红砂岩基础知识

红砂岩基础知识
一、红砂岩的定义
在我26标高速公路沿线，广布着泥岩，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、深红色或褐色，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崩解。

该类岩石称红砂岩。

二、红砂岩的分类
通过资料查找红砂岩中的多数干燥后，浸水崩解或略有崩解。

并且将浸水崩解或崩解的红砂岩称为一类岩；浸水崩解不强烈或略有崩解的红砂岩称为二类岩。

在同一红砂岩料场，一类岩和二类岩互相掺杂。

以一类岩为主，掺杂有少量二类岩的红砂岩料场填料，仍按一类岩对待；同理，以二类岩为主，掺杂有少量一类岩的料场填料，仍以二类岩对待。

有一些红砂岩浸水完全不崩解，且强度高，水稳定性好，民间多年来用它作为建筑石材使用，这类红砂岩称为三类岩，在我标段内主要存在有一类岩和二类岩，三类岩存在很少，这给我标段的施工带来很大困难。

三、软硬互层
有的红砂岩料场，一类岩和二类岩成间层分布，甚至是一类岩和浸水不崩解的红砂岩成间层分布，这两者都称为红砂岩的软硬互层料场，简称软硬互层。

四、红砂岩路基老路病害调查
湖南省内红砂岩区域分布较广，故此，省内地方道路和国道，早有用红砂岩填筑路提的先例，但多系低级公路。

应用到高等级公路中来，则有近年才出现。

调查中发现红砂岩路基的常见病害，可大致归纳为：沉陷和坍二类。

在湖南很多地段都出现过这样的例子。

路基填料不良（未崩解的红砂岩填筑），填筑方法不当，人工压实不足，在荷载及自然因素作用下，均可能发生沉陷，便直接导致路面破坏。

而易风化的红砂岩边坡如果设计不当或防护不良，均可造成路基边坡的坍落。

边坍落形态多样，按其规模和形态的不同，可以分为：剥落、碎落与坠落，以及滑坍、塌坍与崩坍等。

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交互作用下极易发生风化剥落的病害，如不及时处理，风化向边坡深部发展，引起边坡崩坍落石等病害。

五、处理红砂岩的两个基本原则
（一）消除红砂岩的活性
红砂岩在爆破开挖出来后，受阳光，大气特别是士雨水的作用而迅速风化崩解，由大块状风化崩解成碎块关，当有雨水或浸水时，在机械作用（汽车、挖掘机）和人力作用下而成为渣泥状，但破碎后重新组合的红砂岩，粘结性能小，不能由渣泥状逆转成碎块状和大块状。

这种性质称为红砂岩的不可逆转性。

红砂岩浸水崩解性的强弱和红砂岩膨胀势的大小，称为红砂岩的活性。

浸水崩解愈强膨胀势的大小，称为红砂岩的活性。

浸水崩解愈强膨胀势愈大的红砂岩，其活性愈大。

用来修筑路堤时，活性愈大的红砂岩形成路基病害的可能性愈大。

六、红沙岩的崩解处理
1、崩解处理的目的
经崩解处理后的红砂岩不仅活性减少，而且岩石软化，强度降低，便于碾压。

因此，用崩解处理后的红砂岩修筑路堤不仅可以提高工效，保证工程质量，而且可以减少甚至消除病害的发生。

2、红砂岩填料的崩解处理方法
红砂岩填料在料场先进行崩解处理（预处理），然后再运往工地填筑。

崩解处理的具体方法如下：将爆破出来的红砂岩填料不加遮盖地裸露于大气，阳光和雨水中，在这些自然因素的作用下，红砂岩（特别是未风化的一类岩）迅速风化崩解，强度急剧降低，活性迅速消除。

在崩解处理期间，晴天视气温情况宜每天在料场浇水一次（气温高），或隔天浇水一次（气温低），如果晴朗无雨天气连续超过两三天时，即应在料场浇水以加速红砂岩的崩解和消除活性的过程。

用此方法作崩解处理时，八天至十五天后（气温高取小值，气温低取大值），经崩解处理的红砂岩填料可运往路堤填筑。

一类岩和二类岩两料场完成崩解处理，七月份需七天，1月份15天或更长些。

判断红砂岩是否已崩解的方法：粒径为50~70cm的大块新解红砂岩块，经崩解处理若干天后，表面已出现大量裂缝并有大部分碎块岩石崩解，以脚掌推动时，大岩块裂成碎块岩堆，即认为红砂岩的崩解处理已完成。

