《油页岩半焦固化黄土公路路基技术指南》

ICS号

CCS号

团体标准

T/CHTSXXXXX-XXXX

代替的团体标准编号

油页岩半焦固化黄土公路路基技术指南

TechnicalGuideforSolidifiedLoessSubgradeof

OilShaleSemiCoke

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国公路学会发布

油页岩半焦固化黄土公路路基技术指南

1总则

1.0.1为规范指导油页岩半焦固化黄土公路路基的设计、施工、质量控制和验收，保证油页岩半焦

固化黄土路基工程安全适用、技术先进、经济合理，制订本指南。

1.0.2本指南适用于各等级公路新建或改（扩）建工程的设计和施工，其他道路可参照执行。

1.0.3油页岩半焦固化黄土公路路基的设计、施工、质量控制和验收除应符合本指南外，尚应符合

有关法律、法规及国家、行业现行有关标准的规定。

1

2术语

2.0.1油页岩半焦oilshalesemicoke

油页岩半焦是指油页岩干馏炼油过程中产生的固体废弃物。

2.0.2活化油页岩半焦activatedoilshalesemicoke

活化油页岩半焦是指经过预处理后具有化学活性的粉体油页岩半焦。

2.0.3油页岩半焦活性指数activityindexofoilshalesemicoke

油页岩半焦活性指数是指掺入指定掺量活化油页岩半焦的测试胶砂试件和同龄期基准水泥胶砂试

件抗压强度的比值。

2.0.4油页岩半焦固化材料solidifyingmaterialofoilshalesemicoke

油页岩半焦固化材料是指以粉体活化油页岩半焦与粉体激发剂复合而成的具有地聚合反应特性的

固化材料。

2.0.5油页岩半焦固化黄土混合料stabilizedloessmixtureofoilshalesemicoke

油页岩半焦固化黄土混合料是指将油页岩半焦固化材料、黄土和拌合用水等按一定比例均匀拌和而

得到的混合材料。

2.0.6油页岩半焦固化黄土路基solidifiedloessroadbedofoilshalesemicoke

油页岩半焦固化黄土路基是指将油页岩半焦固化材料、黄土和拌合用水等按一定比例均匀拌和，并

经摊铺、碾压、养生等工序而建造的公路路基结构。

2.1.7固化土基准试件referencespecimenofsolidifiedloess

固化土基准试件是指将掺入3%基准水泥的黄土混合料通过静压成型的柱状试件，试件高度为

50±0.5mm，试件直径为50±0.5mm。

2.0.8固化土测试试件testspecimenofsolidifiedloess

固化土测试试件是指将掺入指定掺量固化材料的黄土混合料通过静压成型的柱状试件，试件高度为

50±0.5mm，试件直径为50±0.5mm。

2.0.9凝结时间影响系数influencecoefficientofsettingtime

凝结时间影响系数是指将拌合均匀的固化黄土混合料在松散状态静放4h后成型的试件与拌合后立

即成型的试件，在标准养生条件下的7d标准无侧限抗压强度之比。

