严格按照花杆刻度控制松铺厚度。根据填筑厚度及作业面积，计算上料数量，用自卸车将填筑料按方格网均匀堆放在路基上，控制每车料的数量尽可能相等。施工中避免将不同类型的红砂岩同层填筑，对于填料中少量的大块硬质岩，应剔除或破碎，以确保路基压实的均匀性。

3.3.3耙压、整平：填料运到填方段后，卸料后采用220马力以上的三齿推土机、勾松，“耙压”遍数应不少于三遍，未经料场崩解处理的红砂岩至填方路段后，相应的“耙压”遍数应增加一倍。

3.3.4碾压：推土机耙压后，93区采用50t羊角碾振压3～5遍，94区采用50t以上羊角碾振压3～5遍，行驶速度均控制在2～3km/h，基本可以保证岩石粒径控制在25cm以内。施工中要严格控制最大粒径和每层松铺厚度，经耙压后的填料最大粒径不得大于25厘米，每层松铺厚度不大于40厘米。平地机的整平方法是由两侧开始向路中推进，如此往返三次，一般就可达到规定的粒径要求。

平地机精平后，用YZl8B以上振动压路机强振碾压3遍，最后用YZl8B振动压路机碾压4遍，行驶速度均控制在3～4km／h。压实时从两侧路基边沿向路中推进，压路机碾压轮重叠不小于40～50cm。整平后的路堤适当洒水使石块之间有一层润滑，易于碾压时石块移动、嵌琐，振动碾压以拖式50吨或击振力50t以上自行式重型压路机为佳。

3.3.5含水量控制：红砂岩填料碾压前含水量应控制在最佳含水量±1％范围。对完成路段采用灌砂法进行压实度检测，含水量用洒精燃烧法或烘干法测试。施工中路拱横坡采用4％。遇雨或雨后，施工表面不干时，不得开放交通，雨后进行施工，下层填方须重新压实，符合要求，方可施工。在下一层填筑前，将己完工的路基用羊角碾重新振压一遍，形成凹凸面，以保证上下层面间的联结。

3.3.6压实质量控制：红砂岩路基压实度试验检测比较困难，考虑到施工中的技术要求及实际情况，可采用压实度试验与外观检查对比的方法，同时采用压实沉降差作为参考值。

3.3.7红砂岩路堑上路床0～30cm范围内换填适宜填料时不能用红砂岩，其路床底部30～80cm必须为新鲜岩面，且0～30cm范围内使用CBR值不小于8％密实性好的路基填料封面，以避免大气雨水对红砂岩的侵蚀，降低基底的承载力。

4施工质量控制

4.1红砂岩路槽开挖到位后，应紧接着进行下一道工序的施工，同时应及时做好排水设施，避免因风化、雨水浸泡出现崩解现象。

4.2红砂岩路基施工前还应对红砂岩进行膨胀性试验，如有膨胀性岩，应避免使用，如要使用，应采取经监理工程师认可的方法进行处理后方可使用。

4.3路床顶面30cm厚度范围内不得用于红砂岩填筑，应改用CBR值不小于8.0%、密实性较好的材料填筑并严格压实。

4.4构筑物台背后不允许用红砂岩填筑；红砂岩路基施工中填方的路拱横坡宜采用4%。

4.5红砂岩填料在碾压前的含水量，应控制在最佳含水量的±1%的范围内；雨中及雨后，路基施工表面未干时，不宜开放交通。当雨后继续进行路基填筑时，下层填方须重新检测压实度。若不符合规范要求应重新进行碾压；红砂岩遇水易崩解、施工时应注意临时排水措施的设置，可将临时排水设施与永久排水设施相结合，严禁路基上出现水汇集现象。

5结束语

瑞赣高速公路AS10标通过以上施工方法和质量控制措施避免了大方量的弃方、借土填筑，同时还降低了工程造价和加快了工程进度，圆满的完成了施工任务，其施工质量得到了业主和有关质量部门的好评。

参考文献：

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