《公路煤矸石路基设计与施工技术指南》

ICS93.080

P66

团体标准

T/CHTSXXXXX-202X

公路煤矸石路基设计与施工技术指南

Technicalguidefordesignandconstructionofhighwaycoalgangue

subgrade

（征求意见稿）

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国公路学会发布

公路煤矸石路基设计与施工技术指南

1总则

1.0.1为指导公路煤矸石路基填筑的设计、施工及质量控制，满足公路路基稳定性需

求，推动绿色公路建设，提升公路建设品质，制定本指南。

1.0.2本指南适用于新建、改扩建的各等级公路，其它道路可参照使用。

1.0.3在使用中应坚持保护环境、因地制宜、就近取材的原则。

1.0.4结合当地条件，积极稳妥地选用新结构、新材料、新设备和新工艺。

1.0.5公路煤矸石路基设计与施工技术除应符合本指南的规定外，尚应符合有关法律、

法规及国家、行业现行有关标准的规定。

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2术语

2.0.1煤矸石coalgangue

煤层形成过程中与煤伴生或共生的一种含煤量较低的黑灰色岩石，是采煤和洗煤过程中

排放的固体废物，分已燃煤矸石和未燃煤矸石。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）。

2.0.2煤矸石路堤coalgangueembankment

利用煤矸石修筑的路堤。按煤矸石所在部位分为：全煤矸石路堤、包边土煤矸石路堤、

土与煤矸石分层填筑路堤。

2.0.3烧失量lossofignition

将105℃～110℃温度下烘干的材料，在1000℃～1100℃灼烧后失去的重量百分比。

2.0.4煤矸石塑性指数plasticindexofcoalgangue

煤矸石中细粒土（＜0.5mm）的液限和塑限的差值。塑性指数是路用煤矸石分级的首要

指标。

2.0.5煤矸石压碎值crushingvalueofcoalgangue

表征煤矸石材料抵抗压碎的能力，以压碎试验后小于规定粒径的煤矸石质量百分率表示。

2.0.6煤矸石热值calorificvalueofcoalgangue

1g煤矸石完全燃烧释放出的热量。

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3基本规定

3.0.1多次自燃过、经充分氧化与陈化的煤矸石，宜作为路基填料；

3.0.2新开采或未自燃过的煤矸石，应进行多次水洗，热值小于500kJ/kg时，可直

接用于煤矸石路堤填筑；热值为500kJ/kg～1000kJ/kg时，应采用土与煤矸石分层填筑；

热值大于1000kJ/kg时，不得使用.

