高炉重矿渣路基设计与施工技术规范

1高炉重矿渣路基设计与施工技术规范本文件规定了公路高炉重矿渣路堤设计与施工技术的术语和定义、材料、设备、施工及质量控制与验收的技术要求。本文件适用于各等级公路新建及改扩建工程的高炉重矿渣路堤设计与施工。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。GB15618-2018土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准GB6566-2010建筑材料放射性核素限量GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB27742-2011可免于辐射防护监管的物料中放射性核素活度浓度GB5085.3-2007危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别GB5749-2022生活饮用水卫生标准GB/T14848-2017地下水质量标准JTGD30公路路基设计规范JTGF80/1公路工程质量检验评定标准JTG3450公路路基路面现场测试规程JTG/T3610公路路基施工技术规范JTGB02-2013公路工程抗震规范HJ1157-2021环境γ辐射剂量率测量技术规范HJ61-2021辐射环境监测技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1高炉重矿渣blastfurnaceslag高炉重矿渣，又名热泼渣，是在高炉炼铁过程中，由矿石中的脉石、燃料中的灰分和溶剂（一般是石灰石）中的非挥发组分形成的固体废物经空气自然冷却或经热泼淋水处理后得到的矿渣。3.2高炉重矿渣路堤blastfurnaceslagembankment2全部采用高炉重矿渣填筑的公路路堤。4一般规定4.1高炉重矿渣路堤设计应根据公路的功能和等级，遵循因地制宜、节约土地、保护环境的原则，通过技术经济综合比选，合理确定路堤方案，做好综合设计。4.2用高炉重矿渣修筑公路路堤，应采取相应的技术措施，做好断面设计、结构设计和排水设计，保证高炉重矿渣路堤有足够的强度、稳定性和耐久性，在荷载作用和水温等自然因素的不利影响下，应能满足设计要求，并具有可供铺筑路面的坚实基础。4.3对于软弱地基上的高炉重矿渣路堤，其设计结构形式应与软基处治设计同步进行，并应进行稳定验算和沉降计算。4.4应根据公路等级、场区设计基本地震动峰值加速度、地形地质条件等条件验算高炉重矿渣路堤稳定性，应按JTGB02-2013的有关规定进行设防。4.5高炉重矿渣用于路基填筑时，必须符合国家现行环境保护的有关规定。高炉重矿渣在使用前应进行质量检验，经检验合格后方可使用。4.6高炉重矿渣的选择应先进行料源调查，明确高炉重矿渣等技术参数是否符合技术要求，可否用于路堤填筑。4.7高炉重矿渣填料装卸、运输和堆放，应采取封盖等措施，防止扬尘。4.8高炉重矿渣填筑路堤路段宜采用封闭式路堤结构，边坡需采用黏性土包边防护。4.9高炉重矿渣路堤设计应符合JTG/T3610中工业废渣路堤的相关规定。5材料5.1高炉重矿渣填料粒径符合规范要求，最大粒径应不大于200mm，不应超过松铺厚度的2/3，具有足够强度。5.2高炉重矿渣填料技术要求应符合JTGD30-2015和JTG/T3610中有关路基填料的要求。5.3高炉重矿渣应分解稳定，浸水膨胀率不应大于2%，压蒸粉化率不应大于5%，金属铁含量不应大于2%,游离氧化钙含量应小于3%，应采用堆存一年以上的陈渣。5.4高炉重矿渣填料天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度应同时满足GB6566-2010中C类装饰装修材料指标要求IRa≤l.0和Ir≤2.8，否则不得用于路堤填筑。5.5应对高炉重矿渣填料重金属离子进行检测，重金属离子浸出浓度标准及检测方法如表5.1所示，否则不得用于路堤填筑。表5.1重矿渣重金属离子浸出浓度标准及检测方法序号分析项目标准限值样品前处理检测方法1铅5HJ/T299GB5085.32铍0.023镍54六价铬535汞0.16镉7砷55.6包边材料宜选择黏性土，其质量技术要求应符合JTG/T3610的规定。