煤矸石路基施工工藝

1、煤矸石路基施工工藝一、煤矸石筑路特性根據(jù)公路路基施工技術(shù)規(guī)范和公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)路基填料的要求，煤矸石要作為路基填料，需滿足以下條件：1、級(jí)配要求路基填筑對(duì)填料級(jí)配要求不是十分嚴(yán)格， 但一定要密實(shí)。 在實(shí)際施工中， 不是所有煤矸石都可以滿足以上要求， 應(yīng)當(dāng)從以下方面進(jìn)行甄選：（ 1）從承載力和穩(wěn)定性上來(lái)講，應(yīng)采用硬質(zhì)煤矸石，禁止使用泥結(jié)煤矸石。我所在的試驗(yàn)小組進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)：鋪筑硬質(zhì)煤矸石，經(jīng)過(guò)灑水碾壓發(fā)現(xiàn)能形成密實(shí)結(jié)構(gòu)； 而使用泥結(jié)煤矸石， 在灑水后其強(qiáng)度會(huì)迅速下降，碾壓過(guò)程中產(chǎn)生粘輪，甚至產(chǎn)生翻漿現(xiàn)象。因此需禁止使用泥結(jié)煤矸石， 否則會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致路基承載力下降， 影響道路使用性能。（ 2）煤

2、矸石是由各種粒徑的顆粒組成，各粒徑所占比例由于各地區(qū)地質(zhì)情況的不同而沒(méi)有固定的比例。 與級(jí)配較差， 特別是大顆粒所占比例較大的煤矸石相比， 選用自然級(jí)配較好的煤矸石經(jīng)過(guò)碾壓后產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)更致密。2、力學(xué)指標(biāo)依據(jù)路基規(guī)范中對(duì)填石路基壓碎值要求，煤研石路基壓碎值宜W30%,石料單軸抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于 15Mpa,加州承載比CBR值和壓實(shí)度要求具體見(jiàn)下表:項(xiàng)目分類路面底面以下深度(m)填料最小強(qiáng)度(CBR)(%)壓實(shí)度(%)高速一級(jí)公路二級(jí)公路三、四級(jí)公路高速一級(jí)公路二級(jí)公路三、四級(jí)公路上路床00.3865區(qū)6>95>94下路床0.30.8545>96>95>94上路堤0

3、.81.5433>94>94>93下路堤1.5以下322>93>92>94注：表列壓實(shí)度系按公路土工試驗(yàn)規(guī)程重型擊實(shí)試驗(yàn)法求得的最大干密度的壓實(shí)度。3、穩(wěn)定性要求(1)煤研石具有潛在的膨脹不穩(wěn)定性，應(yīng)限制應(yīng)其膨脹率。膨 脹率過(guò)大時(shí)，路基會(huì)發(fā)生較大變形，面層會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂。經(jīng)過(guò)查閱相關(guān) 資料，其膨脹率應(yīng)小于40%。當(dāng)膨脹率過(guò)大時(shí)，可考慮摻粘土。(2)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地質(zhì)演變，煤研石中各種化學(xué)物質(zhì)較多，作為 路基填料，應(yīng)確保有利于路基穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)的含量。 主要應(yīng)控制以 下方面：煤研石中氧化硅、氧化鋁、氧化鐵等氧化物總含量要大于80%,氧化物含量較多，其剩余氧化反應(yīng)才不會(huì)

4、對(duì)路基產(chǎn)生較大影響。燒失量不應(yīng)超過(guò)20%。 由于煤矸石含固定碳及揮發(fā)性較高， 易發(fā)生自燃，因此有必要對(duì)燒失量作出規(guī)定。基于此原因，填筑路基煤矸石使用已經(jīng)燃燒過(guò)， 即紅色或黃色煤矸石的效果最佳， 灰褐色煤矸石次之。 路基設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定有機(jī)質(zhì)含量超過(guò)25%的土不得用于路基填筑， 對(duì)于煤矸石， 對(duì)路基穩(wěn)定不利的有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)當(dāng)更嚴(yán)格要求，應(yīng)不超過(guò) 15%。煤矸石中不應(yīng)含有強(qiáng)崩解性的填料。 崩解性太強(qiáng)， 會(huì)對(duì)路基料料間粘結(jié)程度造成破壞。二、煤矸石路基施工工藝煤矸石堆中，粗大顆粒占比例較大，細(xì)料含量較少，所以煤矸石路基的施工可以參照填石路基和施工進(jìn)行。 但因其物理和化學(xué)性質(zhì)畢竟不同于一般石質(zhì)材料， 因此還

