砂岩在水泥砼及路面基层中的试验研究

【摘要】公路工程是交通建设系统的一个重要组成部分，其对交通网的的完善和壮大起着重要的作用。本文，笔者将分析砂岩在水泥砼及路面基层中的使用情况，然后根据其存在问题，结合实际对砂岩的采用进行效益分析，并为实际的施工工艺提供若干参考建议。

【关键词】 砂岩；路面基层；存在问题；参考建议

1.前言

交通枢纽作为经济发展的重要推动力，在中国经济建设工作中起着举足轻重的作用。近年来，交通网越来越完善，高速公路如雨后春笋般出现，这虽然在一定程度上说明了交通事业的发展，但这也意味着公路建设对筑路材料的质量和数量选择都做出了要求。只有优质的筑路材料才能保证公路的寿命和行车的安全。但调查发现，现在很多公路选用的施工材料并不优质，甚至不达标，致使一系列的豆腐渣工程出现，浪费了大量的人力、物力、财力，严重影响了交通进程。

2.砂岩的应用

2.1 砂岩的使用现状

砂岩是一种表面粗糙、易风化的天然岩石，经过千万年的风化侵蚀、沉积挤压，有密度较小、吸水性和孔隙率较大的特点。一般来说，任何岩石都可以用作混凝土原料，但不同性质的岩石直接影响着混凝土的质量及可用性。而混凝土的选用指标是岩石的抗压值和压碎指标，常见的砂岩或泥页岩压碎指标较低，其抗压强度大都为坚硬岩石的1/4。这些性质实际上是很难符合混凝土的原料要求，因此在砂岩选择的时候，必定要明确砂岩的性质，采用抗压强度和压碎指标都达标的砂岩。砂岩被广泛应用于道路工程中，其作为地面基层的重要原料，对道路的质量和寿命起着至关重要的作用。砂岩一般分为石英硬质砂岩和红砂岩。石英硬质砂岩可以作为路面面层原料 ，而红砂岩则作为路基填料，这两种筑路材料在四川、江西、广东均得到广泛使用。

石英硬质砂岩主要分布在苏州、宜兴、溧阳等地方，储量比较多。而红砂岩在湘耒高速公路建设中也扮演着不可或缺的角色。

2.2 砂岩用在混凝土中存在的问题及应对

目前，很多路基混凝土质量不达标，材料大都比较粗糙，特别是砂岩的选材或配比不合理，所选用的砂岩大多易碎、抗压能力低，不符合混凝土选材规格，并且砂岩在混凝土中的投入也不合理，直接导致路面出现起砂、凹陷甚至开裂等现象。路面泛砂的成因比较复杂，但一般情况以下三种为主要原因：1、配制混凝土时，原材料质量不过关，比如砂岩易碎、抗压能力低；2、配制混凝土时水灰比过大；3、配制的混凝土强度等级比较低；4、浇筑过程振捣不够密实；5、后期保养不到位 。因此，在实际施工中，要在砂岩选择上确保其压碎指标和抗压能力符合标准，进行专门的砂岩规格检查，在实际使用过程中要准确把握混凝土配比，适量投入砂岩，以保证道路的质量和寿命。浇筑的时候应注意用平板振动器振匀混凝土。

3.砂岩采用存在的问题

砂岩作为筑路材料的重要组成部分，其在道路工程中的应用是比较广泛的。然而，在砂岩的使用过程中，我们不难发现其还是存在一定的问题。

石英砂岩储量少。石英砂岩的强度较大，将其运用到高级公路建设中无疑会达到很好的效果。但是，这种砂岩在我国分布地区比较少，就算是分布地的储量也不多，这就使得石英砂岩在使用上有一定的局限性[1]。比如，江浙局部地区、重庆南川市以及河南渑池县，这些地区虽然有石英砂岩分布，但其储量只是很少量的。并且这些地区分布的石英砂岩性质各不相同，很难将它们混合起来筑路，因此，石英砂岩在我国的筑路面积并不是太大。

红砂岩在我国储量大、分布广，但单轴抗压强度低。红砂岩的分布范围比较广，在我国的云南、四川、贵州、浙江、江西、湖南、广东、广西等地区都能找到红砂岩的影子。但共砂岩的单轴抗压强度低，为软质岩，其强度一般情况下是保持在5MPa ～20MPa之间，又为泥质胶结居多数。其在建筑使用上也存在缺陷，比如，红砂岩筑路往往出现路面开裂、路基凹陷等问题。这些问题的产生跟其本身特息相关。红砂岩的风化层沟渎不均匀，抗水抗风化的能力比较差。在实际施工中，风化物随着原本岩石的性质变化差异特别大，所以工程建设往往不够稳定，并且将红砂岩用作路基填料的时候，质量很难得到保证。

此外，红砂岩对雨水天气抵抗力特别差，个中原因是红砂岩遇水会软化、扩容膨胀或崩解等，这都不利于工程建设。红砂岩填埋时间长很容易出现泥岩、砂岩的夹层或韵律层，这些层面遇水容易软化解体，使高边坡工程、深基坑工程等抗滑能力大大降低[2]。因此，一般情况下，红砂岩是不能作为路基层面来使用的，而是在相关的专门技术指导下作为路基填料。再有，砂岩运用还处在一个不成熟的发展阶段，我国没有专门、系统的机构对此进行更深入的研究，没有专门的施工设计技术、相关经验也不多，可借鉴的资料少之又少。由此可见，要砂岩更好地作用于道路建筑尚需时日。