3.0.3应使用硬质煤矸石，严禁使用泥质煤矸石。

3.0.4未风化和微风化的煤矸石宜作为路基填料；中等风化的煤矸石使用时宜慎重考

虑；严禁使用强风化的煤矸石作路基填料。

3.0.5在低洼、浸水区域不得使用煤矸石填筑路基，防止有害物质析出。

3.0.6煤矸石在装卸、运输、堆放、施工过程中应避免扬尘污染、水环境污染。

3.0.7应加强煤矸石路基后期长期稳定性与环保监测。

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4材料与技术要求

4.1材料指标要求

4.1.1煤矸石吸水率小于2%时，可作回填材料或路基填料；吸水率大于2%时，不宜

作为路基填料。

4.1.2煤矸石矿物中SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物总含量应大于70%。

4.1.3填筑路基的煤矸石具体指标要求应符合表4.1.3规定。

表4.1.3填筑路基的煤矸石具体指标要求

技术要求路床（0~0.8m/1.2m）路堤（0.8m或1.2m以下）

最大粒径96区≤100mm94/93区≤压实厚度2/3

上路床≥8上路堤≥4

CBR（%）

下路床≥5下路堤≥3

单轴抗压强度（MPa）≥20≥15

压碎值（%）≤25≤30

塑性指数≤10≤10

液限（%）<40<40

烧失量（%）≤18，＜15时最佳≤20，＜15时最佳

自由膨胀率（%）≤30≤40

耐崩解性指数（%）≤25≤30

有机质含量（%）≤8≤10

SO3含量（未燃）（%）≤1.0≤1.0

注1：现行《公路路基设计规范》规定，路床厚度在轻、中等及重交通公路为0.8m，特重、极重交通公

路为1.2m；路堤为路床以下的填方部分；

注2：此表适用于高速公路路基，其它等级公路可参照使用。

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4.2技术要求

4.2.1煤矸石使用前，应选择代表性试样进行击实试验，以确定最大干密度与最佳含

水量。煤矸石含水量应控制在最佳含水量±2%以内。

4.2.2具有膨胀性的煤矸石用于路基填筑时，应进行改良处理。掺加粉煤灰时，有膨

胀性的煤矸石占混合填料的比例不得大于50%；掺加粘土时，粘土塑性指数以7～15为宜，

不得含腐殖质和杂物，粘土使用前用0.15mm筛过筛。路基包边土不得使用膨胀土。

4.2.3煤矸石用于路基填筑应符合表4.1.5煤矸石级配范围的要求，或不均匀系数大

于5且曲率系数在1~3之间。不满足要求时，需对煤矸石进行破碎处理，或者掺拌粉性土改

良并采用高能冲击补强压实。

表4.2.3煤矸石级配范围

筛孔（mm）15060402010520.50.250.075

通过率（%）10070~10065~9042~6732~5925~374~173~92~60~2

4.2.4煤矸石的渗透系数、压缩系数随煤矸石的粒组成分、级配、压实度不同而变化，

宜通过试验确定。

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5设计

5.1一般规定

5.1.1应做好煤矸石采出时间、自燃、陈化等调查，明确煤矸石的基本特性。

5.1.2应从地基表层处理、路基填高与坡率、断面型式、包边土设置、煤矸石颗粒组

成与分层填筑厚度、防护工程、排水系统、绿化等方面进行综合设计，以满足路基各项要求。

5.1.2雨季时应避免雨天施工。

5.2地基表层处理

5.2.1应考虑路基干湿状况对煤矸石路基强度和稳定性的影响。

5.2.2应将基底表层碾压密实。在一般土质地段，高速公路基底的压实度（重型）不

应小于90%。路基填土高度小于路面和路床总厚度时，应将地基表层土进行超挖并分层回填

压实，其处理深度不应小于重型汽车荷载作用的工作区深度。

5.3填高与坡率

5.3.1填筑标高应控制在常水位以上。

5.3.2填筑高度不宜大于20m，大于8m时边坡型式宜采用阶梯形。当路基高度小于

8m时，边坡坡率不宜陡于1:1.5；当边坡为阶梯形时，下部路基边坡坡率不宜陡于1:1.75。

5.4断面型式

5.4.1应根据煤矸石性质以及具体应用情况确定合适的路基断面型式。已燃煤矸石和

一级未燃煤矸石宜采用全煤矸石路基，根据具体应用情况合理采用包边土，二级未燃煤矸石

宜采用土和煤矸石分层填筑路基。

5.4.2分层填筑时，每一分层表面应设2~4%横坡，分层高度应为2~3m,层间应采

用石灰改善土或水泥改善土封层。

5.5包边土设置

5.5.1包边土的设置应符合表5.5.1中的规定。

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表5.5.1煤矸石路基包边土设计

煤矸石热值（cal/g）0~300300~500500~1000

0~3———

路基填高（m）3~5——〇

>5—〇△

注：“—”表示可以不设置包边土；“○”表示粒径大于100mm的煤矸石含量超过30%时设置包边土；“△”

