ICS93.080DB13R18河北省地方標準DB13/T5054—2019高速公路煤矸石填筑路基施工技術規程河北省市場監督管理局發布DB13/T5054—2019前言本標準按照GB/T1.1-2009給出的規則起草。本標準由河北省交通運輸廳提出并歸口。本標準起草單位：河北省高速公路邢汾管理處、長安大學。本標準主要起草人：郭躍東、王選倉、馬澤銘、姜萬慶、王朝輝、張洪波、賈建彬、郭海燕、焦雙健、張爍、趙鵬、柴亞楠、丁龍亭、張春安、王留洋、賈濤、米建華、曹雪、占林。IDB13/T5054—2019高速公路煤矸石填筑路基施工技術規程1范圍本規程規定了高速公路利用煤矸石填筑路基的材料、煤矸石路基填筑和橋涵臺背回填技術、施工工藝、質量檢查與驗收等要求。本規程適用于高速公路路基，其它等級公路可參照使用。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。JTGD30JTGE40JTGE42JTGE51JTGE60JTGF10SL264公路路基設計規范公路土工試驗規程公路工程集料試驗規程公路工程無機結合料穩定材料試驗規程公路路基路面現場測試規程公路路基施工技術規范水利水電工程巖石試驗規程3下列術語和定義適用于本文件。煤矸石在燃燒的過程中，結晶化合物釋放出結晶水、碳酸鹽及硫酸鹽發生分解、部分有機物雜質1DB13/T5054—2019烘干的煤矸石試樣在水中膨脹增加的體積與原始體積之比，以百分率表示。3.5耐崩解性指數disintegrationindex煤矸石試樣在經過兩次干濕標準循環之后殘留的質量與原質量之比，是評價其抵抗軟化及崩解的能力指標。4煤矸石技術指標要求物理化學指標要求4.14.1.1自然級配煤矸石路基填筑應選用自然級配較好的煤矸石；自然級配差，大顆粒所占比例較大的煤矸石不宜直接作為路基填料，需經過破碎處理或摻拌粉性土改良后使用。表1給出推薦的煤矸石填料級配范圍。表1煤矸石自然級配范圍篩孔（mm）通過率（%）15010060402010520.50.250.07570～10065～9042～6732～5925～374～173～92～60～24.1.2吸水性煤矸石材料在水中能吸收水分的性質，以吸水率表示。煤矸石吸水率小于2%時，可作回填材料或路基填料；吸水率大于2%時，煤矸石吸水后體積易發生膨脹，不宜作為路基填料。煤矸石在外界環境作用下出現破碎、疏松及礦物成分次生變化的性質，以風化程度表征，分為未風化、微風化、中等風化和強風化四級。未風化和微風化的煤矸石宜作為路基填料；中等風化的煤矸石使用時宜慎重考慮；嚴禁使用強風化的煤矸石作路基填料。自燃過的煤矸石多呈紅色，其路用性能相對穩定，使用時宜優先選擇。對黑色煤矸石應重點考察煤矸石路基填筑時必須具有良好的承載力及較高的穩定性，應使用硬質煤矸石，嚴禁使用泥結煤矸石路基施工中，應采用壓碎值、單軸抗壓強度、CBR值力學指標控制原材料質量。高速公路煤矸石路基填料壓碎值不應大于30%；石料單軸抗壓強度不應小于15MPa。路床煤矸石CBR值及壓實度應滿足表2的要求。2DB13/T5054—2019表2路床煤矸石最小強度和壓實度要求項目分類填方路基路面底面以下深度（m）0～0.3填料CBR值（%）壓實度（%）≥968550.3～0.8（輕、中及重交通）0.3～1.2（特重、極重交通）≥96≥964.2.5路堤煤矸石CBR值及壓實度應滿足表3的要求。