4.施工工艺程序

以砂岩作为筑路原料稳定路面基层包括的工序是施工准备、调好混合料的配比、测量与放养、搅拌及输送、铺展与辗压。

4.1 做好施工准备

每天施工之前，要对相关设备进行检查，查看零件是否有损害，出现异常的机器要及时维修，确保施工能顺利进行。需要检查的设备包括水泥拌和设备、运料车、压路机和摊铺机等。

在铺筑混合料之前，要认真清理或维修下承层。将下承层整理干净后，用洒水车在路基上洒适量的水，以保持路基表面的湿润，便于施工的开展。在进行水泥铺展的时候，在路基上洒水后，重新辗压l～2遍。当开始基层施工的时候，可以在下承层上铺上少量的水泥浆。施工过程受天气影响比较大，要充分考虑到下雨天、人流车流以及其它因素的干扰，提前做好相应准备工作。如，下雨天，雨水会使基层软化、松散等，此时，就应该进行重新分层压实。

调好混合料配比，并截取相应的试验路段。在特定的试验路段进行混合料配比试验，观察铺设的状况，判断混合料配比是否调到最佳状态。如果试验效果不太好，就应该及时调整，合理分配各种原料的比例[3]。

在施工设备、混合料、施工方案都确定准确无误的时候，就可以将试验数据上报给工程师，再请相关专业人士施工现场进行技术指导。

4.2 确定混合料配比

应该充分考虑工程的需要，选择合适的砂岩规格，严格按照设计要求，使配料强度在控制的范围内。根据各种不同规格的砂岩，要充分考虑到其优劣势。砂岩在混凝土中的比例要适中，如果投入过多，混凝土的含水量就达不到一个理想的状态，这会导致路基层面干裂。相反，如果砂岩投入过少，路基层面的受压能力降低。

4.3 测量放样

施工测量放样有平面控制和高程控制之分。前者是确定铺设路面的边线位置，通过标高测量原设计高程与下承层表面高程之间的差值，这样有利于挂线的时候将铺层标高到理想的预设状态。同时，要准确掌握铺筑的方向和宽度，借助设计好的平面轮廓来找准导向线。也即是在机械上装上一根带着链条的杆子，驾驶员在进行实际操作的时候，只需将注意力集中在悬杆上，这样，无论机械做直线或者曲线运动均处在正确的施工位置上。

4.4 拌和与运输

完成测量工作后，要对混合料进行搅拌施工。在开始搅拌前，要确保施工设备能正常运转，搅拌时要按照设计好的规格来实施，确保搅拌出来的颗粒和含水量都达到正常的标准。如果两者之比不协调的，可以先停止搅拌机，调整好比例再进行工作。拌合物的含水量一般保持在0.5%～1.0%。施工过程水分蒸发要及时给混合料补水。而每天早、中、三个阶段的水粉蒸发量不一样，也要进行相应的补水措施。为了确保工程的顺利完成，实际的施工现场水泥剂量往往比计划中的多。在水和泥含量之比稳定的前提下，可以适当地增加水泥的剂量。完成搅拌工作的时候，采用汽车对混合料进行运输。

4.5 摊铺与碾压

在进行摊铺碾压程序之前，首先要检查摊铺机，检查范围包括；是否有杂物粘附在机器上；拱度调节器和厚度调节器是否能正常运转；各部分螺丝或者其它零件是否有松动；机械的行走系统是否处在良好状态以及行走速度情况。完成这些就要可以进行摊铺工作了，摊铺工作要在专业人士的指导下进行，要有强大的技术力量作支撑，并要结合实际变化来对路面进行碾压。

5.结束语

道路工程是交通建设工作的一个重要内容，要提高道路工程的质量，除了要有专门的技术作支撑之外，还要在选材方面把好质量关。砂岩作为筑路混合料的重要原料，其不同规格和不同特点需要我们在进行选择的时候结合实际路况，确定切实可行的施工方式方案。虽然砂岩的使用在建筑工程中还处在不成熟的发展阶段，国内对此进行专门研究的部门和机构也不多，但其的使用价值仍然是值得我们肯定的。在进行筑路工作之前，要首先调好混合物配比，这样既可以保证路基质量，又可以避免不必要的资源浪费。再次，要确保施工机械保持着正常的运转状态，机器性能良好。最后，施工过程要参照设计方案，但又不能一成不变，要根据实际情况做出相应的调整。总之，只要严把质量关和技术关，道路工程一定会提升到一个新的高度。

【参考文献】

[1] 刘冬冬.水稳超大粒径砂砾基层路用性能及施工工艺研究[J]. 河北工程大学.2011，（03）：11-12.

[2] 刘少文.山西运煤干线水泥混凝土路面损坏分析与典型结构研究[J].长安大 学 2011，（06）：46-47.

[3] 张平均.共振式水泥混凝土路面破碎车控制及故障诊断系统的关键技术研究 [J].中南大学.2011，（07）：

[4] 吕大伟.高速公路水泥混凝土路面加铺沥青层综合技术研究[J].长安大学. 2014，（05）：11-13.