表示必须设置包边土。

5.5.2包边土应与煤矸石填筑同步进行，包边土的宽度刷坡后，宜采用3～3.5m。

5.5.3包边土宜采用塑性指数不小于12的粘性土或5～6%灰土，不应使用膨胀土。

5.5.4做好包边土护坡的排水盲沟，底层盲沟标高应避免地表水倒灌。

5.5.5路基底层设置粘土封层，减少对地下水及环境的影响。

5.6颗粒组成与分层填筑厚度

5.6.1煤矸石路基最大粒径和分层填筑厚度应符合表5.6.1的要求。

表5.6.1矸石路基最大粒径和分层填筑厚度要求

路面底层以下压碎值<35%压碎值≥35%

分区

深度（m）分层厚度（mm）最大粒径（mm）分层厚度（mm）最大粒径（mm）

路床0~0.8≤300≤100≤300<100

上路堤0.8~1.5≤400<2/3层厚≤300<层厚

下路堤>1.5≤500<2/3层厚≤400<层厚

5.7强度与稳定性

5.7.1路基煤矸石CBR值及压实度应符合表5.7.1的要求。

表5.7.1煤矸石CBR和压实度要求

项目分类路面底面以下深度（m）填料CBR值（%）压实度（%）

0~0.3≥8≥96

路床0.3~0.8（轻、中及重交通）≥5≥96

0.3~1.2（特重、极重交通）≥5≥96

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0.8~1.5（轻、中及重交通）≥4≥94

上路堤

1.2~1.9（特重、极重交通）≥4≥94

＞1.5（轻、中及重交通）≥3≥93

下路堤

＞1.9（特重、极重交通）≥3≥93

5.7.2初步设计稳定性验算时，应采用室内大型或中型三轴试验，试样最大粒径dmax

与三轴试样直径D之比应小于5，超粒径颗粒应采用“相似级配法”或“等量替代法”予以

剔除。煤矸石强度参数可根据实际情况按表5.7.2选取。

表5.7.2煤矸石强度参数推荐值

压实度（%）粗料比例（%）内摩擦角Φ（°）

3033.4

4034.2

≥93

5035.6

6036.0

注：表中粗粒含量系剪后粗粒含量，粗料粒径范围为5mm~30mm的颗粒。

5.8排水

5.8.1应对包边土设置盲沟，盲沟材料可用砂或碎石予以夯实，盲沟间距一般为20

mm～30m，在路基两侧互相错开设置。

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6施工

6.1一般规定

6.1.1编制施工组织设计，组织人员、设备进场，做好技术交底与培训，制定保通方

案。

6.1.2应避开雨天施工。应设置防排水设施，挖沉淀池，并与自然排水系统相协调.

