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[摘要]：结合通平高速公路红砂岩路基填筑的施工实践，根据红砂岩的工程性质，在总结以往红砂岩路基填筑的基础上，对红砂岩路基施工技术与质量控制进行阐述。
[关键词]：高速公路；红砂岩；路基施工；质量控制
Abstract: Integrate the engineering practice of roadbed filling of red sandstone in tongping highway, based on the engineering properties of red sandstone, summarize the formerly construction of red sandstone, elaborate the construction technique and quality control on red sandstone subgrade.
Key words: freeway；red-sandstone；roadbed construction；quality contro
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
红砂岩作为路基填料，施工质量一直难以控制，在高速公路施工中常作弃方处理。在通平高速公路施工建设过程中，为贯彻就地取材，节约投资，减少弃土征地，保护生态环境，利用现场开挖红砂岩对路基进行填筑。
通平高速公路全长73km，有近40km路堤位于红砂岩地带，主要分布在第8～11合同段，第7合同段有零星分布。该类岩石因矿物成分和胶结物质的差异而强度变化颇大，在大气环境或干湿循环作用下，岩块崩解碎裂，颗粒软化，强度降低，工程性质很差[1，2]。选用红砂岩作为高速公路路基填料，必须了解和掌握红砂岩的特性及其对施工的影响，正确选择施工方法、工艺，才能保证红砂岩路基的强度和水稳定性，确保工程质量。
1 红砂岩的分类
红砂岩按强度和崩解特性划分为如下三种类型：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；二类红砂岩，岩块天然單轴抗压强度小于15Mpa或稍大于15Mpa，在105℃温度下烘干后浸水24小时内，呈块状崩解；三类红砂岩，岩块天然单轴抗压强度大于15Mpa，不崩解，特性与普通未风化砂岩接近。
2 红砂岩的特性试验
2.1红砂岩成分分析
各标段典型路段的样本试验结果如表1所示：
表1 红砂岩成分试验结果
2.2 红砂岩密度和强度试验
为了解通平路红砂岩强度特点，对各标段典型路段的样本进行了天然密度和抗压强度试验，试验结果如下表2：
表2 红砂岩密度、强度试验结果
抗压强度试验表明，与其他高速公路相比，通平路红砂岩典型样品强度较高，强度分布区间为15～30MPa，属为软质岩。由于取样数量少，取样位置、深度也有差异，因此虽然各段岩石强度也有一定差异。但是从现场情况和经验看，各标段红砂岩总体无显著差别。
2.3 浸水试验
取有代表性的红砂岩块至少6块，在105℃温度下烘干，恒温时间不少于8小时，冷却至室温并浸入水中24小时内，结果表明，在一个循环下岩石不崩解，表明所取样品为Ⅲ类红砂岩。
3 试验段的填筑
3.1 试验路基本情况
试验路于2010年7月5日进行，起止桩号K46+380～440D匝道，填料来源切方K46+560，为Ⅲ类红砂岩，料场爆破最大粒径150cm。在路基填筑上一层时，下一层先用羊足碾振压一遍后在开始填筑，以增强路基层与层之间的结合，增强路基整体稳定性。路基填筑时每边超填宽1m，以此来确保路肩的压实强度。
红砂岩运至填筑现场后采用DH225液压破碎锤现场破碎，破碎后红砂岩最大颗粒小于40cm。经取样测试，经测试，填料破碎后含水量约10％。
3.2 机械设备
本实验段的施工采用以下设备施工：