表3路堤煤矸石最小強度和壓實度要求項目分類路面底面以下深度（m）0.8～1.5（輕、中及重交通）1.2～1.9（特重、極重交通）＞1.5（輕、中及重交通）＞1.9（特重、極重交通）填料CBR值（%）壓實度（%）≥944433上路堤下路堤≥94≥93≥934.3相關參數4.3.14.3.2煤矸石使用前，應選擇代表性試樣進行擊實試驗，以確定最大干密度與最佳含水量。施工圖設計時應通過室內大型或中型三軸試驗確定煤矸石的內摩擦角。試料最大粒徑dmax與三軸試樣直徑D之比應小于5，超粒徑顆粒應采用“相似級配法”或“等量替代法”予以剔除。初步設計穩定性驗算時，煤矸石強度參數可根據實際情況按表4選取。煤矸石路基的回彈模量宜通過動態三軸壓縮試驗測試，采用承載板法測試回彈模量時，應建立煤矸石的壓縮系數、滲透系數隨煤矸石粒組成分、級配、壓實度的不同而變化，宜通過試驗確53DB13/T5054—20195.1.3壓實度為94%、93%范圍的煤矸石路基填筑時，最大粒徑不得大于層厚的2/3，不宜超過150mm。5.1.45.2煤矸石含水量應控制在最佳含水量±2%以內。煤矸石路基穩定性要求5.2.1具有膨脹性的煤矸石用于路基填筑時，應嚴格控制其自由膨脹率。5.2.2有條件摻加粉煤灰時，有膨脹性的煤矸石占混合填料的比例不得大于50%；若無條件摻加粉煤灰，可摻加黏土，黏土塑性指數以7～15為宜，不得含腐殖質和雜物。路基包邊土不得使用膨脹土。5.2.3為保證路基填料的穩定性，煤矸石礦物中SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物總含量應大于70%；燒失量不得大于20%，宜小于15%，且無有害物質。5.2.45.2.5煤矸石填料中有機質含量不得超過10%，煤矸石耐崩解指數不得超過30%。未燃煤矸石的熱值小于500kJ/kg時，可直接用于煤矸石路堤填筑；熱值為500kJ/kg～1000kJ/kg時，應采用土與煤矸石分層填筑；熱值大于1000kJ/kg時，應慎重使用。5.2.65.2.7路用煤矸石塑性指數不應大于10。填筑路基煤矸石技術要求應滿足表5規定。表5填筑路基煤矸石技術要求表技術要求最大粒徑路床（0m～0.8m或0m～1.2m）路堤（0.8m以下或1.2m以下）94區、93區≤壓實厚度的2/3，且≤150mm單軸抗壓強度(MPa)壓碎值(%)≤25注1：現行《公路路基設計規范》規定，路床厚度在輕、中等及重交通公路為0.8m，特重、極重交通公路為1.2m；路堤為路床以下的填方部分；64DB13/T5054—20196.1.2進行臺背回填前，需通過試驗確定煤矸石顆粒含量、擊實特性、界限含水量、有機質含量、燒失量、CBR等指標，煤矸石各項指標符合表5規定方可使用。6.1.3宜優先選擇力學性能穩定、燒失量較小的紅色煤矸石進行臺背回填。6.1.4作臺背回填的煤矸石最大粒徑不應超過100mm，且粒徑小于5mm的顆粒含量應在50%～70%之間。6.2臺背回填控制指標6.2.16.2.26.2.3臺背回填煤矸石壓實厚度不宜小于15cm，不宜大于20cm。臺背回填煤矸石壓路機的碾壓行進速度不宜過快，一般控制在1.2km/h～2.4km/h。為確保臺背工后沉降滿足沉降控制標準的要求，高速公路臺背回填從基礎底部起，整個回填區域壓實度不得小于96%。6.2.4回填臺背所用煤矸石應嚴格控制其自由膨脹率和耐崩解性指數，各指標應同時滿足表5和表6的規定。