煤矸石在公路基层上的应用技术规范

1煤矸石在公路基层上的应用技术规范本文件规定了公路工程建设中煤矸石路面基层的基本规定、原材料、混合料设计、混合料的施工和质量检查与控制。本文件适用于各等级公路的路面基层和底基层，市政道路可参照执行。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。GB175通用硅酸盐水泥GB6566建筑材料放射性核素限量GB/T29162煤矸石分类GB/T35162道路基层用缓凝硅酸盐水泥GB/T35986煤矸石烧失量的测定CJ/T486土壤固化外加剂JTGD40公路水泥混凝土路面设计规范JTGD50公路沥青路面设计规范JTG3420公路工程水泥及水泥混凝土试验规程JTGE41公路工程岩石试验规程JTGE42公路工程集料试验规程JTGE51公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTGF80/1公路工程质量检验评定标准第一册土建工程JTG/TF20公路路面基层施工技术细则JTG/TF30公路水泥混凝土路面施工技术细则JT/T994公路工程路面基层稳定用水泥JGJ63混凝土用水标准3术语和定义GB/T29162界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1煤矸石gangue在煤矿建井、开拓掘进、采煤和煤炭洗选过程中产生的干基灰分＞50%的岩石。［来源：GB/T29162-2012，3.1］23.2煤矸粗集料ganguecoarseaggregate煤矸石集料中粒径大于4.75mm的颗粒，在混合料中起骨架作用。3.3煤矸石细集料ganguefineaggregate煤矸石集料中粒径小于4.75mm的颗粒，在混合料中起填充作用。3.4塑性指数coalgangueplasticindex煤矸石中0.075mm以下颗粒的液限和塑限的差值。3.5压碎值coalganguecrushedvalue表征煤矸石材料抵抗压碎的能力。3.6热值coalganguecalorificvalue1g煤矸石完全燃烧释放出的热量。3.7烧失量lossonignition在105℃~110℃下烘干的材料，在800℃±10℃下灼烧至质量不变后失去的重量百分比。3.8耐崩解性指数disintegrationindex煤矸石试样在经过两次干湿标准循环之后残留的质量与原质量之比,是评价其抵抗软化及崩解的能力指标。3.9煤矸石基层ganguepavementbasecourse以一定级配的煤矸石作为主要集料，掺入一定量的水泥或其它添加剂，加入适量的水（通常为最佳含水量经拌和、摊铺、碾压及养生后得到的路面结构层位。4基本规定4.1无机结合料稳定煤矸石路面基层的设计和施工应符合国家现行标准JTGD40、JTGD50、JTG/TF20、JTGF80/1的相关规定。4.2确定无机结合料稳定煤矸石集料的最大干密度和最佳含水率时，宜采用振动成型法，也可采用重型击实法。34.3自然级配不良，大粒径颗粒所占比例较大的煤矸石不宜直接作为路基填料，需经过破碎处理后使用。4.4用于高速公路和一级公路的煤矸石粗、细集料宜采用选择性破碎方式进行分选，即利用煤矸石强度差异，提高煤矸石粗、细集料的质量。5原材料5.1一般规定5.1.1在原材料试验评定中，应随机选取具有足够数量的样本进行材料试验。5.1.2煤矸石使用前应崩解稳定或耐崩解性指数不小于60。5.1.3煤矸石的放射性应符合GB6566的规定。