本文依托九永高速(成渝扩容高速)工程,对挖掘隧道时产生的洞渣中蕴含的大量砂岩展开试验研究。洞渣砂岩弃置会加大工程成本,堆放占地会影响生态环境。经调研发现砂岩集中分布在重庆、四川、云南和山东等地,在盛产砂岩而其他优质石料相对匮乏的地方,研究用砂岩作为公路路面基层或底基层材料具有非常重要的意义,可达到就地取材,因地制宜,合理利用现有资源,节约成本,减少环境破坏的目的。本文主要从砂岩石料和集料性能及水泥稳定砂岩碎石混合料的力学性能角度出发展开试验研究,并和石灰岩材料性能和水泥稳定石灰岩碎石混合料的力学性能进行比较,从多方面论证用砂岩作为公路路面基层或底基层的可行性。主要研究工作和结论如下:首先对砂岩石料和集料进行原材料性能试验,与石灰岩集料的原材料性能进行对比,并和规范中要求的原材料控制指标进行比较,发现砂岩集料与石灰岩集料相比吸水率和压碎值较大,砂岩粗集料的吸水率在1%左右,是石灰岩粗集料的3倍,砂岩细集料的吸水率接近6%,是石灰岩细集料的2倍;砂岩集料的压碎值为26%～30%,而石灰岩集料的压碎值在20%左右,砂岩集料的压碎值不能满足特重、极重、重交通量下高速和一级公路基层对集料压碎值的要求。其次通过在砂岩集料中掺加其他矿质集料,设计了九种不同的矿质集料组成方案,比较九种方案的7d无侧限抗压强度,发现掺加其他矿质集料对混合料的强度有一定程度的提高,但提高的效果不是特别明显,优选出纯砂岩和纯石灰岩两种矿质集料组成方案进行更深入的研究。然后进行水泥稳定砂岩碎石混合料的配合比优化设计,确定最优级配和最佳水泥剂量,另外对不同成型方式下水泥稳定砂岩碎石混合料的7d无侧限抗压强度进行了试验研究,比较发现振动成型时水泥稳定砂岩碎石混合料的7d无侧限抗压强度是静压成型的1.5～2.0倍,强度比随着水泥剂量的增加而增大。最后选定了 28d、90d、180d和360d四个龄期对水泥稳定砂岩碎石混合料的无侧限抗压强度、间接抗拉强度和抗压回弹模量进行长龄期力学性能试验研究,并与水泥稳定石灰岩碎石混合料的长龄期力学性能进行比较;静压成型的4%水泥稳定砂岩碎石混合料试件360d无侧限抗压强度达到8.2MPa,360d间接抗拉强度为0.86MPa,360d抗压回弹模量为1681MPa;比较发现相同水泥剂量的水泥稳定砂岩碎石混合料不同龄期的力学性能略低于水泥稳定石灰岩碎石混合料,但5%水泥稳定砂岩碎石混合料的力学性能可以达到甚至高于4%水泥剂量的水泥稳定石灰岩碎石混合料的力学性能,且随着龄期的增长两种混合料具有类似的变化规律,力学性能随着龄期的增长前期增大较快,后期增大速度逐渐减缓。通过对水泥稳定砂岩碎石混合料力学性能的试验研究,为砂岩在公路路面基层或底基层中的应用推广提供一定的依据,研究表明水泥稳定砂岩碎石混合料不宜用作特重、极重交通量高速和一级公路的基层,可以用作重、中、轻交通量高速和二级及二级以下公路的基层,以及作为各种等级公路的底基层。