表6煤矸石臺背回填技術指標要求技術要求回填高度（0～2m）回填高度（>2m）分層填筑厚度（cm）P5含量（%）1550～70≥96壓實度（%）7下承層驗收→測量放樣→包邊土第一層施工→包邊土第二層培土→煤矸石裝運、網格布料→剔除雜物和超粒徑材料→壓路機初壓→平地機整平→壓路機碾壓→排水盲溝施工→檢查驗收。煤矸石路基施工前應進行控制測量、導線與水準點復測、中線與路基放樣等，每項測量必須滿足規范要求，并進行復核，原始記錄應存檔。路基施工前，應按照規定對基底土進行相關試驗，并對煤矸石材料的天然含水量、塑性指數、5DB13/T5054—20197.2.3對公路用地范圍內原有構造物和路基基底范圍內的表層腐殖土、樹根、草皮等進行清理，并按設計要求整平壓實。7.2.47.2.5調查煤矸石儲存場，確定煤矸石數量能滿足本標段路基填方數量的要求。煤矸石路基施工應提前設置臨時排水設施，并考慮與永久排水設施相結合，以保證施工現場處于良好的排水狀態。7.2.6煤矸石路基地表排水和地下排水的工程質量標準均應滿足相關規范的要求。7.3材料選擇7.3.1填筑路基的煤矸石不得含有樹根、生活與建筑垃圾等其他雜質，且應符合本規程中的技術要求。7.3.2當煤矸石的含水量高于最佳含水量2%以上時應晾曬，低于最佳含水量2%以下時應灑水燜料，將含水量控制在最佳含水量±2%以內。7.3.3應優先選用紅色煤矸石作路基材料，其次是灰褐色煤矸石；黑色煤矸石含炭量高，燒失量偏大，使用前應嚴格進行性能檢測試驗，符合本規程中技術要求方可使用。7.3.4路基頂面80cm路床范圍內，應采用燒失量低于8%且粒徑在100mm以下的紅色煤矸石填筑路基。7.4路基底面處理7.4.1按照《公路工程質量檢驗評定標準》對施工前的路基底面進行檢測，各項指標均合格后方可進干燥地段：對于一般干燥和處于排水良好的地段，在煤矸石布料之前，對原地面進行整平碾壓，以達到規范要求的壓實度和平整度；驗收合格后，用粘性土填筑成3%的土質路拱，以便及時排除雨水或地表水，為填筑煤矸石路基提供條件；潮濕地段：若原地表土壤含水量大，且經過翻曬后含水量仍較大時，可取用較大塊的煤矸石對原地面進行處理。具體要求如下：在清理后的原地面虛鋪一層厚度為25cm～40cm，粒徑在15cm～20cm范圍內的大塊煤矸石，然后采用羊足碾或大噸位振動壓路機碾壓4～5遍；目測是否穩定，若不穩定采用同樣方法鋪筑第二層煤矸石。一般情況下，二層25cm～40cm的大塊煤矸石基本能使基底達到穩定狀態。或把潮濕路段犁開后加入紅色煤矸石，然后進行碾壓至穩定狀態。若局部基底軟濕層較厚（40cm以上）時，則應將軟濕土壤挖除后換填粒徑較大的煤矸石。對基底1m內進行含水量檢測，對含水量較大處，在地表進行黏土封層處理。在稻田、湖塘、軟土等地段，應視具體情況采取排水、清淤、晾曬、換填、加筋、外摻無機結合料等處理措施，處理措施應滿足現行規范的相關規定。路基填料應盡量選用堆放時間較長，強風化且大塊不宜過多的煤矸石；若大塊太多，需進行破6DB13/T5054—20197.5.2含水量調節宜在堆料場中進行，減少現場灑水；對過干的煤矸石應在攤鋪前2d～3d在料場進行灑水燜料，盡量將煤矸石的含水量調節在最佳含水范圍內。7.5.37.5.4當氣溫達到30℃以上時，應對煤矸石灑水冷卻后再進行裝運。煤矸石運輸宜采用機械裝車，大噸位自卸汽車拉運。為防止運輸途中揚塵污染，必要時應采取防護措施。7.6拌和、攤鋪7.6.1煤矸石路基填筑應采用水平分層填筑法，即按橫斷面全寬水平分層向上填筑；為防止人為離析還應采用卸上推下的攤鋪方法。