6.1.3施工过程中要注意防止水土污染和对周围空气的污染。

6.1.4要注意路基底层封层、包边土及顶面封层，同时做好排水盲沟，防止对公路沿

线环境造成淋溶污染。

6.1.5应在冬季来临之前完成煤矸石路基石灰土上封层的施工。

6.1.6应符合一般路基施工原则，必要时可根据试验路段确定施工参数和工艺。

6.2施工准备

6.2.1施工前应进行控制测量、导线复测、水准点复测与加密、中线放样、路基放样

等测量，每项测量必须满足规范要求，必须进行复核，原始记录应存档。

6.2.2施工前，应按照有关规定和要求，对煤矸石材料的天然含水量、塑性指数、筛

分、标准击实、CBR、烧失量和自由膨胀率等指标进行试验。

6.2.3对路基基底按设计要求整平压实。

6.2.4路基地表排水和地下排水的工程质量标准均应满足相关规范的要求。

6.2.5主要工程机械进场报验，配置数量至少应符合每个工作面、每日连续正常施工

要求以及工期要求。

6.3路基底面处理

6.3.1施工前，路基底面检测应按照《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80）有关

规定，各项指标均合格后方可进行下一步施工。

6.3.2应对原地面的地质水文情况进行调查，并针对不同的情况进行处理。

6.3.3在粘土下封层上满铺一层碎石，起横向盲沟排水作用，防止地下水位上升，破

坏煤矸石路基。

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6.4拌和、运输

6.4.1含水率调节宜在堆料场中进行，减少现场洒水；宜将煤矸石的含水率调节在最

佳含水率±1%范围内。

6.4.2当气温达到30℃以上时，应对煤矸石洒水冷却后再进行装运。

6.4.3为防止运输途中扬尘污染，必要时应采取防护措施。

6.5摊铺

6.5.1应采用水平分层填筑法，即按横断面全宽水平分层填筑，同一水平层路基应采

用同一种煤矸石，不得混合填筑；为防止人为离析，应采用卸上推下的摊铺方法。

6.5.2每种煤矸石填筑层压实后的连续厚度不宜小于500mm，分层填筑煤矸石路基的

分层厚度不宜小于300mm。填筑路床顶最后一层时，压实后的厚度应不小于100mm。

6.5.3碾压前应将粒径大于30cm的煤矸石捡出或人工破碎，以确保碾压质量；大颗

粒煤矸石集中的地方，应用细粒料填充处理，以确保压实密实；应严格控制土、煤矸石结合

部位，防止出现不密实现象。

6.5.4若采用石灰稳定煤矸石，拌和时应将混合料焖料约24h，以保证石灰充分吸收

水分后完全消解。

6.5.5填方分几个作业段施工时，接头部位如不能交替填筑，应按1:1坡度分层留台

阶；如能交替填筑，则应分层相互交替搭接，搭接长度不小于2m。

6.5.6压碎值小于35%的煤矸石填筑路堤时，应进行边坡码砌。码砌边坡的石料强度、

尺寸及码砌厚度应符合设计要求。边坡码砌与路基填筑宜基本同步进行。

6.6下封层及包边土施工

6.6.1填筑前地表应填筑500mm粘土封层，按照路基横坡设置路拱。

6.6.2为避免包边土和煤矸石碾压后出现高程差异，一般包边土松铺系数宜大于煤矸

石松铺系数的10%～15%，并采用推土机推平和人工配合整型的措施。

6.6.3先填筑包边土再填筑煤矸石，且包边土应采取分层填筑，并进行预压，使其较

同层煤矸石高出50mm～100mm，之后再与该层煤矸石填料同步压实。

6.6.4煤矸石路基填到需要高度后，路床应采用粘土封顶，在路基两侧加做包坡护肩

土，包边土的塑性指数以不小于15为宜。

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6.7碾压

6.7.1应按“先静后动，先轻后重，先慢后快，先边后中”的原则纵向进退式碾压。

6.7.2应遵循先低后高的原则，直线地段由边坡向路基中心碾压，曲线段由曲线内侧

向外侧碾压。稳压时碾压轮迹横向应相互搭接，纵向后轮必须超过相邻段的接缝。

6.7.3压实遍数应根据材料性质和试验段确定，一般是振动碾压4～6遍，静压2～3

遍，经检测后以达到规定的压实度为标准。

6.7.4横向接头宜重叠0.4~0.5m，纵向相邻两区段宜重叠0.8~1.0m。

6.7.5对路基表面石块聚集造成表面缝隙较大的位置，应采用细粒土和小粒径石料填

充缝隙后进行碾压。

6.7.6路基上封层要有一定的横坡，且应具有良好的排水系统。对于纵坡较小的路段，

应设置2～4%的横坡。

6.7.7压实工艺可按表6.7.7的推荐方案选取。

表6.7.7压实推荐方案

压实机械压实度（%）碾压工艺组合

93/94静压1遍+冲击碾压3遍+强振3遍+静压2遍

压路机

96静压1遍+冲击碾压3遍+强振5遍+静压2遍

强夯机补强压实静压1遍+冲击碾压3遍+强振2遍+强夯3~5击+静压1遍

6.7.8采用强夯工艺路段应符合下列规定。

1.采用点夯与满夯相结合的方式，选定20m×20m的面积区域，通过现场试验确

定具体夯击能、夯击遍数、锤印搭接宽度、夯击形式等参数。

2.填方高度4m范围内可不强夯，小于或等于20m的路堤，可每隔6~8m强夯一

次。

3.填方高度大于6米的路堤宜在分级平台处、路堤顶部设置土工格栅，应保证土工

格栅上覆土层厚度不小于1m，并预留1个雨季或6个月以上的沉降期。

4.填土平面长或宽应大于或等于80m，夯实段内的民房等建筑物应保证有效距离不

小于30m，冲击压实深度4m内无涵洞。

5.强夯最近两击的平均沉降量不应大于5cm，夯坑周围隆起高度应小于10cm。

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6.7.9强夯施工程序应符合以下规定。

1.清理、整平场地，标出第一遍夯点位置、测量场地高程，测量夯前锤顶高程，将

夯锤吊到预定高度，脱钩自由下落进行夯击，测量锤顶高程，按规定夯击次数及控制标准，

完成一个夯点的夯击。

2.重复以上工序，完成第一遍全部夯点的夯击，用推土机将夯坑填平，测量场地高

程，在规定的间隔时间后，按上述程序逐次完成全部夯击遍数。

3.用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。

6.8边坡防护

6.8.1采用包边土的煤矸石路基的边坡防护，与正常路基边坡防护相同，宜采用植物

防护或骨架植物防护。

6.8.2不采用包边土的煤矸石路基，应进行覆土后采用植物防护，覆土厚度10～20cm。

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7质量控制

7.1原材料质量检查

7.1.1煤矸石路基填筑前，应对煤矸石原材料质量进行检查。

7.1.2当使用不同料场或不同颜色的煤矸石填筑路基时，应重新进行检验。

7.2施工中质量控制

7.2.1煤矸石的填筑厚度要严格控制，宜用沉降法、灌砂法或大坑水袋法相结合的方

法，通过铺筑试验路，建立压实度（固体体积率）与施工控制指标（碾压遍数、轮迹及沉降

差）之间的关系，后续同等条件施工可采用施工质量控制指标控制压实质量，或按照采用

26t以上压路机振压两遍沉降差不大于2mm控制。

7.2.2采用孔隙率与压实沉降差或施工参数联合控制，可参考表7.2.2的有关要求。

表7.2.2压实质量控制要求推荐值

最大粒径硬质石料孔隙率中硬石料孔隙率软质石料孔隙率

分区摊铺层厚(mm)

(mm)(%)(%)(%)

上路堤≤450小于层厚2/3≤23≤22≤20

下路堤≤600小于层厚2/3≤25≤24≤22

7.2.3碾压前的含水率可控制在最佳含水率-1～+4％之间。

7.2.4对超出要求粒径的石料进行挑除或破碎。

7.3质量检测

7.3.1对煤矸石路基进行质量检测，应符合表7.3.1的施工质量标准。

表7.3.1路基施工质量标准

序号检査项目规定值或允许偏差检査方法和频率

工艺控制符合试验路段确定的施工工艺施工记录

1

压实质量沉降差≤试验路确定的沉降差每200m每车道检测不少于1个断

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