表4 试验路施工设备
3.3 填筑工艺
①松铺厚度：40cm；
②压实工艺：推土机推平填料至控制松铺厚度40cm以内→平地机调坡→光轮压路机静压2遍→羊足碾静压1遍→羊足碾振动压5遍→光轮压路机振压2遍。
3.4 碾压过程中的表面沉降量测试
碾压过程中路基将不断密实，表现为路基表面沉降，随着路基密实到了一定程度，其表面沉降也趋于稳定。图1为实验路表面在碾压过程中沉降的变化曲线，曲线表明，静压1～2遍填料沉降明显，改用羊足碾后，路基反弹，这是因为羊足碾的土块将填料压出小坑，并将土体带出，导致路基表面标高增大；随着压实遍数的增加，路基表面沉降速率逐渐减小；羊足碾压实3遍后，沉降趋于稳定，表明岩块破碎完成，路基基本密实；最后改用光轮振动压实时，沉降有所增长，这是因为光轮压实将土体挤入羊足碾碾压后的小坑所致。整个压实过程路基沉降约100mm，路基压实厚度为31.7cm，因此松铺系数为1.26。
图1 碾压遍数与沉降关系曲线
3.5 轮迹测量
压实过程中的轮迹测试采用尺量法。光轮压路机静压1遍时，平均轮迹深度3.6cm；光轮压路机静压2遍后平均轮迹深度2.8cm，采用羊足碾静１遍、振压5遍后，再采用光轮振压１遍时的平均轮迹深度2cm，光轮振压第２遍后平均轮迹深度0.5cm。
3.6 填料颗粒
碾压完后用挖机开窗检查最大颗粒粒径，如图2所示。粒径测量方法采用测定颗粒周长后用π除的方法，取宽度方向（中径）的周长，平行试验四次，取试验最大测量值作为粒径测量结果。共检测4处，发现有１块岩石粒径为21.3cm，接近规范要求的20cm。表明采用羊足碾施工基本可以将填料块石破碎至2/3层厚。
图2 试验段开窗检查照片
3.7 压实度检测结果
压实后的红砂岩路堤填料最大颗粒20～25cm属于填石路堤范畴，按规范一般不进行压实度检测。一般的灌砂法、灌水法也不能用于检测。为了掌握红砂岩压实情况，设计了大直径压实度试验，进行了直径40cm的灌水法试验，见图3。
图3 压实度检测
由于压实度试验需要人工破碎试洞周边未破碎的岩块，试验费时费力，每段试验路试验数量仅2点，平均湿密度为2.256g/cm3，平均含水量为10.5%，平均干密度为2.130 g/cm3。
3.8 弯沉检测结果
弯沉检测采用贝克曼梁法，见图4。每隔10m检测1处，共检测5处10点，弯沉最大值118（0.01mm），最小值80（0.01mm），平均值97（0.01mm），均方差12.4（0.01mm），代表弯沉122（0.01mm），小于路基精加工容许弯沉200（0.01mm），路基的强度满足设计要求。
图4 弯沉检测照片
3.9基本结论
从试验结果可以看出通平高速红砂岩试验段填筑时控制层厚40cm，松铺填料最大粒径小于40cm，采用光轮压路机静压2遍→羊足碾静压1遍→羊足碾振动压5遍→光轮压路机振压2遍的工艺可将路基压实到表面沉降稳定、轮迹高差小，压实后路基弯沉达到路基精加工要求，压实后路基压实度较高。因此采用该工艺是满足要求的。
4 结语
通平高速公路在红砂岩路基施工前，充分考虑到了红砂岩的解小问题，有针对性的做了多种解小方案的操作对比．路基填筑施工中，从填筑试验段开始，不断调整施工工艺、参数，收集各项技术数据，总结经验，最终确定适合本合同段的红砂岩施工方法．各项技术数据参数，形成了一套从红砂岩的爆破、解小、粒径、松铺厚度、压实机具、压实遍数、含水量等多项指标控制的施工技术方法和质量控制要求。为以后用红砂岩作为路基填料的其他地区的同类工程施工，提供了可以参考借鉴的切实可行的施工技术方法和质量控制要求．应用前景广泛。
参考文献
[1] 张剑锋,岳国生等.红砂岩修筑浆砌石坝的岩土工程研究[J].上海地质,1989(2):1-6.
[2] 武明.土石混合非均质填料压实特性试验研究[J].公路, 1996(5):33-38.
[3] 邓觐宇,赵明华.红砂岩路堤填筑技术研究[J].公路,2002(8):80-83.