7.6.2碾壓前應將粒徑大于15cm的煤矸石撿出或人工破碎，以確保碾壓質量；大顆粒煤矸石集中的地方，應用細粒料填充處理，以確保壓實密實；應嚴格控制土、煤矸石結合部位，防止出現不密實現象。7.6.3若采用石灰穩定煤矸石，拌和時應將混合料燜料約24h，以保證石灰充分吸收水分后完全消解。7.7下封層及包邊土施工7.7.17.7.2一般路段煤矸石填筑前地表應填筑500mm黏土封層，按照路基橫坡設置路拱。包邊土是在煤矸石路基兩側設置的包坡護肩土。包邊材料宜選用易于植被生長的黏土，包邊寬度不小于1.0m，一般宜在1.0m～1.5m之間。為避免包邊土和煤矸石碾壓后出現高程差異，在修筑包邊土時應考慮兩者松鋪厚度的差值，一般包邊土松鋪系數宜大于煤矸石松鋪系數的10%～15%，并采用推土機推平和人工配合整型的措施。施工中一般先填筑包邊土再填筑煤矸石，且包邊土應采取分層填筑，并進行預壓，使其較同層如在雨季施工，應對包邊土及時設置盲溝，盲溝材料可用砂或粒徑5mm～20mm的煤矸石并予以夯實，盲溝間距一般為20mm～30m，在路基兩側互相錯開設置。包邊土與煤矸石接觸面不得有大塊煤矸石，以保證接觸面密實，避免出現空洞和凹槽等現象。包邊土施工應采用挖掘機裝土，自卸汽車運輸。為保證包邊土的壓實厚度，包邊土應分兩層施工，第一層包邊土按煤矸石層厚度的一半進行攤鋪碾壓，碾壓完畢檢驗壓實度合格后進行下一層施工；第二層包邊土與煤矸石同時施工，攤鋪上層包邊土前，根據壓實厚度和每車土的運量確定單位車輛的卸料面積，用白灰線打出包邊土范圍。包邊土施工完成后應立刻進行煤矸石路基的施工，以避免出現積水情況。若遇雨季施工，下雨前應對路基兩側包邊土每隔15m開出水口，排出路基上的水，雨后應立刻鋪筑煤矸石路基，以消除槽包邊土施工及路基填筑過程如下圖1。7DB13/T5054—2019圖1包邊土施工及路基填筑過程示意圖7.8碾壓7.8.1煤矸石路基壓實的原則是：“先靜后動，先輕后重，先慢后快，先邊后中”。7.8.2對人工鋪設的煤矸石宜先用履帶式機具或3t～12t壓路機靜壓1～2遍，再用振動壓路機振碾3～4遍；對機械攤鋪的煤矸石層可直接用20t以上的中型或重型振動壓路機碾壓3～4遍，再以靜力壓路機靜壓1～2遍，碾壓完畢后及時檢查壓實度，符合規定要求后方可繼續填筑上層煤矸石路基。7.8.3碾壓順序應遵循先低后高的原則，直線地段由邊坡向路基中心碾壓，曲線段由曲線內側向外側碾壓。穩壓時碾壓輪跡橫向應相互搭接，縱向后輪必須超過相鄰段的接縫。對路基局部邊角地帶，應采用小型手扶式振動壓路機、蛙式打夯機碾壓或液壓夯夯擊以達到規壓路機的碾壓速度宜為2km/h～4km/h。壓實遍數應根據材料性質的不同來確定，一般是振動碾壓4～6遍，靜壓2～3遍，經檢測后以在雨天來臨前，對煤矸石路基表面易離析的位置，即石塊聚集造成表面縫隙很大的位置，應撒碾壓完畢后路基表面（上封層）要有一定的橫坡，路基橫坡必須按設計要求設置，且應具有良好的排水系統。對于縱坡較小的路段，應要求路基有2%～4%的橫坡，以便路基表面排水。臺背回填煤矸石采用分層填筑、分層壓實的施工方法。分層壓實過程中宜設置2%～4%的橫對臺背回填過程中不易壓實的死角，應采用小型人工夯實機械輔助壓實，增加夯擊次數，確保臺背達到規定壓實度。8DB13/T5054—2019冬季施工時，應避免煤矸石路基發生凍害。應在冬季來臨之前完成上封層的施工，上封層應做到表面平整，無坑洼；對于沒有完成上封層的煤矸石路段，應采取適當的措施來消除導致冬季路基病害的隱患。