浅谈湿热山区高速公路红砂岩路基修筑技术

摘 要：文章对红砂岩这个高速公路路基使用材料的填筑进行了详细的阐述，并且结合红砂岩路基填筑的施工工艺，分析和讨论了边坡维护的具体措施，就山区高速公路红砂岩路基修筑质量控制标准及其检测方法进行了探讨。

关键词：高速公路；红砂岩；路基；施工工艺；边坡防护

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）3-0156-02

在我国的大量地区，包括湖北、四川、福建、广西、云南、安徽、湖南、广东、江西、江苏等省区都广泛分布了红砂岩。红砂岩抗水和风化能力差，大部分为泥质胶结，风化层厚度比较大但是分布不太均匀，红砂岩遇水会有很多不良工程性质，如软化、扩容膨胀、崩解、干湿循环极易风化等。红砂岩是呈红色、深红色或褐色的泥岩，这主要是由于其富含铁质氧化物，通常所言的红砂岩包括有泥质砂岩、砂质泥岩、砂岩及页岩等沉积岩类。在当前的大量交通建设之中，挖出来的大量红砂岩如果不用于填筑路基，而是弃之不用则会多伐森林，多占农田， 破坏生态环境。正是基于此种原因，红砂岩填筑施工技术和红砂岩的工程性质的研究对于工程意义重要，具有重要的环保意义和经济价值。

相比较于平原地形的工程施工情况，在山区进行高速公路的施工无疑会有许多难点需要克服，由于山区地形情况十分复杂，地质条件十分恶劣，因此施工所需技术难度会大大增加，正是基于此种原因，必须要对山区高速公路施工之前进行充分的地质勘探，并且在施工过程之中也要反复进行勘察的复核，然后根据其勘察结果选择施工方案。与此同时也要重点对山区高速公路施工过程中进行技术改进，并且对施工技术合理选择，保证山区高速公路的施工质量和安全。笔者结合多年在山区高速公路的工程实践经验，对红砂岩这个高速公路路基使用材料的填筑进行了详细的阐述，并且结合红砂岩路基填筑的施工工艺，分析和讨论了边坡维护的具体措施，最后就山区高速公路红砂岩路基修筑质量控制标准及其检测方法有所思考，以期能够为行业发展有所贡献。

1 山区高速公路的总体特点

在山区进行高速公路的施工无疑会有许多难点需要克服，由于山区地形情况十分复杂，地质条件十分恶劣，因此施工所需技术难度会大大增加，也就使得山区的高速公路尤其独特特征。具体特征如下：

①山区中由于其地形特征，高速公路会经过许多陡峭之处，而在陡峭之处其表层土质很浅，风化十分严重，山体不稳定因素较多，岩石形成的稳定岩层较少。在山和山之间的山沟会有水流形成，而水流特征也会受到环境的影响，使得地质情况更加复杂。

②山区施工往往存在交通运输极为不便的阻碍因素，因此进行高速公路的施工过程中，材料和设备的运输往往都会成为施工过程中的重要延误原因。

③在高差较大的情况下，高填和深挖的情况较多，以此来适应山区高速公路施工对地质情况的适应和克服。

④地势起伏的山区进行高速公路的施工，往往会使得路桥相间的施工形式较多，公路桥梁的总体长度比例较大。

⑤山区进行高速公路的施工，往往都会修建大量的桥梁，此举必然会产生大量的高空作业任务，最终使得施工所需技术难度更高，安全风险更大。

2 红砂岩的工程性质

红砂岩主要工程性质特征为：

2.1 膨胀及崩解性

经过大气、阳光特别是雨水的反复作用下，红砂岩在干湿循环中很容易崩解成小的碎块，这会导致红砂岩的体积有所增加，大约会有1% ～ 4%的浸水膨胀量。崩解后的红砂岩遇水强度下降较快，而且容易软化。

2.2 易风化性

由于大气、温度、湿度的影响，在外力作用下， 红砂岩易风化。红砂岩在遇水之后不仅会出现软化现象，同时也会加速导致风化的发生。红砂岩易风化破碎，经过几次干湿循环作用后， 利于压实。

2.3 透水性、高吸水性与难蒸发性

压实度虽然可以满足工程要求但是依然会有很大的孔隙率，通常能够达到10%～30%左右，正是这种原因导致红砂岩的透水深度可以达到20～30 cm；由于其中粘土矿物成分影响，红砂岩在崩解或碾压成细粒状之后吸水性较强，在很短时间内就能够达到饱和状态； 红砂岩在吸水或饱水后会由于风吹和阳光照射的原因慢慢的将水分蒸发，通常表层10 cm在一天的时间中可以蒸发完全，由于蒸发比较彻底，因此车辆通过很容易引起扬尘。