6高炉重矿渣路堤设计6.1高炉重矿渣路堤设计时，应开展下列试验评价工作：6.1.1进行化学成分和矿物成分分析试验，确定其化学成分、矿物成分、浸出液内有害物质含量、pH值、烧失量等，评价其对水体、土壤等的影响程度。其试验方法应符合现行GB/T15555的有关规定。其中GB8978-1996中规定，PH值允许范围为6～9。6.1.2进行压蒸粉化率和浸水膨胀率测定试验，评价安定性。6.1.3进行击实试验，确定最大干密度和最佳含水率。6.1.4应通过试验，确定内摩擦角ψ、黏聚力c、压缩系数、膨胀系数、回弹模量和CBR值。6.2高炉重矿渣路堤底部应高于地下水位或地表长期积水位0.5m以上,并设置隔离层，隔离层厚度不宜小于0.5m，隔离层填料宜选用塑性指数不小于6，且满足强度要求的黏性土。6.3高炉重矿渣路堤横标高以下20~30cm应设置封顶层，也可与路面结构层相结合，采用石灰土、二灰土、高炉重矿渣细料等材料作封顶层。6.4路堤的边坡和路肩应采取土质护坡保护措施（包边土）。6.4.1土质护坡的坡面防护应符合现行路基设计规范的规定。6.4.2护坡土料宜采用塑性指数不低于6的黏性土。土质护坡厚度应根据道路等级、地理环境、自然条件、土质、施工条件等因素而定，土质护坡水平方向厚度应保证不小于1m。如果护坡土的塑性较低，应适当加宽护坡宽度并采取坡面防护措施，防止地表径流水冲刷坡面。6.4.3高炉重矿渣路堤宜采用封闭式路堤结构，但也应根据施工季节、当地降雨量大小及包边土宽度等决定是否在土质护坡中设置排水盲沟。盲沟断面尺寸宜为40cm×50cm，水平间距10～15m，垂直间距l.0～1.5m，呈梅花形交叉布置。路堤底可适当增加盲沟数量，并应采取措施防止盲沟淤塞。6.5当高炉重矿渣路堤高度超过4m时，可在路堤中部设置土质夹层。6.6高炉重矿渣路堤高度超过5m时，应进行路基稳定性验算。路基稳定性计算方法及其抗滑稳定性系数应符合JTGD30-2015规范第3.6节的有关规定。6.7高炉重矿渣路堤由路堤主体部分（高炉重矿渣）、包边土和封顶层(粘性土或其他材料)、隔离层、排水系统等部分组成。高炉重矿渣路堤（封闭式）结构示意图如图6.1所示，结构示意图如图6.2所示。4图6.1高炉重矿渣路堤（封闭式）结构示意图图6.2高炉重矿渣路堤结构示意图6.8高炉重矿渣路堤边坡率应视路堤高度而定。5m以下的路堤，边坡率应为1:1.5，5m以上的路堤，上部边坡率应为1:1.5，下部边坡率应为1:1.75。如受用地限制,下部可做路肩挡墙,视具体条件可适当减小边坡率。6.9高炉重矿渣路堤的挡墙结构，应按有关规范设计，但应注意，墙体泄水孔进水口处应设置反滤层或反滤包，反滤层材料可采用无砂混凝土、预制无砂混凝土板块、土工织物等；反滤层厚度不应小于5500mm，反滤包尺寸不应小于500mm×500mm×500mm，反滤层和反滤包的顶部和底部应设厚度不小于300mm的黏土隔水层，以防止矿渣淋溶流失。下层泄水孔须高出墙面积水位30cm以上，防止水流倒7高炉重矿渣路堤施工7.1一般规定7.1.1路基施工应保证临时工程满足正常施工需要，做好临时排水设施和永久排水设施的衔接工作。7.1.2高炉重矿渣路基宜进行包边处理，包边的宽度及松铺厚度应根据矿渣的性质及路基填筑高度，经试验确定。为避免雨水通过路床渗入路堤，路床也应进行包边，包边土应与高炉重矿渣同步施工。7.1.3填筑路基前应先清除地表草皮、腐殖土，然后进行地基表层碾压处理，基底压实度不应小于90%。7.1.4对道路局部边角地带,如检查井周围、桥台或挡墙后背、沟槽回填等不能使用压路机碾压的部位，应采用小型手扶或振动压路机、蛙式夯实机进行碾压夯实并达到规定的压实度。7.2施工设备7.2.1施工机械数量应根据工程量、路基宽度、填筑厚度、工期等要求并通过试验段结果进行配置。7.2.2高炉重矿渣路基每个作业面宜配置2台22t以上的光轮振动压路机。7.2.3挖掘机、装载机、运输车辆、平地机、推土机、洒水车及小型压实机具等，数量应与压路机相匹配。7.2.4压路机的自重及激振力应满足压实厚度要求。