[4] 范德沛.红砂岩试验路堤填筑施工技术[J].路基工程, 2006(2):82-84.
[关键词]：高速公路；红砂岩；路基施工；质量控制
Abstract: Integrate the engineering practice of roadbed filling of red sandstone in tongping highway, based on the engineering properties of red sandstone, summarize the formerly construction of red sandstone, elaborate the construction technique and quality control on red sandstone subgrade.
Key words: freeway；red-sandstone；roadbed construction；quality contro
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
红砂岩作为路基填料，施工质量一直难以控制，在高速公路施工中常作弃方处理。在通平高速公路施工建设过程中，为贯彻就地取材，节约投资，减少弃土征地，保护生态环境，利用现场开挖红砂岩对路基进行填筑。
通平高速公路全长73km，有近40km路堤位于红砂岩地带，主要分布在第8～11合同段，第7合同段有零星分布。该类岩石因矿物成分和胶结物质的差异而强度变化颇大，在大气环境或干湿循环作用下，岩块崩解碎裂，颗粒软化，强度降低，工程性质很差[1，2]。选用红砂岩作为高速公路路基填料，必须了解和掌握红砂岩的特性及其对施工的影响，正确选择施工方法、工艺，才能保证红砂岩路基的强度和水稳定性，确保工程质量。
1 红砂岩的分类
红砂岩按强度和崩解特性划分为如下三种类型：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；二类红砂岩，岩块天然單轴抗压强度小于15Mpa或稍大于15Mpa，在105℃温度下烘干后浸水24小时内，呈块状崩解；三类红砂岩，岩块天然单轴抗压强度大于15Mpa，不崩解，特性与普通未风化砂岩接近。
2 红砂岩的特性试验
2.1红砂岩成分分析
各标段典型路段的样本试验结果如表1所示：
表1 红砂岩成分试验结果
2.2 红砂岩密度和强度试验
为了解通平路红砂岩强度特点，对各标段典型路段的样本进行了天然密度和抗压强度试验，试验结果如下表2：
表2 红砂岩密度、强度试验结果
抗压强度试验表明，与其他高速公路相比，通平路红砂岩典型样品强度较高，强度分布区间为15～30MPa，属为软质岩。由于取样数量少，取样位置、深度也有差异，因此虽然各段岩石强度也有一定差异。但是从现场情况和经验看，各标段红砂岩总体无显著差别。
2.3 浸水试验
取有代表性的红砂岩块至少6块，在105℃温度下烘干，恒温时间不少于8小时，冷却至室温并浸入水中24小时内，结果表明，在一个循环下岩石不崩解，表明所取样品为Ⅲ类红砂岩。
3 试验段的填筑
3.1 试验路基本情况
试验路于2010年7月5日进行，起止桩号K46+380～440D匝道，填料来源切方K46+560，为Ⅲ类红砂岩，料场爆破最大粒径150cm。在路基填筑上一层时，下一层先用羊足碾振压一遍后在开始填筑，以增强路基层与层之间的结合，增强路基整体稳定性。路基填筑时每边超填宽1m，以此来确保路肩的压实强度。
红砂岩运至填筑现场后采用DH225液压破碎锤现场破碎，破碎后红砂岩最大颗粒小于40cm。经取样测试，经测试，填料破碎后含水量约10％。
3.2 机械设备
本实验段的施工采用以下设备施工：
表4 试验路施工设备
3.3 填筑工艺
①松铺厚度：40cm；