红砂岩施工
一、施工设备配置
1. 60T拖式振动压路机（羊足碾）和40T轮式压路机各一台。

路基路面施工中，采用专用的压实机械进行压实是施工的关键工序之一。

压实效果的好坏，直接关系到工程质量的优劣。

在红砂岩路基的施工中，应配备60T拖式振动压路机和40T轮式振动压路机各一台。

采用的60T拖式振动压路机工作质量在18吨或18吨以上，激振力400KN或400kN以上，40吨轮式振动压路机工作质量则为14T，激振力260KN。

经过实验说明，当经过崩解处理的红砂岩松铺厚度不大于40cm时，可以用40T轮式振动压路机代替60T拖式振动压路机，因此在保证工程量的基础上更具有经济性。

2.推土机一台
用推土机将红砂岩填料推平，以覆带辗压之，再以松土齿耙松，称为“耙压”。

一般耙压遍数不得少于三遍，目的在于辗碎红砂岩大颗粒，经耙压后，由监理工程师检查红砂岩最大粒径是否满足要求。

若不满足，应继续耙压。

二、红砂岩的四大指标和施工工艺
通过红砂岩基础知识的学习，加深了对红砂岩特性和活性的理解。

红砂岩施工的病害多出现填方路基中。

对于红砂岩的开挖后容易出现塌方、滑移，针对红砂岩易崩解的活性，只要我们施工时尽快让它少暴露在空气与水中，加强预先防护措施和加紧后期防护，这种问题基本上可以得到解决。

我在这里着重强调一下红砂岩填筑的四大指标和施工工艺。

路基填筑过程中严格控制的四大指标是：
粒径≤25cm
层厚≤40cm
压路机≥40T
含水量8%~12%之间
a)粒径
红砂岩颗粒不宜过大，这是因为未破碎的红砂岩大颗粒，在自重和车辆的长期作用下，不均质、沉降不均，导致路面过早破坏。

另外，大颗粒红砂岩填料在经压实了的路堤内部同样不利于路堤的水稳定性。

因此，在各碾压层中，红砂岩的最大粒径d应加以控制。

b)层厚
碾压应该有适当的厚度。

碾压层过厚，非但下部分压实度达不到要求，而且上面部分的压实度也受到影响。

同时碾压层的厚度应该与所用压路机的重量或功能相适应，他也随压路机的类型相适应，对于红砂岩路基，应该采用40T至60T振动压路机。

在红砂岩实际施工中，重要的是能符合要求密实度的有效深度，这个深度也就是每层填土的合适厚度。

有效压实深度主要与压实机械类型、碾压遍数、土的性质和含水量有关。

c)压路机
红砂岩路基填筑施工中，采用专用的压实机械进行压实是施工的关键程序之一。

压实效果的好坏，直接关系到工程质量的好坏。

所以应配备60T拖式和40T轮式振动压路机各一台。

d)含水量
通过实验，只有在最佳含水量时压实到最大干密度的土体，在遇水饱和后其密度和强度下降的幅度最小，其水稳定性最好。

含水量是影响压实效果的决定因素，因此，我们实际施工时应把含水量控制在8%~12%之间。

施工工艺：根据实际经验当把红砂岩云至施工现场后，用220KW以上推土机耙压三遍，再用60吨以上振动羊角碾和40吨以上的光轮压路机碾压4遍以上，即可达到要求。

当红砂岩干湿循环作用一个星期以上时，碾压效果最好。

三、红砂岩的主要特性
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，强度下降较快（有的甚至达
40%左右），此时，在机械和人力作用下易成为渣泥状，满载的东风车在压实好的试验路行走时最大可见20cm深的车辙，且这一性质不可逆转。

2、高吸水性，透水性与难蒸发性
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；压实度虽能达到要求，但仍具有较大的孔隙率，实测达0.1~0.3左右，因此其透水性相对较强，90区的检测表明：最大透水深度可达20~30cm;吸水或饱水后的红砂岩，强光，风作用下水分蒸发慢，表层10cm一般要一天左右才蒸发完，但蒸发却较为彻底，且行车作用下易扬尘。

3、低粘解性
破碎后重新组合的红砂岩，粘结性能小，易松散，作压实度检测时，很难取得块状样品，这说明红砂岩路基的整体性或板快性较差，强度具有不可逆转性；
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，倘经过几次干湿循环作用，红砂岩易风化破碎，利于压实。

5、不均匀沉降
由于粒径难以100%的控制且不均匀，加上红砂。

岩及易风化及遇水软化，红砂岩路基易出现较大的不均匀沉降。