5.2煤矸石集料5.2.1煤矸石集料规格煤矸石粗集料的粒径规格应符合表1的规定，煤矸石细集料的粒径规格应符合表2的规定。表1煤矸石粗集料规格要求粒径--------------------------------------表2煤矸石细集料规格要求XGl----XG2-----XG3-----45.2.2煤矸石集料技术要求用于路面基层的煤矸石粗集料技术要求应符合表3的规定，煤矸石细集料技术要求应符合表4的规定，表3煤矸石粗集料技术要求 ———————————— ————表4煤矸石细集料技术要求 —5.2.3煤矸石集料材料的分档与掺配煤矸石集料分档应符合表5的要求，公称最大粒径为19mm、26.5mm和31.5mm的无机结合料稳定煤矸石的备料规格宜符合JTG/TF20的要求。5表5材料分档要求5.3水泥、石灰、添加剂及粉煤灰5.3.1水泥宜选用性能满足JT/T994或GB/T35162的专用水泥，也可选用性能符合GB175的要求，且初凝时间大于4h、终凝时间大于6h，强度等级为32.5或42.5的通用硅酸盐水泥。5.3.2石灰应符合JTG/TF20的要求。5.3.3缓凝剂和早强剂的技术要求应符合现行JTG/TF30的规定。5.3.4在无机结合料稳定煤矸石材料中掺加固化剂时，应对混合料进行试验验证。固化剂性能应满足CJ/T486的要求。5.3.5干排或湿排的硅铝粉煤灰和高钙粉煤灰等均可用作煤矸石基层或底基层的结合料。粉煤灰技术要求应符合JTG/TF20的规定。当用于各等级公路的底基层、二级及二级以下公路的基层的粉煤灰通过率指标不满足要求时，可进行混合料强度验证，如强度指标满足设计要求，则可放宽使用。5.4水5.5.1符合现行国家标准GB5749的饮用水可直接作为基层、底基层材料拌和与养生用水。5.5.2拌和使用的非饮用水应进行水质检验，技术要求应符合JGJ63的规定。5.5.3养生用水可不检验不溶物含量，其他指标应符合JGJ63规定。6煤矸石基层混合料设计6.1一般要求6.1.1煤矸石混合料的组成设计应按照JTG/TF20《公路路面基层施工技术细则》执行。6.1.2在施工过程中，煤矸石集料品质或规格发生变化、结合料品种及复掺比例发生变化时，应重新进行混合料组成设计。6.1.3水泥稳定、水泥粉煤灰稳定煤矸石集料设计参数龄期宜为90d，石灰稳定、石灰粉煤灰稳定煤矸石集料设计参数龄期宜为180d。6.1.4条件允许时，煤矸石混合料宜开展抗冲刷、温度收缩以及干缩性能测试。66.1.5寒冷地区高速公路或一级公路的石灰粉煤灰稳定煤矸石基层，应按照JTGE51中T0858的有关规定进行材料抗冻性能检验。6.2煤矸石基层强度要求6.2.1高速公路、一级公路初步设计阶段以及二级及二级以下公路无机结合料稳定煤矸石集料基层的弯拉强度和弹性模量取值可参照表6，宜可按照当地已有经验确定。表6无机结合料稳定煤矸石集料弯拉强度和弹性模量单位：MPa材料弯拉强度弹性模量试验方法水泥稳定煤矸石集料1.5~2.018000~28000JTGE51T0851水泥粉煤灰稳定煤矸石集料1.5~2.018000~28000JTGE51T0851石灰粉煤灰稳定煤矸石集料0.9~1.514000~20000JTGE51T0851注：结合料用量高，煤矸石性能好，级配好或压实度大时取高值，反之取低值。6.2.2煤矸石基层混合料应采用7d龄期的无侧限抗压强度作为无机结合料稳定材料施工质量控制的主要指标。6.2.3水泥稳定煤矸石基层的7d龄期的无侧限抗压强度标准Rd应符合表7的规定。