红砂岩路基施工质量技术控制探讨

　　摘要:文章通过分析红砂岩的基本特性，针对红砂岩路基的现场施工技术控制进行了探讨。
　　关键字：红砂岩路基；施工质量；技术控制
　　一、红砂岩的基本特性
　　1、红砂岩分类
　　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，呈块状崩解；
　　（3）三类红砂岩，岩块天然单轴抗压强度大于15Mpa，不崩解，特性与普通砂岩无区别。
　　2、红砂岩的天然结构特征及其矿物成分和化学成分
　　红砂岩的天然结构主要有粒状碎屑结构和泥状结构两种，按岩石学划分，可将红砂岩分为两大类：一类为碎屑岩类，包括泥质砂岩、泥质粉砂岩、泥质细砂岩、粉砂岩、砂岩和砾岩等；另一类为粘土岩类，包括泥岩、页岩、砂质泥岩及砂质页岩等。红砂岩中，含铁氧化物大多以浸染物形式出现，碎屑颗粒间主要有孔隙式胶结、基底式胶结以及铁质碳酸盐胶结等形式。由于铁质在多数岩石中不是以胶结物的形式存在，故主要影响岩石的外观状态，对岩石的工程性质没有明显的影响。
　　粒状碎屑岩类中粘土矿物的含量一般约5%～10%，这种红砂岩虽然因胶结形式和粘土矿物含量的差异，其工程性质有一定的变化，但多数与普通风化岩类相差不大，其工程性质与风化程度有关。
　　泥状结构粘土岩类中，粘土矿物的含量一般约15%～50%，其中伊利石含量为5%～30%，蒙脱石含量为3%～10%，。这种类型岩石的水稳定性差，极易崩解软化，其工程性质主要由粘土矿物的含量，尤其是亲水性强的蒙脱石和伊利石的含量决定。当粘土矿物中蒙脱石和伊利石的含量较高时，该类岩土的工程性质极差，非常容易产生路基病害。
　　红砂岩的主要化学成分为9种，其中SiO2的含量占主要部分，其次有Al2O3、CaO、Fe2O3等，其余5种化学成分均不超过4%，两种典型红砂岩的主要化学成分比例如下表：
　　两种典型红砂岩的主要化学成分比例（%）
　　结构特征SiO2Al2O3CaOFe2O3
　　粒状碎屑结构46.53～75.1211.43～16.440.11～16.72.86～6.88
　　泥状结构23.24～64.288.0～20.780.09～31.892.2～10.65
　　3、红砂岩的崩解特性及颗粒级配
　　泥状结构的粘土岩类红砂岩一般易崩解软化，随干湿循环软化时间增加，颗粒不断碎化，最后呈渣状或泥状，其颗粒级配也在变化。试验表明，随着暴露时间和干湿循环次数增加，岩块不断崩解碎化，经过50～60天（干湿循环为8次）变化即可达到稳定状态，红砂岩经过一定时间后不再崩解变化。
　　粒状碎屑结构的红砂岩一般呈块状崩解，崩解后的块状颗粒基本稳定或碎化速度非常缓慢，粒径小于0.5mm的颗粒极少。
　　二、红砂岩路基材料的选用及工前处理
　　红砂岩基本性质的试验结果表明，具有块状崩解的二类红砂岩水稳定性好，其强度随时间变化小，路用性能较好；一类红砂岩的水稳定性差，强度受干湿循环的作用变化较大，但压实后透水性很小，因此稳定性大为提高，仍可用做路基填料。
　　1、根据现场施工控制过程，一类和二类红砂岩爆破开挖后，可以直接运至工地进行耙压和碾压施工，但施工费时，运输困难，对施工机械要求高，适用于场地狭小地段。若工期和施工条件允许，最好将刚爆破出来的红砂岩，在料场就地进行工前崩解处理。
　　2、对红砂岩工前处理的方法为，将刚爆破出来的红砂岩裸露于大气阳光和雨中，放置一定时间，任其自然崩解破碎；当晴天气温较高时，每天洒水，一般在8～20天即可达到预崩解的目的。
　　三、红砂岩路基的现场施工技术
　　1.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。
