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红砂岩路基填料的工程性质及施工技术 　　摘要：红砂岩我国南方地区常见的易产生工程病害的路基填料，本文阐述了红砂岩的主要矿物成分和不良工程性质，并概括了红砂岩作为路基填料的施工工艺和质量控制要点。 　　关键词：红砂岩 矿物成分工程性质施工 　　中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号： 　　红砂岩广泛分布于我国四川、云南、广西、湖北、安徽、湖南、江西、广东、福建、江苏等省区，是富含铁质氧化物，呈红色、深红色或褐色的泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩及页岩等沉积岩类的统称。红砂岩大部分为泥质胶结，抗水和风化能力差，风化层厚度大且分布不均匀，普遍具有遇水软化、崩解、膨胀、干湿循环极易风化等不良工程性质。在公路建设中开挖出的红砂岩如果弃之不用而改用其它土料来填筑路基，不但影响工期，增加巨额投资，而且占用大量农田和林地，破坏生态环境。因此，研究红砂岩的工程性质及其填筑施工技术，具有重要的经济价值及环保意义。 　　1 工程概况 　　 郴州市至永兴道路（以下简称郴永大道）起点位于永兴县碧塘乡枫木山S212与规划的湘永路相交处，起点桩号K0+000，经碧塘村、毛屋里、东风头后，从杨家冲水库东北侧穿过，经庵子老山、优福岭，在花屋里处跨越便江，经峡口、腊树下、剥牛村，经金鸡庙后，在坪石廖家处与资五路平交，经红卫水库、大西塘、杨冲水库、南冲水库、石板村，在凌家村处跨越东江，经大面洲、农科所，在原红旗造纸厂处跨越资许铁路，经秧溪村、雅市坪，至本项目终点郴州市新区有色金属产业园区相山大道与石虎大道相交处，终点桩号K31+435.451，全长31.435公里。此道路最突出的问题是途经红砂岩地带，约有20公里必须修筑在 　　红砂岩地带。因此，红砂岩路基填料的工程性质及施工成为此道路的关键性技术问题。 　　2 红砂岩工程分类及性质 　　2.1工程分类 　　为了便于分析，根据红砂岩的浸水崩解性强弱将其分为3种类型： 　　1) I类红砂岩。亲水性粘土矿物含量高，烘干试样浸水24 h后呈泥状或渣状崩解；岩石自由膨胀率平均值为42.41％，具有膨胀性；泡水时间对压实试件浸水膨胀量影响不大，但随击实次数增加而增加，而未压实试件的水稳定性和强度稳定性差，属软质页岩，其单轴极限抗压强度小于15MP。 　　2) Ⅱ类红砂岩。烘干试样浸水24h后呈块状崩解，一般具有碎屑结构特征；岩石自由膨胀率平均值为18.63％ ，不具有膨胀性；击实次数对浸水膨胀量影响不大，但泡水时问影响较大，水稳定性和强度稳定性较I类红砂岩好，多属软质页岩，其单轴极限抗压。强度小于或稍大于15MPa。 　　3)Ⅲ类红砂岩。烘干试样浸水24 h后不崩解，或棱角处少量崩解，且崩解量小于总重量的1％。其强度较高，与普通未风化砂岩的性质接近，单轴极限抗压强度可达60～70MPa。 　　试验表明Ⅲ类红砂岩没有浸水崩解的特性，其物理力学性质与普通砂岩无异，施工中可视为普通岩石，可作为筑路石料。本文研究的红砂岩主要是I、Ⅱ类红砂岩。 　　2.2 红砂岩的矿物成分 　　利用扫描电镜、X光粉晶衍射和薄片显微照像等技术进行分析，红砂岩可分为粒状碎屑结构和泥状结构两类。两种典型结构红砂岩的主要粘土矿物成分见表1。泥状结构的红砂岩含粘土矿物高岭石、蒙脱石及伊利石等较多，粘土矿物的质量分数一般约15％～50％，其中伊利石质量分数为5％～30％ ，蒙脱石质量分数为3％ ～10％。由于蒙脱石和伊利石的亲水性较强，因此其质量分数的高低是决定红砂岩易崩解软化、水稳定性差的主要原因。 　　表1 两种典型红砂岩的矿物成分质量分数单位：% 　　 　　 　　2.3 红砂岩的工程性质 　　红砂岩主要工程性质特征为： 　　1)易崩解和膨胀。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，浸水膨胀量约为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)。 　　2)高吸水、易透水与难蒸发。一旦红砂岩崩解或碾压成细粒状，由于其中粘土矿物成分影响，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，实测值达10％～30％左右，因此其透水性相对较强，最大透水深度可达20～30cm；吸水或饱水后的红砂岩，在强光和风作用下水分蒸发慢，表层10cm一般要1d左右才蒸发完，但蒸发却较为彻底，且行车作用下易扬尘。 　　3)易风化。在外力作用下，由于大气、温度、湿度的影响，红砂岩易风化。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后，红砂岩易风化破碎，利于压实。 　　4)粘结性低。破碎后重新组合的红砂岩，粘结性能小，易松散，做压实度检测时，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