2

2.0.10凝结时间影响系数比ratioofinfluencecoefficientofsettingtime

凝结时间影响系数比是指固化土待测试件与固化土基准试件凝结时间影响系数的比值。

2.0.11无侧限抗压强度比ratioofunconfinedcompressivestrength

无侧限抗压强度比是指在同养生龄期下，固化土测试试件与固化土基准试件无侧限抗压强度的比值。

2.0.12浸水强度残留比residualratioofunconfinedcompressivestrengthafterimmersion

浸水强度残留比是指在同养生龄期下，浸水无侧限抗压强度与标准无侧限抗压强度的比值。

2.0.13冻融强度残留比residualratioofunconfinedcompressivestrengthafterfreeze-thawcycle

冻融强度残留比是指在同养生龄期下，冻融无侧限抗压强度与标准无侧限抗压强度的比值。

3

3材料

3.1油页岩半焦

3.1.1油页岩半焦是油页岩经干馏提取页岩油后剩余的固体废弃物。

3.1.2油页岩半焦中不得含金属、植物及乱石等杂物。

3.1.3油页岩半焦预处理前应进行有机质含量、硅铝矿物含量、天然含水率等相关试验。

3.2活化油页岩半焦

3.2.1活化油页岩半焦是由油页岩半焦经过预处理后具有化学活性的粉体油页岩半焦，油页岩半焦

的预处理工艺推荐使用热值利用联合机械研磨或煅烧联合机械研磨的工艺方法。

3.2.2油页岩半焦热值利用或煅烧温度宜为450℃~900℃，油页岩半焦研磨细度不应小于200目。

3.2.3活化油页岩半焦的性能指标应符合表3.2.3的有关规定。

表3.2.3活化油页岩半焦的性能指标要求

检测项目单位指标要求试验方法

细度目≥200JTGE51(T0818)

含水量%≤1.0JTGE51(T0801)

烧失量%≤8.0JTGE51(T0817)

3d%≥80

活性指数7d%≥85附录A

28d%≥90

SiO2、Al2O3、Fe2O3

%≥80JTGE51(T0816)

总质量分数

注：活化油页岩半焦是油页岩半焦固化材料的关键基础材料，在合成油页岩半焦固化材料前必须单

独进行活化油页岩半焦的性能测试，各项指标满足要求后方可用于固化材料合成。

3.2.4活化油页岩半焦浸出液中镉、砷、汞、铅、铬、镍、铜、锌等重金属含量最大限值应符合

GB/T25499的有关规定。

3.3油页岩半焦固化材料

4

3.3.1油页岩半焦固化材料是由经预处理的活化油页岩半焦和适当的激发材料混合而成，粉体活化

油页岩半焦应符合表1的有关规定；激发剂宜选择磨细熟石灰、水泥、氢氧化钠、硅酸钠、硫酸钠等材

料中的一种或多种复合而成。

3.3.2油页岩半焦固化材料的外观应疏松、无结块、无肉眼可见杂质，色泽均匀一致。

3.3.3油页岩半焦固化材料的其它技术性能指标应符合表3.4.3的有关规定。

表3.4.3油页岩半焦固化材料的性能指标要求

检测项目单位指标要求试验方法

细度目≥120JTGE51(T0818)

含水量%≤1.0JTGE51(T0801)