　　
　　2.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%。
　　3.红砂岩、石灰、水泥的拌和
　　1）红砂岩的装运
　　放出路基中线及2条边线（边线超宽50cm），红砂岩填筑路基用于路基中部，在路基超宽边线以内1.5m范围用粘土包边。在下承层用石灰打网格，用挖机配合运输车将崩解后的红砂岩运至现场按照格子上料，装运红砂岩用同一型号的车辆，以便控制每车土的数量基本相等。上好料后用推土机均匀摊铺在路基上，要求表面大致平整，厚度均匀。然后用旋耕机配合东方红推土机翻拌晾晒，当含水量较最佳含水量大3～5%时用压路机稳压1遍并用平地机初步整平一次，然后布设石灰网格开始布灰。
　　2)石灰布设
　　恢复中线、两条边线，布设石灰网格，按照网络和石灰用量上灰，用平地机将石灰摊平，局部地方由人工配合，确保石灰摊铺均匀。
　　3)石灰和红砂岩拌和
　　石灰摊铺后，用旋耕机配合强制式路拌机进行粉碎与拌和。拌和时从两侧向中心拌和，每次重叠10～20cm。发现漏拌，夹层的现象，及时重新拌和。当检测含水量比最佳含水量高2～3%，灰剂量检测合格后可进行整平碾压。
　　4)水泥的布设
　　用压路机稳压、平地机整平后恢复中线和两条边线，布设石灰网格，按照网格和水泥用量布设水泥，由人工将水泥摊铺均匀。
　　5)混合料的拌和
　　水泥布设结束后用路拌机进行粉碎与拌和。路拌机拌和时应调整好刀片深度，要求拌和时嵌入下承层1～2cm，有专人随机跟踪每5米检查拌和深度，防止出现夹层，同时避免拌和太深或太浅而影响石灰、水泥的剂量。拌和后的石灰、水泥含量要均匀，拌和完成的标志是混合料色泽一致，没有灰条、灰团和花面，且水分适合均匀。路拌机拌和后检查混合料的含水量，试验人员按照200m取4个断面每断面6个点取样，用EDTA法检测灰剂量并检测含水量，当含水量比最佳含水量略高、灰剂量满足要求时报监理抽检合格后进行整平。
　　4.整平
　　整平时先用压路机稳压1遍后采用平地机粗平，平地机粗平要由路基两侧向中心进行刮平，要有初步的路拱坡度，局部人工配合找平，粗平后检查松铺厚度，再用压路机稳压1遍后进行精平，精平要求平顺且有2%横坡。每次整形都要按照规定的坡度和路拱进行，在整形过程中，禁止任何车辆通行。对于局部低洼处，由人工将表层5cm以上翻松，并用新拌的灰土找补平整后再稳压一遍，重新用平地机进行精平。
　　5.碾压
　　(1)当整平后的含水量处于最佳含水量的±2%时进行碾压。
　　(2)先用YZ14JD压路机进行稳压，碾压顺序为由两侧路肩向路中心碾压。然后用LSS220振动压路机强振碾压2～3遍，最后用18～21t的铁三轮开始静压3～5遍。碾压时前轮轮迹应重叠前轮的三分之一宽度，碾压速度控制在2.0-3.5Km/h范围内，碾压时应重叠前轮1/2轮宽，后轮必须超过两段的接缝处，前轮压完路基全宽时即为一遍，碾压要由轻到重，先慢后快。路基坡脚线处应多压2～3遍。
　　(3)碾压过程中如有反弹，松散起皮时应及时处理（如有"弹簧"、"松散"、"起皮"等现象，应及时翻开重新拌和、换填、清除或少量洒水）使其达到质量要求。
　　(4)检测压实度和其他项目如路基宽度、平整度、纵向偏位等指标的检测，检测合格然后报监理工程师检测。
　　(5)养生：碾压结束后要立即进行养生，先采用适当洒水养生，检测合格后立即进行上土覆盖。养生期间除洒水车外，禁止任何车辆通行。

《红砂岩路基施工质量技术控制探讨》

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