②压实工艺：推土机推平填料至控制松铺厚度40cm以内→平地机调坡→光轮压路机静压2遍→羊足碾静压1遍→羊足碾振动压5遍→光轮压路机振压2遍。
3.4 碾压过程中的表面沉降量测试
碾压过程中路基将不断密实，表现为路基表面沉降，随着路基密实到了一定程度，其表面沉降也趋于稳定。图1为实验路表面在碾压过程中沉降的变化曲线，曲线表明，静压1～2遍填料沉降明显，改用羊足碾后，路基反弹，这是因为羊足碾的土块将填料压出小坑，并将土体带出，导致路基表面标高增大；随着压实遍数的增加，路基表面沉降速率逐渐减小；羊足碾压实3遍后，沉降趋于稳定，表明岩块破碎完成，路基基本密实；最后改用光轮振动压实时，沉降有所增长，这是因为光轮压实将土体挤入羊足碾碾压后的小坑所致。整个压实过程路基沉降约100mm，路基压实厚度为31.7cm，因此松铺系数为1.26。
图1 碾压遍数与沉降关系曲线
3.5 轮迹测量
压实过程中的轮迹测试采用尺量法。光轮压路机静压1遍时，平均轮迹深度3.6cm；光轮压路机静压2遍后平均轮迹深度2.8cm，采用羊足碾静１遍、振压5遍后，再采用光轮振压１遍时的平均轮迹深度2cm，光轮振压第２遍后平均轮迹深度0.5cm。
3.6 填料颗粒
碾压完后用挖机开窗检查最大颗粒粒径，如图2所示。粒径测量方法采用测定颗粒周长后用π除的方法，取宽度方向（中径）的周长，平行试验四次，取试验最大测量值作为粒径测量结果。共检测4处，发现有１块岩石粒径为21.3cm，接近规范要求的20cm。表明采用羊足碾施工基本可以将填料块石破碎至2/3层厚。
图2 试验段开窗检查照片
3.7 压实度检测结果
压实后的红砂岩路堤填料最大颗粒20～25cm属于填石路堤范畴，按规范一般不进行压实度检测。一般的灌砂法、灌水法也不能用于检测。为了掌握红砂岩压实情况，设计了大直径压实度试验，进行了直径40cm的灌水法试验，见图3。
图3 压实度检测
由于压实度试验需要人工破碎试洞周边未破碎的岩块，试验费时费力，每段试验路试验数量仅2点，平均湿密度为2.256g/cm3，平均含水量为10.5%，平均干密度为2.130 g/cm3。
3.8 弯沉检测结果
弯沉检测采用贝克曼梁法，见图4。每隔10m检测1处，共检测5处10点，弯沉最大值118（0.01mm），最小值80（0.01mm），平均值97（0.01mm），均方差12.4（0.01mm），代表弯沉122（0.01mm），小于路基精加工容许弯沉200（0.01mm），路基的强度满足设计要求。
图4 弯沉检测照片
3.9基本结论
从试验结果可以看出通平高速红砂岩试验段填筑时控制层厚40cm，松铺填料最大粒径小于40cm，采用光轮压路机静压2遍→羊足碾静压1遍→羊足碾振动压5遍→光轮压路机振压2遍的工艺可将路基压实到表面沉降稳定、轮迹高差小，压实后路基弯沉达到路基精加工要求，压实后路基压实度较高。因此采用该工艺是满足要求的。
4 结语
通平高速公路在红砂岩路基施工前，充分考虑到了红砂岩的解小问题，有针对性的做了多种解小方案的操作对比．路基填筑施工中，从填筑试验段开始，不断调整施工工艺、参数，收集各项技术数据，总结经验，最终确定适合本合同段的红砂岩施工方法．各项技术数据参数，形成了一套从红砂岩的爆破、解小、粒径、松铺厚度、压实机具、压实遍数、含水量等多项指标控制的施工技术方法和质量控制要求。为以后用红砂岩作为路基填料的其他地区的同类工程施工，提供了可以参考借鉴的切实可行的施工技术方法和质量控制要求．应用前景广泛。
参考文献
[1] 张剑锋,岳国生等.红砂岩修筑浆砌石坝的岩土工程研究[J].上海地质,1989(2):1-6.
[2] 武明.土石混合非均质填料压实特性试验研究[J].公路, 1996(5):33-38.
[3] 邓觐宇,赵明华.红砂岩路堤填筑技术研究[J].公路,2002(8):80-83.
[4] 范德沛.红砂岩试验路堤填筑施工技术[J].路基工程, 2006(2):82-84.