文档介绍：4 砂岩碎石在涪丰石高速公路路面垫层中的应用研究
概述
研究背景
公路交通是为国民经济,社会发展和人民生活服务的公共基础设施,是衡量一个的重要标志。改革开放以来,是中国公路发展最快,规模最大,最具活力时期。自1998年沈大高速公路,沪嘉高速公路建成通车,中国的公路事业进入了以建设高速公路、一级公路等高等级公路为主的新时代。自1998年以来,中国连续四年以每年2000亿元人民币的投资用于公路建设。2003年公路建设投资达到了3715亿元,高速公路的通车里程,1989年全国仅为271公里,到1999年突破1万公里,2003年近3万公里,首次位居世界第二位。。
高速公路的大力建设对于资源的节约化使用提出了更高的要求,同时建设资源节约、环境友好型社会是党中央、国务院明确提出的社会发展长期战略任务。2005年,胡锦涛总书记就提出要努力建设资源节约型、环境友好型社会,通过提高资源利用效率,重视资源节约和生态环境保护,达到节能、节水、节地、节材以及环境保护目的。
交通运输是国民经济的基础产业和服务性行业,转变交通运输业发展方式,对于建立资源节约、环境友好型社会,促进现代交通运输业的可持续发展具有重要意义。2011年全国交通运输工作会议提出:要深化资源节约型环境友好型行业建设,鼓励路面材料、施工废料、弃渣、废旧轮胎等资源的再生和综合利用。
结合以上情况,应当认识到在新建高速公路中,进行资源节约、环境友好型的开发建设,有其必然性和紧迫性。在重庆涪陵至石柱高速公路的建设中,本研究课题紧紧围绕这一思想,应用当地产砂岩作为路面垫层。
重庆涪陵至石柱高速公路由重庆高速公路规划的“十射”(重庆主城—涪陵
—丰都—忠县—万州—开县—城口)中的涪陵至丰都段及其支线丰都至石柱段组成,。该项目的建设,可以促进重庆主城区与渝东北城镇群之间的交通联系,是重庆“一圈两翼”经济圈的重要交通纽带;对重庆主城区向三峡库区的经济辐射起着重要作用。涪陵至石柱高速公路还是重庆市、贵州北部、四川大部分地区出渝入赣最便捷的通道,对重庆逐步发展成为长江上游交通枢纽和经济中心具有十分重要的意义。
涪丰石高速线路示意
涪丰石高速公路所处区域自然区划为V3区,沿线地势起伏较大,沟壑发育,降雨丰富且集中,有大量硬质岩挖方路段和隧道,产生了大量砂岩,同时建设区域内缺乏石灰岩等优质石料。本着“因地制宜,节约成本的原则”,综合利用当地盛产的砂岩碎石作为路面结构垫层,可就地取材,降低工程造价,保护环境,节约资源。
然而,砂岩是一种天然岩石,它是由千万年前的岩石经风化剥蚀作用,解体为碎屑,或经水流冲蚀溶解后,沉积于石床上,由于地壳运动,受到挤压胶结,及一系列的物理化学作用,使之形成为现在的砂岩矿山。砂岩具有密度较小,单轴抗压强度相对较小,孔隙率和吸水率较大,表面较粗糙,易风化等性质。由于砂岩属沉积岩,不同类型的砂岩物理力学特性有较大差异。因而要对砂岩碎石在高速公路垫层中的合理应用进行研究,提高路面使用性能。
本研究课题,将采用砂岩做级配碎石作为高速公路路面垫层,结合半刚性基层,共同承担重载交通压力。
砂岩在道路工程中的应用概况
砂岩概述
砂岩是石英、长石等碎屑成分占50%以上的沉积碎屑岩(),它由源区岩石经风化、剥蚀、搬运在盆地中堆积形成。砂岩的颜色和沙子一样,可以是任何颜色,最常见的是棕色、黄色、红色、灰色和白色。
砂岩由碎屑和填隙物两部分构成。碎屑除石英、长石外还有白云母、重矿物、岩屑等。填隙物包括胶结物和碎屑杂基两种组分。常见胶结物有硅质和碳酸盐质胶结;杂基成分主要指与碎屑同时沉积的颗粒更细的黏土或粉砂质物。填隙物的成分和结构反映砂岩形成的地质构造环境和物理化学条件。
砂岩按砂粒的直径划分为:巨粒砂岩(2~1mm)、粗粒砂岩(1~)、中粒砂岩(~)、细粒砂岩(~)、微粒砂岩(~),以上各种砂岩中,相应粒级含量应在50%以上;按岩石(矿物)类型划分为:石英砂岩(石英和各种硅质岩屑的含量占砂级岩屑总量的95%以上)和石英杂砂岩、长石砂岩(碎屑成分主要是石英和长石,其中石英含量低于75%、%)和长石杂砂岩、岩屑砂岩(碎屑中石英含量低于75%,,岩屑/长石比值大于3)和岩屑杂砂岩。
砂层和砂岩构成石油、天然气和地下水的主要储集层。砂和砂岩可用做磨料、玻璃原料和建筑材料。一定产状的砂层和砂岩中富含砂金、锆石、金刚石、钛铁矿、金红石等砂矿。
沉积岩分类简表