凝结时间影响系数比%≥100附录C

无侧限抗压强度比%≥95附录B

注：合成油页岩半焦固化材料可采用活化油页岩半焦（块粒/粉末）和激发剂先预拌再磨细成粉末

的工艺，或采用磨细活化油页岩半焦粉末（≥200目）加磨细激发剂粉末（≥120目）拌合均匀的工艺；

在油页岩半焦固化材料性能评价时，油页岩半焦固化材料指定掺量为5.0%。

3.3.4油页岩半焦固化材料浸出液中镉、砷、汞、铅、铬、镍、铜、锌等重金属含量最大限值应符

合GB/T25499的规定。

3.4拌合用水

3.4.1符合GB5749有关规定的饮用水可直接作为油页岩半焦固化黄土路基填筑材料拌合、养生

用水。

3.4.2非饮用水应进行水质检验，其性能应符合JTG/TF20的有关规定。

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4设计

4.1一般规定

4.1.1油页岩半焦固化黄土路基设计时应结合当地材料特点和设计要求，根据黄土的特性、道路等

级、应用层位以及经济合理的原则，选用适合的激发类型。

4.1.2油页岩半焦固化黄土混合料的最佳含水率及最大干密度应符合JTGE51中T0804的有关规

定。

4.2设计方法

4.2.1油页岩半焦固化黄土混合料设计宜根据不同结构层位、设计强度、压实度要求，确定参考配

合比。公路上路床、下路床及路堤设计中油页岩半焦固化材料推荐掺量及激发剂类型参考表4.2.1执行。

表4.2.1油页岩半焦固化黄土路基参考配合比及要求

结构公路压实度7d无侧限抗压强度固化材料掺量固化材料

层位等级（%）（MPa）（%）激发类型

高速及一级公路≥96≥1.55.0复合激发

上路床

二级公路≥95≥1.25.0单一或复合激发

（0~0.3m）

三级及四级公路≥94≥1.04.0单一或复合激发

高速及一级公路≥96≥1.25.0单一或复合激发

下路床

二级公路≥95≥1.04.5单一或复合激发

（0.3~0.8m）

三级及四级公路≥94≥0.84.0单一或复合激发

高速及一级公路≥94≥0.84.0单一或复合激发

上路堤

二级公路≥94≥0.84.0单一或复合激发

（0.8m~1.5m）

三级及四级公路≥93≥0.84.0单一或复合激发

高速及一级公路≥93≥0.53.0单一或复合激发

下路堤

二级公路≥93≥0.53.0单一或复合激发

（1.5m以下）

三级及四级公路≥93≥0.53.0单一或复合激发

4.2.2油页岩半焦固化黄土混合料配合比设计宜按以下步骤进行。

1在施工现场选取代表性黄土样品，根据固化黄土所处结构层位及荷载等级按照4.2.1选择合理的

参考配合比及油页岩半焦固化材料。

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2对黄土样品、油页岩半焦固化材料进行试验检测，油页岩半焦固化材料应符合表3.4.3的有关规