7.2.522t以上的光轮振动压路机的激振力不应小于390kN。7.3施工准备7.3.1施工前，应恢复路基中线，并根据具体施工段落适当加密中桩。7.3.2施工前，应对路基下承层进行检验处理。7.3.3包边土应根据JTG/T3610规范要求进行自检和监理抽检。7.3.4应按照JTGD30要求对计划采用的路基高炉重矿渣填料进行游离氧化钙含量、浸水膨胀率、压蒸粉化率、金属铁含量、压碎值、坚固性、液塑限等试验。7.3.5施工前应做试验段，确定机械施工参数、施工工艺、碾压遍数、松铺厚度、最佳含水率、包边宽度、边坡防护方案等。建议包边土填筑每层平均松铺厚度宜为30~40cm，高炉重矿渣填筑每层平均松铺厚度宜为25~35cm。7.4布料7.4.1高炉重矿渣路基填筑前，应在填筑范围内先用石灰线标示方格网。7.4.2宜以每个网格一车高炉重矿渣的原则进行卸料作业，根据自卸车的装载量和松铺厚度确定方格网及包边区域的尺寸。7.4.3应根据路基宽度和作业能力计算每天的工程量，进而确定运输车数量。7.4.4自卸车应在方格中部卸料，并用推土机和装载机摊料初平。7.4.5包边土填筑时，应按测量边线每侧超宽30cm进行填筑。7.5整平7.5.1填筑包边土时，先用平地机进行精平，后用压路机静压一遍。7.5.2应用平地机将初平后的高炉重矿渣精平。7.5.3在平整过程中，应及时清除超粒径矿渣，并补填细集料。67.5.4整平时应遵循“先中间，后两边”的原则，在纵向根据设计高程整平，在横向根据设计横坡坡度整平。7.5.5应根据地面标高及填筑高度计算每层控制高度。7.6洒水晾晒7.6.1在进行一遍稳压之后，用水车给包边土和高炉重矿渣全断面洒水，确保包边土和高炉重矿渣润湿、不起尘。7.6.2应结合高炉重矿渣路基填料的失水特性及施工现场状况，控制调整洒水频次和晾晒时间，将高炉重矿渣填料含水率稳定在规定范围之内。7.7碾压7.7.1碾压施工根据试验路段确定的碾压工艺进行，达到规定的压实度。7.7.2碾压时应遵循先慢后快、由路边向路中，低速行驶碾压的原则，避免出现推移、起皮和漏压的现象。7.7.3从起压点开始，碾压遍数以往返一次计为一遍，碾压时轮迹应重叠1/3，碾压速度为2-2.5km/h之间，无漏压、无死角、无明显轮迹现象。7.7.4碾压段落的末端，压路机不得急刹、急停，以防止填料推移，造成接头处表面不平整。7.7.5初压时，宜用22t以上振动压路机静压一遍；复压时，宜用22t以上振动压路机振压6~7遍；终压时，宜用22t以上振动压路机静压一遍。7.7.6压实完成后，按路基设计宽度要求进行边坡整修。高炉重矿渣路堤具体施工工艺流程如图7.1所示。7.1高炉重矿渣路堤施工工艺流程图8质量控制与验收8.1施工质量检查8.1.1应在线外架设水准仪，按照JTG/T3610规定的检验频率确定检测断面。8.1.2每个断面宜布设3~5个观测点并标示观测点位置，测量基底标高，检验路基横坡。8.1.3碾压前使用GPS准确定位观测点位，每个观测点位上埋放一个10cm的钢球，测量填筑前标高与整平后顶标高，验证松铺厚度。8.1.4碾压达到确定的碾压次数后，应再次对观测点进行标高测量，测量压实后顶标高，验证压实厚度。8.1.5应根据压实厚度和松铺厚度，计算、验证松铺系数。8.1.6碾压过程中，应随时对包边土压实度和高炉重矿渣路基沉降差进行检验，以及用灌水法测孔隙率，并将检测结果及时记录整理。8.2施工质量标准高炉重矿渣填料硬度可根据石料的饱和抗压强度指标参照JTG/T3610中岩石分类表（表4-1）进行分类，高炉重矿渣路堤原则上应适用于中硬岩石填石路堤施工质量标准，高炉重矿渣路基压实质量可采用孔隙率与压实沉降差或施工参数联合控制。78.2.1高炉重矿渣路堤压实施工质量标准如表8.1和表8.2所示。表8.1高炉重矿渣路堤施工质量标准检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率高速、一级公路其他公路压实孔隙率满足设计要求密度法：每200m每压实层测1处沉降差≤试验路段确定的沉降差精密水准仪：每50m测1个断面，每个断面测5点表8.2高炉重矿渣压实质量控制标准路基部位路面以下深度(m)摊铺厚度(mm)