5、需采取特殊措施。 主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：1、煤矸石在空氣和水的作用下會(huì)繼續(xù)發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)，可能發(fā)生自燃和性質(zhì)的變化。因此，我認(rèn)為煤矸石路基應(yīng)做到“三封” ，即在煤矸石路基底部用粘土密封， 頂部用灰土密封， 兩側(cè)設(shè)置包邊土以隔絕與外界的聯(lián)系。底部密封方法前文已述，頂部密封為填筑12層二八灰土，兩側(cè)包邊土的密封則下文另有專門論述。2、因煤矸石中大顆粒比例較大，路基成型后其透水性就較大，必要時(shí)需在煤矸石路基底部設(shè)置盲溝等排水設(shè)施。煤研石填筑路基的工藝流程為：基底處理 一包邊土施工一 煤研石儲(chǔ)運(yùn) 一攤鋪 一碾壓 一效果檢測(cè)。在煤研石原材料 合格的情況下，攤鋪厚度、含水量、壓實(shí)度是影響煤研石路基質(zhì)

6、量的 重要因素。1、基底處理應(yīng)按照公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)煤研石施工前的路基進(jìn) 行檢測(cè)，原地面應(yīng)做進(jìn)行清理、整平、壓實(shí)。應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的水文和地質(zhì) 情況進(jìn)行調(diào)查，并視不同情況進(jìn)行以下處理：(1)干燥地段對(duì)于干燥和排水良好的地段，鋪筑前需對(duì)原地面進(jìn)行整平壓實(shí)， 使之達(dá)到規(guī)范要求的壓實(shí)度和平整度。驗(yàn)收合格后，應(yīng)用粘土做20cm 厚的3%的土質(zhì)路拱，以便施工過(guò)程中排除雨水或地表水，并密封地 下水，為煤研石的填筑提供條件。(2)潮濕地段若原地面清理后土壤含水量很大，經(jīng)翻曬后仍然偏大，無(wú)法壓實(shí)， 出生大面積翻漿現(xiàn)象，可取用較大塊的煤研石進(jìn)行處理。 具體情況如 下：在原地面鋪一層厚度30cm左右，料徑在107

7、2cm左右的大塊 煤研石，用大噸位振動(dòng)壓路機(jī)碾壓45遍。如仍不穩(wěn)定，同樣方法再 鋪一至二層即可滿足要求。將潮濕路段犁開(kāi)后加入紅色煤研石后進(jìn)行碾壓，若潮濕層較 厚，則真接挖除換填煤研石按照規(guī)范規(guī)定，處理后的路基應(yīng)滿足下表要求:士跳味實(shí)戰(zhàn)m目1 I思霞梅柞端口lj：£M成無(wú)許曜芋_ML性舊育店司四圖鹿俵Kt裝 91 j 一番力部真也也林公帑二否地 公通用第軍襄卜口可1 , " >%必kfflAE便在13員以力M的之好加界1索位法：害加僧覦壓3L騙OBIM6 口”4制;洌)X 50汨F現(xiàn)也藥沉3Mlim0不人不設(shè)北要京堂J1 3融斷K強(qiáng)（gi¥“"5電-

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9、斌工耳A L2、包邊土施工在煤研石攤鋪前應(yīng)首先攤鋪包邊土。煤研石路基在空氣和水的作 用下，易發(fā)生自燃和質(zhì)的變化，因此其邊坡防護(hù)的要求應(yīng)比填土路基 更加嚴(yán)格。包邊土應(yīng)用易于植被生長(zhǎng)的粘土，以塑性指數(shù)不小于15為宜。包邊土寬度不應(yīng)小于1m,確定攤鋪厚度時(shí)應(yīng)注意粘土與煤研 石不同的虛鋪系數(shù)。3、煤研石儲(chǔ)運(yùn)選用煤矸石除需滿足前文要求的物理、 化學(xué)性能外， 還需注意顆 粒直徑不應(yīng)過(guò)大，盡量提前調(diào)節(jié)好含水量。運(yùn)輸煤矸石時(shí)應(yīng)盡量利用機(jī)械裝車， 大噸位汽車運(yùn)輸， 并采取防止揚(yáng)塵措施，做好環(huán)境保護(hù)。4、煤矸石攤鋪煤矸石應(yīng)按水平分層法填筑， 即按橫斷面全寬水平分層填筑， 攤鋪厚度不應(yīng)超過(guò)35cm。攤鋪過(guò)程中，應(yīng)對(duì)