定。

3以参考配合比给定的掺量为准，按1.0%间隔调整固化材料掺量确定3或5组配合比，其中上路

床和下路床设计时应确定5组配合比，路堤设计时可选择3组配合比。

4通过击实试验确定最佳含水率和最大干密度，通过无侧限抗压强度试验确定满足设计强度要求的

最佳固化材料掺量。

5对试验确定的最佳油页岩半焦固化材料和掺量进行固化土性能验证，各项指标应符合表4.2.2的

有关规定。

表4.2.2油页岩半焦固化黄土路基性能要求

结构公路7d无侧限抗压7d浸水强度残28d浸水强度残7d最小承载比试验

层位等级强度（MPa）留比（%）留比（%）（%）方法

高速及一级

≥1.5≥75≥80≥18

公路

上路床

（路面底层以二级公路≥1.2≥70≥75≥15

下）

0~0.3m三级及四级

≥1.0≥65≥70≥12

公路

高速及一级

≥1.2≥70≥75≥15

公路

下路床

（路面底层以二级公路≥1.0≥65≥70≥12

附录B

下）

0.3~0.8m三级及四级

≥0.8≥60≥65≥10

公路及

高速及一级

≥0.8≥60≥65≥8JTGE40

公路

上路堤

（T0134）

（路面底层以二级公路≥0.8≥60≥65≥8

下）

0.8m-1.5m三级及四级

≥0.8≥60≥65≥8

公路

高速及一级

≥0.6≥50≥55≥5

公路

上路堤

（路面底层以二级公路≥0.6≥50≥55≥5

下）

0.8m-1.5m三级及四级

≥0.6≥50≥55≥5

公路

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5施工

5.1一般规定

5.1.1工业固废类固化材料应附有材料出厂合格证和质量检验报告，现场堆放时应满足厂家对材料

储存条件要求。

5.1.2每一作业单元施工必须在固化黄土混合料凝结时间内完成。土质变化或达到规范要求频率时

应重新进行试验。

5.1.3施工宜在气温较高季节施工，施工期日最低气温应在5℃以上，雨天禁止施工。

5.1.4施工前应先铺筑长度不小于200m的试验路段，确定固化黄土混合料的松铺系数、碾压机具

和碾压遍数等施工技术参数。

5.1.5公路路基施工，可采用路拌法和厂拌法拌合固化黄土混合料。

5.2施工准备

5.2.1施工人员就位，进场材料、机械设备应符合施工技术要求。

5.2.2施工应合理划分作业单元，采用流水作业，每一单元面积宜为1000m2～3000m2。

5.3路拌法施工

5.3.1施工前应检测待固化黄土自然含水量，含水量过高时应提前翻晒使含水量达到设计要求，含

水量过小时应提前1天洒水闷料。

5.3.2施工前应对下承层进行验收，下承层表面应平整、坚实，具有规定的路拱，其平整度和压实

度应符合JTG/TF20的有关规定。

5.3.3在下承层上测量放线，布设中线与边线，设置标桩并标出填筑高程，松铺厚度应根据压实厚

度乘以松铺系数确定。

5.3.4摊铺作业时，应采用平地机或推土机摊铺，平地机整平，并应达到预定松铺厚度和宽度。

5.3.5摊铺袋装固化材料时，应按每袋料能够拌和的面积划出方格，在方格内均匀铺满固化材料；

摊铺散装固化材料时，宜采用粉料撒布机，撒布应均匀、不遗漏，中途不得停车。

5.3.6宜使用冷再生设备或路拌机进行现场拌和，拌和次数不宜低于2遍，保证固化材料与土料的

充分混合，混合料颜色应均匀一致，拌和宜深入下层5mm～10mm，层底不得留有未掺拌的“素土夹层”，

每次拌和宽度应重叠30cm～50cm，边缘不得留有素土或未拌和的空白区。

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5.3.7整平时宜先采用压路机稳压1遍，然后采用平地机进行整平。机械整平困难的部位，可采用

人工整平，技术要求应符合JTG/T3610的有关规定；整平过程中随时检查铺筑厚度，应满足固化黄土

混合料标准压实度条件下计算的松铺厚度，在局部低洼处应耙松（深入10cm）补料整平，严禁利用薄

层贴补的办法进行找平。

5.3.8碾压应符合下列规定：

1碾压时结合现场土质、气候采用压路机碾压2～4遍，直线段应由两侧向中心进行碾压，平曲线

段应由内侧向外侧碾压，碾压时前后应重叠半轮宽。

2压路机碾压第1遍和第2遍的碾压速度应为1.5km/h～1.6km/h，后续碾压速度宜为2.0km/h～

2.5km/h。

3施工横接缝处应搭接拌和，搭接部位宜留出8m～10m不进行碾压，后一段施工时再将前一段未

碾压段添加固化材料重新拌和，两段一起碾压。

4固化土上路床碾压完成后，应当保持潮湿状态，进行路床表面处理后再摊铺基层混合料。

5.3.9压路机不得在已完成的或正在碾压的路段上掉头或紧急制动。

5.3.10施工应避免纵向接缝。分两幅施工时，纵缝应垂直相接；前一幅施工时应在靠中央的另一

侧支设模板作支撑，并在铺筑后一幅前拆除；后一幅铺筑时，相接处应人工补充拌和，再一起整形碾压。

5.4厂拌法施工

5.4.1施工准备和测量放线应按本指南第5.3.2～5.3.3条的有关规定执行。

5.4.2黄土拌和前应充分破碎，固化土混合料宜采用强制式搅拌机按照室内试验确定的混合料配合

比进行拌和；拌合过程中应控制好固化材料掺量和混合料含水量，混合料含水量宜大于最佳含水量1~2%。

5.4.3固化土混合料运输过程中应采取封闭措施，运输时间不应超过2h。

5.4.4摊铺应采用摊铺机、平地机进行作业。

5.4.5整平应采用平地机，局部修整时可采用人工整平。

5.4.6碾压、接缝应按本指南第5.3.8～5.3.10条的有关规定执行。

5.5养生

5.5.1碾压完成后应立即进行养生，养生期不得少于7d。

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5.5.2根据现场气候条件养生可采取洒水、薄膜覆盖、土工布覆盖等方式，上路床宜采用土工布覆