2.4 不均匀沉降

红砂岩由于粒径难以控制并且其具有不均匀的特点，并且红砂岩在遇到水之后容易软化和风化，因此红砂岩路基很容易出现不均匀沉降的现象。

2.5 低粘结性

红砂岩在破碎后如果要重新结合，很容易松散，粘结性能小，很难在做压实度检测时取得块状样品，因此可以知道红砂岩路基的板快性以及整体性较差， 强度不可逆。

3 红砂岩路基修筑技术要点及施工工艺

3.1 红砂岩修筑技术要点

根据大量工程案例的统计研究表明，对于红砂岩要想成功应用于高速公路路基填筑中必须要对其进行崩解处理，红砂岩在经过崩解处理后强度降低，活性减少，岩石软化， 便于碾压。崩解处理后的红砂岩对于高速公路路基的修筑帮助很大，不仅可以减少甚至避免其不利工程性质对路基造成危害，也可以提高工效， 保证工程质量。红砂岩用作填料填筑路堤关键技术主要包括以下几个方面：

①为了保证红砂岩路堤不会由于水的原因而产生损害，在用红砂岩做路基时必须要首先预崩解，以此来消除红砂岩的水活性；红砂岩在经过了预崩解之后形成红砂土，经过严格的工程加工和填筑施工就能够满足高速公路的施工需要。

②红砂岩填筑路堤为了保证压实度，应当采取分层填筑压实的施工工艺，而具体每层的厚度则应当通过铺筑试验路进行确定，但是通常而言压实厚度最大不能够超过40 cm。

③红砂岩填筑路基时要格外重视对它的粒径进行控制，这主要是由于遇水崩解之后的红沙土颗粒比较大，孔隙率高，而在填筑为高速公路路基之后的很长时间里，由于外力的作用红沙土的孔隙率会发生很大的变化，这种变化影响路基路面使用性能，对路基水稳定性造成极大危害，所以应对爆破出来的红砂岩进行预处理， 严格控制粒径在25 cm以下。

④防止红砂岩浸水后工程性能的改变，阻止外界水分侵入，确保路基稳定，可以通过碾压工艺、防排水措施等措施予以解决和应对。

3.2 红砂岩路基边坡防护

红砂岩体通常都是砂岩、页岩互层、粉砂岩、泥岩，为易风化软质岩石，且其风化速度各不相同，软硬交互成层，其边坡岩体破碎、透水性强，岩性有明显的不均匀性。由于草在红岩土上不易存活，因此采用直接植草防护不可行。若采用水泥预制块或者浆砌片石防护， 不仅可以起到加固土体的作用，还可以起到隔水的作用，但是另一方面，这种施工方法不够美观，和自然的融合度比较差，而且其工程造价高，不够经济；边坡也会产生剥落的现象，在水的作用之下。在红砂岩地区， 通常采用土工格室、植生袋法、客土喷播和锚杆加固等施工方法进行挖方边坡的防护工作。应当采取播撒草籽培育植被或者移植草皮的方式进行防护路堤边坡的维护，若采用客土喷播方法进行防护。由于红砂岩的特殊性，其化学组成中缺乏氮、磷、钾等植物所需养分，所以在红砂岩中进行植被种植时应当施加足够的肥料来满足植物生长的需要。

4 红砂岩路基压实质量控制与检测

红砂岩作为路堤填料成功与否的关键就是红砂岩路基的施工质量控制。对于红砂岩而言，一定要充分考虑到其工程特性，因此既要控制其泥化程度，还需要保证其质量。下面就高速路基压实质量、检测标准及方法作一定分析和总结。

①泥化标准。可根据红砂岩填料碾压后的外观来进行泥化程度的判断。泥化合格的红砂岩碾压层表面与红色低液限粘土的碾压密实层外表相似，通常而言都是光滑平整，进行压实质量的控制和检测的必要前提是其外观能够合格。

②路堤强度。在室内外进行了大量的野外CBR试验和现场回弹模量检测，为了探讨处理后的红砂岩路堤强度是否能满足工程要求，试验结果表明，红砂岩路堤在处理之后其强度能满足国内高等级公路要求。

③压实质量。红砂岩路堤强度和水稳定性的关键就是红砂岩路基的压实质量的控制，因此必须要进行压实工作的控制与检测，为保证压实度，随时掌握压实信息，并且能够做出及时的调整。

④红砂岩路基的碾压检测之前首先应当进行外观检查，对于碾压过后的红岩土必须要保证其表面能够均匀光滑、平整，并且满足国家标准和规范中对于路拱横坡度要求。

5 结 语

山区高速公路红砂岩路基修筑施工有其特殊性，因此必须要保证其施工质量和安全符合设计要求，严格根据勘测结果指导施工，做到施工过程的规范化。

参考文献：

[1] 赵明华.红砂岩崩解特性及其路堤填筑技术研究[J].中国公路学报，2003，（16）.

[2] 龙健康，侯运秋.红砂岩路基施工关键技术[J].中南公路工程，2003，（28）.