表7水泥稳定煤矸石7d龄期的无侧限抗压强度标准Rd（MPa）结构层公路等级极重、特重交通重交通中、轻交通基层高速公路和一级公路5.0～7.04.0～6.03.0～5.0二级及二级以下公路4.0～6.03.0～5.02.0～4.0底基层高速公路和一级公路3.0～5.02.5～4.52.0～4.0二级及二级以下公路2.5～4.52.0～4.01.0～3.0注：1公路等级高或交通荷载等级高或结构安全性要求高时，2表中强度标准指的是7d龄期无侧限抗压强度6.2.4水泥粉煤灰稳定煤矸石的7d龄期无侧限抗压强度代表值Rd应符合表8的规定。表8水泥粉煤灰稳定材料的7d龄期无侧限抗压强度标准Rd（MPa）结构层公路等级极重、特重交通重交通中、轻交通基层高速公路和一级公路4.0～5.03.5～4.53.0～4.0二级及二级以下公路3.5～4.53.0～4.02.5～3.5底基层高速公路和一级公路2.5～3.52.0～3.01.5～2.5二级及二级以下公路2.0～3.01.5～2.51.0～2.07注：1采用振动成型法时宜提高1.0~2.6.2.5石灰粉煤灰稳定煤矸石的7d龄期无侧限抗压强度标准Rd应符合表9的规定。表9石灰粉煤灰稳定材料的7d龄期无侧限抗压强度标准Rd（MPa）结构层公路等级极重、特重交通重交通中、轻交通基层高速公路和一级公路≥1.1≥1.0≥0.9二级及二级以下公路≥0.9≥0.8≥0.7底基层高速公路和一级公路≥0.8≥0.7≥0.6二级及二级以下公路≥0.7≥0.6≥0.5注：石灰粉煤灰稳定煤矸石强度不满足表10的要求时，可外加混合料质量6.2.6当水泥稳定基层强度要求较高时，宜采取控制煤矸石等技术指标、优化级配设计或采取掺配一定量粒径较大的普通碎石（如粒径为20~30mm或20~25mm或15~25mm）等措施，不宜单纯通过增加水泥剂量来提高材料强度。6.3煤矸石基层强度试验及要求6.3.1煤矸石基层混合料强度试验应按JTG/TF20《公路路面基层施工技术细则》进行。6.3.2煤矸石强度试验应按现场压实度标准采用静压法成型试件。6.3.3煤矸石强度试验试件的径高比为1:1，试件直径宜为150mm。6.3.4强度试验时，平行试验的最少试件数量应符合表10的规定。试验结果的变异系数大于表中规定值时，应重做试验或增加试件数量。表10平行试验的最少试件数量材料类型变异系数要求＜10%10%～15%15%～20%中粒材料a69粗粒材料b—96.4煤矸石集料混合料配合比设计6.4.1煤矸石集料混合料配合比设计应参照JTG/TF20进行，煤矸石集料混合料组成设计应包括原材料检验、目标配合比、生产配合比设计和施工参数确定四部分，具体流程见图1。8确定技术标准煤矸石集料特点确定稳定材料生产配合比设计原材料检验施工参数确定→目标配合比设计→生产配合比设计原材料检验施工参数确定 确定结合料剂量结合料检验被稳定材料检验 级配优化或掺配碎石结合料检验被稳定材料检验确定合理含水率其他材料检验其他材料检验 确定最大干密度图1煤矸石集料混合料设计流程6.4.2当煤矸石集料与天然集料掺配使用时，在目标配合比设计过程中，应根据煤矸石集料与天然集料的密度差别，采用等体积原则进行质量换算。6.4.3水泥稳定煤矸石集料基层的级配范围及应用部位宜符合JTG/TF20中4.5.4条的推荐级配范围。6.4.4煤矸石基层混合料宜掺加粉煤灰，掺加粉煤灰的水泥稳定煤矸石集料基层的级配范围及应用部位宜符合JTG/TF20中4.5.7条的推荐级配范围。6.4.5石灰粉煤灰稳定煤矸石集料基层的级配范围及应用部位宜符合JTG/TF20中4.5.6条的推荐级配范围。