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浅谈高速公路红砂岩路基施工技术与质量控制

2014-05-23 01:45

【摘　要】 红砂岩由于材料的特殊性，以前多为弃方或用于低等级道路的填筑，本文通过红砂岩在宁杭高速公路路基填筑中的应用对高速公路红砂岩路基的施工技术与质量控制提出个人浅见，以供参考。
【关键词】  高速公路；红砂岩路基；施工技术；质量控制

        1  概述
        在宁杭高速公路路基三标范围内存在强风化泥质砂岩或砂质泥岩，根据地勘报告，泥质砂岩或砂质泥岩呈砖红色，主要成分为石英、粘土矿物，粉粒结构，层理不清，钙质、粘土质胶结；岩芯块状、短柱状（5-10cm）,后可折断，敲击声闷，取芯率90%，天然强度1.0-2.5Mpa，地基容许承载力[σ0]=300~500kPa,水稳性较差，该类岩土被称为红砂岩，不能直接用作路基填筑，需通过自然崩解后，掺石灰和水泥综合处治后用灰土包边用于路基中部填筑。
        2  红砂岩简述
        (1)红砂岩属于岩石类它包括泥岩、泥质砂岩、砂岩、泥质或砂质页岩等沉积类岩石，其中多数因富含铁的氧化物而呈红色、深红色或色，开挖后，随着时间的推移，在大气、阳光、特别是雨水的作用下易分解；
        (2)红砂岩常见病害可分为沉陷和坍落二类。常见病害分析如下：一是路基填料不良（红砂岩崩解不完全），填筑施工方法不当，压实不足，在荷载与自然因素的作用下，均可能发生沉陷，直接导致路面损坏；二是易风化的红砂岩边坡设计不当或防护不良，均可能造成路基边坡的坍落。由于红砂岩为极易风化的崩解的沉积岩，因此用红砂岩修筑的路基边坡在温度与水的共同作用下极易发生风化剥落的病害，如果不及时处理，风化向边坡深部发展，引起边坡坍落等病害，给高速公路留下质量隐患。 （转载自科教范文网http://fw.nseac.com）
        3  红砂岩的主要特性
        3.1  遇水崩解和膨胀
        红砂岩在干湿循环作用下，经过阳光、大气特别是雨水的重复作用下，易崩解成小碎块，体积略有增加，膨胀率约为1-4%。崩解后的红砂岩遇水软化，强度下降较块有的甚至达到40%左右，在机械和人力作用下易成为渣泥状，满载的汽车在压实好的试验路行走时最大可见20mm深的车辙。
        3.2  高吸水性，透水性与难以蒸发性
        一旦红砂岩崩解或碾压成细粒状，其吸水性较强，很快达到饱和状态；压实度虽能要求，但仍有较大的孔隙率；吸水和饱和后的红砂岩在强光、风作用下水分蒸发慢一般要1天左右才能蒸发完成，但蒸发却较为彻底，且行车作用下易扬尘。
        3.3  低粘解性
        破碎后重新组合的红砂岩，粘结性能好，易松散，作压实度检测时，很难取得块状样品，这说明红红砂岩路基的整体性或板块性较差，强度具有不可逆转性。
        3.4  易风化性
        一旦外力作用下破坏，那么在大气、阳光雨水的影响下，红砂岩极易风化。若遇水，则不仅仅是软化，更是加速了这种风化过程，经过几次干湿循环作用，红砂岩易风化破碎，利于压实。
综上可知，红砂岩的特性介于未风化岩石与粘土之间。用于红砂岩路堤和筑路材料就是具有上述的 红砂岩填料。同其他筑路、材料一样都需要在现场摊铺压实成型，使材料具有满足要求的密实程度，才具有足够的强度和稳定性，因此红砂岩路基必须进行良好的人工压实。

        4  红砂岩施工用原材料基本要求
        (1)石灰质量符合GB1594-79中规定的Ⅲ级以上石灰技术指标，石灰消解应在用于工程7天之前完成，必须经过监理抽检合格后方可用于工程施工；
        (2)水泥准备：天宝山牌32.5R水泥，水泥不得受潮、结块、不得使用过期水泥，强度、等检测指标必须符合各项规定；
        (3)红砂岩的崩解处理：填料采用崩解后的红砂岩，取前应清除挖方段表层草、树根石块及腐殖土等。然后对红砂岩进行开挖，将开挖后的红砂岩充分裸露在大气、阳光、和雨水中，必要时每天用水车浇水，使其迅速分化崩解消除红砂岩的活性，这个过程在7-14天左右。崩解处理后红砂岩表面出现大量裂缝，大部分碎石块岩石崩解，以脚掌推动时大块岩石裂成碎块岩石，即认为红砂岩的崩解处理已完成。然后将崩解后的红砂岩运到施工现场进行路基填筑。 
        5  施工前对下承层的检查验收
        (1)检查下承层的平整度，压实度，横坡，路基宽度等符合设计要求，无任何松散，软弱地点，对松散软弱地基应换填或用路拌机翻拌晾晒后重新压实。
        (2)对放置2天以上的下承层上土前用压路机碾压1遍，然后再上土，如果下承层被雨水侵蚀或放置时间更长，表面有松散现象时，用光轮压路机进行复压复检。
        6  红砂岩路基的现场施工技术
        红砂岩填筑施工工艺流程如下：
        施工准备→下承层验收与检查→测量放样→打网格上料→翻拌晾晒→检测含水量→初步整平并碾压→打网格布石灰和水泥→拌和→含水量与灰剂量检测→平地机初步整平→打网格布水泥→混合料拌和→平地机整平→压路机碾压成型。 

        6.1  外掺石灰、水泥的用量

        本标段红砂岩路基施工采用石灰剂量3%,水泥剂量2.5%,根据标准试验，混合料的最大干密度为1.74g/cm3、最佳含水量为15%。
        6.2  红砂岩、石灰、水泥的拌和