盖养生，并洒水湿润；下路床和路堤可直接洒水养生，每次洒水量以表面湿润为宜；洒水频率宜2次/d～

3次/d。

5.5.3养生期间应封闭交通，除洒水车外严禁其他车辆通过，养生期满后方可进行下道工序施工。

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6质量控制

6.1一般规定

6.1.1固化黄土压实层施工质量控制应符合JTGF80/1的有关规定。

6.1.2固化黄土施工过程原材料质量控制应符合本指南第3章的有关规定。

6.2质量管理

6.2.1固化黄土路基施工过程中应现场随时目测混合料拌合均匀性，确保混合料色泽统一、无灰条。

6.2.2固化黄土路基施工过程中应现场抽检固化黄土混合料，抽检频率为每1000m2或每工作班抽检1

组，成型试件进行无侧限抗压强度试验，7d无侧限抗压强度应满足设计要求。

6.2.3施工过程中，每结构层位均应进行压实度检测，检测频率为每1000m2或每工作班抽检不少于2

点。

6.2.4施工过程中，每结构层位均应进行路线中线和宽度检测。

6.3质量检验

6.3.1固化黄土路基施工完成后，应按质量要求进行检验，质量检验标准应符合表6.3.1的规定。

表6.3.1油页岩半焦固化黄土路基质量检验标准

规定值或允许偏差

检测项目检测方法和频率

高速、一级公路二级公路三、四级公路

密度法：每200m每压实层

压实度（%）满足表4.2.1规定满足表4.2.1规定满足表4.2.1规定

测2处

施工完养生7d时钻芯：每200m，

7无侧限强度（MPa）满足表4.2.2规定满足表4.2.2规定满足表4.2.2规定

钻芯1组

采用落锤式弯沉仪：每双车道、每

顶面弯沉值（mm）≤设计值≤设计值≤设计值

1km测40点

全站仪：每200m测2点，弯道加

中线偏位（mm）50100100

HY、YH两点

水准仪：中线位置每20m

纵断高程（mm）+10~-15+10~-20+10~-20

检1点

宽度（mm）≥设计值≥设计值≥设计值每40m检1处

横坡坡度（%）±0.3±0.5±0.5每100m检3处

每200m检2处，每处连续10尺（3m

平整度（mm）≤15≤20≤20

直尺）

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附录A油页岩半焦活性指数试验方法（规范性附录）

A.1原材料

A.1.1基准水泥

符合GB175规定的强度等级为42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，且7d抗压强度35MPa~45MPa，

