ICS 93.020 P 22 DB13 河 北 省 地 方 标 准 DB13/T 1382—2011 公路路基煤矸石填筑应用技术指南 2011 - 04 - 19 发布 河北省质量技术监督局 2011 - 04 - 30 实施 发 布 DB13/ T 1382—2011 前 言 本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 本标准由邯郸市质量技术监督局。 本标准起草单位：邯郸市青红高速公路管理处 长安大学。 本标准主要起草人：申文胜、孔保林、崔金平、许清良、王选仓、王朝辉、郝雷杰、赵鹏。 I DB13/ T 1382—2011 公路路基煤矸石填筑应用技术指南 1 范围 本标准规定了公路路基煤矸石填筑应用技术指南的术语和定义、一般规定、组成设计、技术指标、 施工指南、质量标准和检查验收。 本标准适用于河北地区公路路基煤矸石填筑。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 JTG D30—2004 公路路基设计规范 JTG E51—2009 公路工程无机结合料稳定材料试验规程 JTG F10—2006 公路路基施工技术规范 JTG F80/1—2004 公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程 JTJ 034—2000 公路路面基层施工技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 煤矸石 煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较 低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出 的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、 MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。 4 煤矸石原材料技术指标 4.1 煤矸石填料的物理化学指标要求 4.1.1 自然级配 自然级配较好的煤矸石适用于路基填方；自然级配差，大颗粒所占比例较大的煤矸石不宜直接用作 路基填料，但可经过破碎处理或掺拌粉性土改良后使用。表 1 给出推荐的煤矸石填料级配范围。 表 1 煤矸石天然级配范围 筛孔（mm） 150 60 40 20 10 5 2 0.5 0.25 0.075 通过率（％） 100 70~100 65~90 42~67 32~59 25~37 4~17 3~9 2~6 0~2 4.1.2 吸水性 1 DB13/ T 1382—2011 结构致密的煤矸石吸水性低，具有较好的透水性，自身保水性较低，可作回填材料或路基填方，能 有效防止基床翻浆，这种性质使得煤矸石作为路基填料时不会受到水损害；结构较松散的煤矸石易吸水， 吸水后体积发生膨胀，并破碎成较小粉状矸石不宜作为路基填料。 4.1.3 风化性 抗压强度高的煤矸石风化较慢，不易自然风化破碎，宜作为路基填料；抗压强度低的煤矸石易于风 化破碎，遇水易崩解，不宜作为路基填料。 4.1.4 自燃性 多次自燃过的煤矸石，宜作为路基填料；未自燃或自燃不彻底的煤矸石含固定碳及挥发成分较高， 易发生自燃，不宜作为路基填料。 4.1.5 可压缩性 由于煤矸石有一定的大小不等的颗粒级配，适用于使用以振动压路机振压为主，通过共振压实，有 效减少煤矸石空隙，增大密实度。 4.1.6 煤矸石变形特性 路基的荷载—变形特性对路面结构的整体强度和刚度有很大影响，路面结构的破坏，除路面的自身 原因外，主要由路基的过大变形引起的。建议采用抗变形能力强的煤矸石作为路基填料。 4.2 煤矸石相关参数 4.2.1 煤矸石使用前应选择有代表性的试样进行不同粗料含量的振动试验，以确定不同粗料含量混合 料的最大干密度与最佳含水量。 4.2.2 应通过室内中型或大型三轴试验确定煤矸石的内摩擦角。试料最大粒径 dmax 与三轴试样直径 D 之比 dmax/D<5，超粒径颗粒应采用“相似级配法”或“等量替代法”予以剔除。表 2 为石料强度参数， 初步设计稳定性验算时，可根据实际情况参照使用。 表2 石料的 Φ 值 粒径范围 压实度（％） Φ （º） 粗料 30％ d<30 cm 93 33.4 粗料 40％ d<30 cm 93 34.2 粗料 50％ d<30 cm 93 35.6 粗料 60％ d<30 cm 93 36.0 试料 混合料 注：表中粗粒含量系剪后粗粒含量。 4.2.3 宜通过贝克曼梁法或沉载板法等测试手段确定煤矸石路基的回弹模量，在测试中应注意煤矸石 中巨粒对回弹模量的影响。 4.2.4 煤矸石的渗透系数、压缩系数随煤研石的粒组成分、级配、压实度不同而变化，宜通过试验确 定。 5 煤矸石路基技术性能要求 2 DB13/ T 1382—2011 5.1 煤矸石路基级配要求 5.1.1 路基填筑对填料级配要求不是十分严格，但要保证填料密实。 5.1.2 煤矸石填筑路基必须具有好的承载力以及高的稳定性，要求采用硬质煤矸石，即使用存放 5 年 以上的煤矸石，严禁使用泥结煤矸石。 