10、超過(guò) 15cm的大塊煤研石進(jìn)行破碎或移除至路基外。 對(duì)于較大塊煤矸石集中處和與包邊土結(jié)合處，應(yīng)補(bǔ)充細(xì)料填充，確保級(jí)配良好。攤鋪后應(yīng)檢測(cè)煤矸石含水量，若超出最佳含水量±2%的范圍，應(yīng)進(jìn)行晾曬或?yàn)⑺?。灑水量?yīng)按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：M=(W-W0 )<Q/(1+W0)M 所需灑水量( kg)W 最佳含水量W0 天然含水量Q 需灑水煤矸石的質(zhì)量(kg)5、碾壓級(jí)配良好的煤矸石與碎石相似， 其壓實(shí)特性都是由骨料中的細(xì)料和細(xì)集料對(duì)骨料中的空隙填充決定，因此應(yīng)使用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。 通過(guò)振動(dòng)壓路機(jī)的共振碾壓， 可以有效減少煤矸石顆粒中的空隙，增大其密實(shí)度。 煤矸石壓實(shí)的原則 可以參考填土壓

11、實(shí)原則， 即“先靜后動(dòng)，先輕后重，先慢后快，先邊后中，先低后高” 。應(yīng)根據(jù)壓實(shí)度的要求， 先在試驗(yàn)段確定適宜的壓實(shí)機(jī)械噸位和具體碾壓遍數(shù)后再大面積進(jìn)行碾壓作業(yè)。我試驗(yàn)小組總結(jié)的以下數(shù)據(jù)可供參考：靜壓將1臺(tái)30T振動(dòng)壓路機(jī)從路面兩邊往中間靜壓1遍,輪跡與上一次重疊 40cm 以上，速度控制在23km/h。穩(wěn)壓開(kāi)弱振碾壓1 遍，輪跡重疊1/2，速度為34 km/h。強(qiáng)振開(kāi)強(qiáng)振碾壓4 遍，輪跡重疊2/3，速度為34 km/h。消痕和局部處理靜壓多次進(jìn)行消痕，速度為23km/h。對(duì)于局部邊角地帶，應(yīng)人 工配合小型機(jī)械壓實(shí)到要求的壓實(shí)度。6、效果檢測(cè)在煤矸石填筑效果檢測(cè)中， 除一般的標(biāo)高、 寬度、 橫坡

12、等項(xiàng)目外，需特別重視壓實(shí)度和彎沉檢測(cè)。（ 1）壓實(shí)度檢測(cè)煤矸石填筑路基后， 由于較大料徑的矸石被壓碎， 煤矸石基本處于土石混合的狀態(tài)， 因此按一般施工單位的檢測(cè)設(shè)備， 可以用灌砂法和水袋法檢測(cè)。但該法存在代表性較差，數(shù)據(jù)離散性大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力的特點(diǎn)。對(duì)于大面積施工，則需參考填石路基的沉降量法控制壓實(shí)度。相應(yīng)的注意事項(xiàng)如下：灌砂法和水袋法應(yīng)按照公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的頻率進(jìn)行取樣。當(dāng)施工段落短時(shí)，應(yīng)每點(diǎn)都合格，且樣本不少于 6 個(gè)。施工段落長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)求其代表值進(jìn)行評(píng)定。代表值K 的計(jì)算式為：K = k taXS / vn > Ko式中 k 檢驗(yàn)評(píng)定段內(nèi)各測(cè)點(diǎn)壓實(shí)度的平均值；ta- t分布表中隨測(cè)點(diǎn)數(shù)和保證率（或置信度a）而變的系數(shù)；采用的保證率：高速、一級(jí)公路：基層、底基層為99%，路基、路面面層為95%；其他公路：基層、底基層為95%，路基、路面面層為90%；S 檢測(cè)值的標(biāo)準(zhǔn)差；n 檢測(cè)點(diǎn)數(shù)；K0 壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)值。路基、基層和底基層：KAKo,且單點(diǎn)壓實(shí)度Ki全部大于等于規(guī) 定值減2個(gè)百分點(diǎn)時(shí)，評(píng)定路段的壓實(shí)度合格率為 100%;當(dāng)KAKo, 且單點(diǎn)壓實(shí)度全部大于或等于規(guī)定極限值時(shí)， 按測(cè)定值不低于規(guī)定值減2個(gè)百分點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)數(shù)計(jì)算合格率；K<