具體措施如下：a)b)對煤矸石路基表面易離析的位置，必須撒薄層土碾壓，填充縫隙；建議在路基表面全部撒薄層土進行碾壓，填充煤矸石的縫隙，并減少雨水或融化的雪水進入路基；c)冬季來臨之后，建議安排人員對煤矸石進行定期巡查，及時發現路基在冬季可能出現的各種病害，并進行妥善處理。7.10.2壓實度超百壓實度超百時應注意超尺寸顆粒的校正及擊實試驗結果的核查。7.10.3表面松散、不平整路基施工過程中，在煤矸石超粒徑凸出處易出現無法壓實、平整度差的現象；在壓實后的路基表面，還常出現輪跡、松散、坑槽、翻漿等現象。施工中應采取以下有效措施：a)b)c)d)e)選擇超粒徑少、級配較好的矸石山。從煤矸石山裝料開始控制，挖掘機裝料時易選擇超粒徑少且級配較好的煤矸石；填筑下部路堤時，橫坡宜稍大以利于排水；穩壓后應采用細料將表面空隙填實，包邊土應與煤矸石同時碾壓，并達到壓實度要求；注意剔除超粒徑煤矸石塊及開采附屬物，推土機初平、平地機精平過程中發現有超粒徑煤矸石塊，必須予以挖除，集中堆放，清理出場，保證大粒徑煤矸石塊不超過層厚的2/3；煤矸石含水量偏大時，路基會出現“彈簧”現象，應及時翻曬或換填處理。在天氣干燥的情況下，路基表面應注意補水，防止浮土現象的發生；平地機精平時應從路基兩側向中心刮平，避免煤矸石與包邊土結合處骨料集中。采用壓路機先碾壓1～2遍，使表面部分粗顆粒被碾碎后再用平地機精平。8要注意底層封層、包邊土及頂面封層等施工，做好排水盲溝，防止煤矸石中的無機鹽類污染物質，隨淋溶水進入地表水、地下水和土壤，對公路沿線環境造成淋溶污染。路基頂面封層可采用厚度為40cm摻量為8%左右的石灰土或合理級配二灰土，以防止水分進入施工中應在路堤兩側修筑排水溝，挖沉淀池，同時密切注意天氣情況，做好路拱排水橫坡。雨季煤矸石路基滲出的污水應通過排水溝匯入到沉淀池集中處理，若污染物超標，應利用物理和9DB13/T5054—20198.8煤矸石運輸過程中應防止粉塵飛揚，對大氣產生污染。應控制運輸時煤矸石的含水量，并采取覆蓋等防護措施。9質量檢查與驗收原材料質量檢查9.19.1.1煤矸石路基填筑時，應對填筑路基的煤矸石原材料質量進行檢查。9.1.2用于填筑路床的煤矸石，填筑路段長度在10km范圍內，應取樣檢查煤矸石技術指標至少1次；長度在10km～50km范圍內，至少檢查2次；長度在50km以上，至少檢查3次，檢查的煤矸石各項指標均應符合表5規定。9.1.3用于填筑上路堤的煤矸石，應取樣檢查煤矸石技術指標至少1次；用于填筑下路堤的煤矸石，填筑高度不大于10m時，至少檢查1次，填筑高度大于10m時，至少檢查2次，檢查的煤矸石各項指標均應符合表4規定。9.1.4用于臺背回填的煤矸石，路基上部0m～2m范圍內，應取樣檢查煤矸石技術指標至少1次；2m以下深度的煤矸石，每5m填高至少檢查1次，檢測的煤矸石各項指標均應符合表6規定。9.1.5當使用不同料場或不同顏色的煤矸石填筑路基時，應重新進行檢驗。9.1.6本規程規定的檢查頻率適用于高速公路煤矸石路基填筑，其他等級公路可參照使用。9.2驗收檢測項目選擇煤矸石路基驗收檢測項目包括外觀檢測、彎沉檢測以及壓實度檢測等。其中，彎沉的檢驗頻率除考慮路基填筑長度外，還應根據煤矸石的實際用量適當增加檢驗頻率。煤矸石路基碾壓后必須達到表面平整、無輪跡，滿足路基設計的相關要求，同時需對路基寬度、表7施工質量標準竣工驗收項目一覽表+10，