28d抗压强度50MPa~60MPa，比表面积300m²/kg~400m²/kg，SO3含量（质量分数）2.3%~2.8%，碱含量

（Na2O+0.658K2O）（质量分数）0.5%~0.9%。

A.1.2测试样品

由基准水泥和粉体油页岩半焦粉按质量比2：1混合而成。

A.2试验仪器

A.2.1电子天平

试验电子天平分度值宜不大于0.01g。

A.2.2搅拌机

胶砂的搅拌宜采用行星式水泥胶砂搅拌机，其性能指标应符合GB/T17671的有关规定。

A.3试验方法及计算

A.3.1胶砂配比

测试胶砂和基准胶砂配比如表A.3.1所示。

表A.3.1胶砂配比

基准水泥粉体油页岩ISO标准砂水

胶砂种类

（g）半焦粉（g）（g）（g）

基准胶砂450--1350225

测试胶砂3001501350225

A.3.2胶砂搅拌程序

胶砂搅拌按GB/T17671的有关规定进行。

A.3.3矿渣粉活性指数试验及计算

12

分别测定基准胶砂和测试胶砂的7d、28d抗压强度。

粉体油页岩半焦7d活性指数按式（A.1）计算，计算结果保留至整数：

（）

�7

7�7

式中：�=�×100A.1

—粉体油页岩半焦粉7d活性指数，%；

�7

—基准胶砂试件7d抗压强度，MPa；

��7

—测试胶砂试件7d抗压强度，MPa。

�7

粉体油页岩半焦28d活性指数按式（A.2）式计算，计算结果保留至整数：

（）

�28

28�28

式中：�=�×100%A.2

—粉体油页岩半焦粉28d活性指数，%；

�28

—基准胶砂试件28d抗压强度，MPa；

��28

—测试胶砂试件28d抗压强度，MPa。

�28

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附录B无侧限抗压强度比（规范性附录）

B.1原材料

B.1.1水泥

宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，技术要求应符合JTG/TF20的有关规定。

B.1.2拌和用水

应符合JTG/TF20的有关规定。

B.1.3固化材料

应符合本指南第3.1节的有关规定。

B.1.4其它

测试试件和基准试件的制备应采用同一批次的试验用黄土和水泥。

B.2试验仪器

B.2.1电子天平

试验称量土的电子天平分度值宜不大于1g，称量固化材料的电子天平分度值宜不大于0.01g。

B.2.2搅拌机

固化黄土混合料的搅拌宜采用行星式水泥胶砂搅拌机，其性能指标应符合GB/T17671的有关规定。

B.3基准试件与测试试件的制备方法

B.3.1水泥和固化材料的掺量按外掺法计算，各试件水泥及固化材料掺量应符合表B.1的要求。

表B.1测试试件与基准试件水泥及油页岩半焦固化材料掺量

试件类型水泥（%）固化材料（%）

固化土基准试件3--

固化土测试试件--x

注：x为油页岩半焦固化材料的掺量，通常油页岩半焦固化材料的推荐掺量为5.0%。

B.3.2拌和水的用量应为相应固化黄土混合料的最佳含水率。固化黄土混合料的最佳含水率及最大干

密度应按JTGE51中T0804执行。

14

B.3.3固化黄土混合料的制备一次搅拌量不宜超过2kg。当使用粉体固化材料时，将试验用土、水泥和

固化材料混合均匀后再加水进行搅拌。搅拌时，将各原料投入拌锅中，低速搅拌60s，停拌15s，同时将粘

附于叶片和锅壁上的物料刮入锅中间，接着高速搅拌45s。试件成型时试验室的温度应保持在（20±2）℃，

相对湿度应不低于90%。

B.3.4试件的成型方法应按JTGE51中T0843执行。

B.3.5试件的养生方法应按JTGE51中T0845执行。

B.3.6无侧限抗压强度试验方法应按JTGE51中T0805执行。

B.4计算

无侧限抗压强度计算和结果整理应按JTGE51中T0805执行。无侧限抗压强度比按式（B.1）计算，试

验结果精确至1%。

（）

��

��=×100%B.1

式中：�0

—无侧限抗压强度比，%；

��—固化土测试试件的无侧限抗压强度，MPa；

��—固化土基准试件的无侧限抗压强度，MPa。

�0

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附录C凝结时间影响系数（规范性附录）

C.1试验材料、试验仪器及试件制备

凝结时间影响系数用试验材料、试验仪器及试件制备步骤见附录B.1、B.2和B.3。

C.2试验方法

C.2.1凝结时间影响系数试验方法按以下步骤进行：

1对于同一配比的固化黄土混合料需要制备12个无侧限抗压强度试件，分两组，每组6个；

2固化黄土混合料从加水拌和开始记时，拌和均匀后，立即成型6个无侧限抗压强度试件，剩下的一

半固化黄土混合料密封保存，停放4h后再成型6个无侧限抗压强度试件；

3试件采用标准养生7d，养生龄期最后一天浸于20℃±2℃的水中；

4将上述两组试件按JTGE51中T0805的有关规定进行无侧限抗压强度试验。

C.3计算

C.3.1无侧限抗压强度计算和结果整理应按JTGE51中T0805执行。

C.3.2固化黄土的凝结时间影响系数应按式（C.1），精确至1%。

（）

�4ℎ

�ℎ=×100%C.1

式中：�

—凝结时间影响系数，%；

�ℎ

—固化黄土混合料停放4h后成型试件无侧限抗压强度，MPa；

�4ℎ

—固化黄土混合料立即成型试件无侧限抗压强度，MPa。

�

B.3.3固化黄土凝结时间影响系数比应按式（C.2）计算，精确至