5.1.3 采用具有一定厚度和严格级配要求的优质级配碎石作为基层。自然级配较好的煤矸石经过碾压 后能形成致密结构，适用于路基填方；碾压要达到要求的密实度；自然级配差、大颗粒所占比例较大的 煤矸石不宜直接用作路基填料，但可经过破碎处理或掺拌粉性土改良后使用。 5.1.4 施工时，要对路基各结构层进行充分压实，严格控制压实度，以保证路基的强度、刚度及平整 度。路基压实度为 96％范围的煤矸石最大粒径不宜超过 100 mm，压实度为 94％范围的煤矸石最大粒 径不宜超过 200 mm，且最大粒径不得大于层厚的 2/3；路基含水量控制在最佳含水量±2％。 5.2 煤矸石路基力学指标 5.2.1 煤矸石力学指标主要有压碎值、塑性指数、单轴抗压强度、加州承载比 CBR。煤矸石的物理化 学成分十分复杂，对路基的稳定性存在潜在危害，在煤矸石路基施工中对原材料外观变化明显的地方， 宜通过以上几个重要的试验指标进行质量控制。 5.2.2 煤矸石用作公路路基填料时的压碎值、加州承载比 CBR 及石料单轴抗压强度应符合表 3、表 4 及表 5 的要求。 表3 项目 煤矸石路床填料最小强度和压实度（％） 填料最小强度（CBR） 路面底面 压实度 以下深度 高速公路 二级 （m） 一级公路 公路 填方 0～0.3 8 6 5 路基 0.3～0.8 5 4 3 分类 三、四级公路 高速公路 二级公路 三、四级公路 ≥96 ≥95 ≥94 ≥96 ≥95 ≥94 一级公路 注：1）表列压实度系按《公路土工试验规程》重型击实试验法求得的最大干密度的压实度。 2）当三、四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时，压实度采用二级公路规定值。 表4 煤矸石路堤填料最小强度 填料最小强度（CBR）（％） 路面底面 项目分类 以下深度 高速公路、 二级 三、四级 （m） 一级公路 公路 公路 上路堤 0.8～1.5 4 3 3 下路堤 1.5 以下 3 2 2 注：1）当路基填料 CBR 值达不到表列要求时，可掺石灰或其它稳定材料处理。 2）当三、四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时，采用二级公路的规定值。 5.3 煤矸石路基稳定性要求 5.3.1 煤矸石具有潜在的不稳定性，具有膨胀性的煤矸石用于路基填筑时，在道路使用期内煤矸石路 基会发生膨胀，导致面层开裂.所以根据路基填料中对膨胀土的使用规定，有膨胀性的煤矸石占混合填 3 DB13/ T 1382—2011 料的比例不得大于 50％。若无条件掺用粉煤灰, 可用粘土来代替。粘土塑性指数以 7～15 为宜, 不含 腐植质和杂物, 粘土使用前用 0.15mm 筛过筛，必要时应使用粘土掺填，路基包边土不得使用膨胀土。 5.3.2 煤矸石化学组分决定了煤矸石的长期稳定性能，为了保证路基填料的稳定性，煤矸石矿物中 SiO2、Al2O3、Fe2O3 等氧化物总含量要大于 70％；为防止路基塌陷，煤矸石填料中有机质含量不超过 10%；煤矸石路基中不得使用强崩解性的填料，煤矸石崩解量不得超过 30％。 5.3.3 煤矸石填筑路基技术要求见表 5。 表5 煤矸石填筑路基技术要求 项目 指标 最大粒径 96区≤100 mm，94区≤压实厚度的2/3 上路床 ≥8 下路床 ≥5 上路堤 ≥4 下路堤 ≥3 CBR(％) 6 单轴抗压强度(MPa) ≥15 压碎值(％) ≤30 塑性指数 ≤26 烧失量(％) ≤20为宜，＜15时最佳 自由膨胀率(％) ≤40 耐崩解性指数(％) ≤30 煤矸石填筑路基施工方法 6.1 煤矸石路基施工主要流程 下承层验收→测量放样→包边土第一层施工→包边土第二层培土→煤矸石装运、网格布料→重型推 土机推平→拣出开采杂物和超粒径材料→压路机初压→平地机整平→压路机碾压→排水盲沟施工→检 查验收。 6.2 施工前准备 6.2.1 组织机构、各种体系的建立和人员进场报验 建立施工组织机构和以项目经理为质量第一责任人的质量保证体系、安全管理体系和环境保证体 系，管理人员、技术人员、生产工人和辅助工人均已进场，并进行进场人员报验，监理工程师批准。 6.2.2 机械设备进场报验 主要工程机械进场报验，所有进场设备状态完好，并报监理工程师批准。 4 DB13/ T 1382—2011 6.2.3 施工测量 全线导线点和水准点的复测成果监理工程师已经批复。试验段原地面高程已进行复测，绘制路基横 断面图，计算路基填土数量，并上报监理工程师。现场测量放样已完毕，并经复核满足技术规范要求。 6.2.4 煤矸石场调查 对煤矸石储存场进行调查，确定煤矸石数量能否满足本标段路基填方数量要求。 6.2.5 工地试验 6.2.5.1 按照招（投）标文件、监理工程师、业主要求，建立满足现场施工质量控制和试验所需的试 验仪器相配套的工地试验系统,工地试验室的仪器、器具能保证在工程进行期间正常使用。 6.2.5.2 材料试验：标段试验室应完成煤矸石的土样击实、筛分、最佳含水量、最大干容重、CBR 和 自由膨胀率等特性检测，各项试验指标均符合施工要求，试验检测结果应报监理工程师复核批准。 6.2.5.3 标准击实试验 6.2.5.3.1 对