6.4.6煤矸石集料基层混合料的目标配合比和生产配合比技术要求按JTG/TF20执行。7煤矸石集料基层混合料的施工7.1混合料的生产与运输7.1.1煤矸石混合料宜在中心站用厂拌设备进行集中拌和，对于高速公路和一级公路，应采用具有高频振动的均化效果好的专用稳定土集中厂拌机械拌制混合料。集中拌和时，应符合下列要求：1）配料应准确，拌和应均匀；2）含水量宜略大于最佳值，使混合料运到现场摊铺后碾压时的含水量不小于最佳值；3）不同粒级的粗、细集料应隔离，分别堆放。7.1.2采用连接式的稳定土厂拌设备拌和时，应保证煤矸石集料的最大粒径和级配符合要求。97.1.3在正式拌制混合料之前，必须先调试所用的设备，使混合料的颗粒组成和含水量都达到规定的要求。当煤矸石集料的颗粒组成发生变化时，应重新调试设备。7.1.4在雨季施工时，应采取措施，保护集料，特别是细集料应有覆盖，防止雨淋。7.1.5应根据集料和混合料含水量的大小，及时调整加水量。7.1.6应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。车上的混合料应覆盖，减少水分损失。7.2混合料的摊铺与碾压7.2.1煤矸石集料混合料的摊铺与碾压应符合现行行业标准JTG/TF20的相关规定。7.2.2煤矸石集料混合料碾压成型厚度宜为150mm~200mm，当厚度大于200mm时，应通过试验段验证，保证压实质量。7.2.3煤矸石集料混合料碾压结束前，如有局部晒干或风干迹象而影响压实时，应及时采用喷雾形式补7.2.4压实度检测后的坑洞应立即采用同材料分层回填并夯实，或采用流动性强的水泥混凝土可填。7.2.5接缝设置应符合现行行业标准TG/TF20的相关规定。7.3养生7.3.1煤矸石混合料基层不宜采用直接洒水养生方式，宜在摊铺、碾压完成后采用适量洒水及时覆盖的方式进行养生。覆盖材料可选用节水养生膜、土工布（一布一膜式）或薄膜等。7.3.2采用节水养生膜时，宜采用先洒水润湿基层表面，然后覆盖节水养生膜的方式进行。7.3.3采用薄膜覆盖养生时，薄膜厚度宜不小于1mm。薄膜之间应搭接完整，避免漏缝，局部薄膜破损时，应及时更换。对蒸发量较大的地区或养生时间大于15d的工程，在养生过程中应适当补水；7.3.4采用土工布养生时，宜采用透水式土工布全断面覆盖，也可铺设防水土工布。土工布之间应搭接完整，避免漏缝。每天洒水次数视气候而定，高温期施工宜上、下午宜各洒水1次；7.4交通管制7.4.1交通管制应按现行行业标准JTG/TF20的相关规定；7.4.2养生期间应封闭交通,除洒水车和小型通勤车辆外,其他车辆不得通行,车速应小于40km/h。7.5层间处理7.5.1对于水泥稳定煤矸石混合料层之间，在上层结构施工前，应将下层养生用材料彻底清理干净；应采用人工、小型清扫车及洒水冲刷的方式将下层表面的浮浆清理干净，下承层局部存在松散现象时，也应彻底清理干净；在上层施工前1h～2h，宜撒布水泥或撒铺水泥净浆；7.5.2对于水泥稳定煤矸石混合料基层与沥青面层之间，应在沥青面层施工前1d～2d内清理基层顶面的覆盖物；应采用人工、小型清扫车、空压机及洒水冲刷的方式将下层表面的浮浆清理干净；7.5.3在基层表面干燥的状态下，可撒铺透油层；对极重、特重、交通荷载等级或较薄的沥青面层，基层顶面应采用热撒沥青的方式加强层间结合，相关规定按照JTG/TF20执行。8质量检查与控制8.1一般规定8.1.1基层施工质量标准与控制应按JTG/TF20执行。8.1.2基层施工质量标准与控制应包括原材料检验、施工参数确定、施工过程中的质量检查验收等方面。8.2