DB13 T 5054-2019 高速公路煤矸石填筑路基施工技术规程.pdf
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1、ICS 93.080 R 18 DB13 河北省 地方标准 DB 13/T 5054 2019 高速公路煤矸石填筑路基施工技术规程 2019 - 09 - 23 发布 2019 - 10 - 23 实施 河北省市场监督管理局 发布 DB13/T 50542019 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省交通运输厅提出并归口。 本标准起草单位: 河北省高速公路邢汾管理处 、 长安大学 。 本标准 主要起草人: 郭跃东 、王 选仓、 马泽铭、姜万庆、 王朝辉 、 张洪波 、 贾建彬、 郭海燕、 焦 双健、 张烁、赵鹏、柴亚楠、 丁龙亭、 张春安、王留洋、贾
2、涛 、米建华、曹雪 、占林 。 DB13/T 50542019 1 高速公路煤矸石填筑路基施工技术规程 1 范围 本规程规定了高速公路利用煤矸石填筑路基的材料、煤矸石路基填筑和桥涵台背回填技术、施工 工艺、质量检查与验收等要求。 本规 程 适用于 高速公路路基 ,其它等级公路可参照使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅 注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件 。 JTG D30 公路路基设计规范 JTG E40 公路土工试验规程 JTG E42 公路工程集料试验规程 JTG E51 公
3、 路工程无机结合料稳定材料试验规程 JTG E60 公路路基路面现场测试规程 JTG F10 公路路基施工技术规范 SL 264 水利水电工程岩石试验规程 3 术语和 定义 下列术语和定义适用于本 文件 。 3.1 煤矸石 coal gangue 煤矿生产中的排除废弃物,由各种破碎、风化岩石等混合物组成。 3.2 工后沉降 settlement after construction 工程施工结束至路基沉降稳定后发生的累计沉降。 3.3 烧失量 loss on ignition 煤矸石在燃烧的过程中,结晶化合物释放出结晶水 、 碳酸盐及 硫酸盐发生分解 、 部分有机物杂质 燃烧等导致煤矸石 产生
4、的 质量损失。 3.4 自由膨胀率 free swelling ratio DB13/T 50542019 2 烘干的煤矸石试样在水中膨胀增加的体积与原始体积之比,以百分率表示。 3.5 耐崩解性指数 disintegration index 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。 4 煤矸石 技术指标要求 4.1 物理化学指标要求 4.1.1 自然级配 煤矸石路基填筑 应选用自然级配较好的煤矸石;自然级配差,大颗粒所占比例较大的煤矸石不宜 直接 作为 路基填料, 需 经过破碎处理或掺拌粉 性土改良后使用。 表 1给出推荐的煤矸石填
5、料级配范围。 表 1 煤矸石自然级配范围 筛孔( mm) 150 60 40 20 10 5 2 0.5 0.25 0.075 通过率( %) 100 70 100 65 90 42 67 32 59 25 37 4 17 3 9 2 6 0 2 4.1.2 吸水性 煤矸石 材料在水中能吸收水分的性质 ,以吸水率表示。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,煤矸石 吸水后体积 易 发生膨胀,不宜作为路基填料。 4.1.3 风化性 煤矸石在外界环境作用下 出现破碎、疏松及 矿物成分 次生变化的 性质,以 风化程度 表征, 分 为 未 风化、微风化、中
6、等风化 和 强风化 四 级。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 。 4.1.4 自燃性 自燃过的煤矸石多呈红色,其路用性能相对稳定,使用时宜优先选择。对黑色煤矸石应重点考察 烧失量。 4.2 力学指标 要求 4.2.1 煤矸石 路基填筑 时 必须具有 良 好的 承载力及 较 高的稳定性, 应使用 硬质煤矸石,严禁使用泥结 煤矸石。 4.2.2 煤矸石路基施工 中,应采用 压碎值、单轴抗压强度、 CBR 值力学指标 控制原材料质量。 4.2.3 高速公路煤矸石路基填料压碎值 不应大于 30 %;石料单轴抗压强度不应小
7、于 15 MPa。 4.2.4 路床煤矸石 CBR 值及压实度应满足表 2 的要求。 DB13/T 50542019 3 表 2 路床 煤矸石 最小强度和压实度要求 项目分类 路面底面以下深度( m) 填料 CBR 值 ( %) 压实度( %) 填方路基 0 0.3 8 96 0.3 0.8(轻、 中及重交通 ) 5 96 0.3 1.2(特重 、极重交通 ) 5 96 4.2.5 路堤 煤矸石 CBR 值及压实度应满足表 3 的要求。 表 3 路堤 煤矸石 最小强度和压实度要求 项目分类 路面底面以下深度( m) 填料 CBR 值 ( %) 压实度( %) 上路堤 0.8 1.5(轻、 中及
8、重交通 ) 4 94 1.2 1.9(特重 、极重交通 ) 4 94 下路堤 1.5(轻、 中及重交通 ) 3 93 1.9(特重 、极重交通 ) 3 93 4.3 相关参数 4.3.1 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。 4.3.2 施工图设计时 应通过室内大型或中型三轴试验确定煤矸石的内摩擦角。 试料最大粒径 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。初步设计稳定性验算时,煤矸石强度参数可根据实际情况 按表 4选取。 表 4 煤矸石 的内摩擦角 压实度( %) 粗料
9、比例( %) 内摩擦角 ( ) 93 30 33.4 40 34.2 50 35.6 60 36.0 注: 表中粗粒含量系剪后粗粒含量 , 粗料粒径范 围为 5 mm 30 mm 的颗粒。 4.3.3 煤矸石路基的回弹模量 宜通过动态三轴压缩试验测试,采用承 载板法测试回弹模量 时 , 应建立 两者的相关换算 关系确定回弹模量。 测试 时 应注意煤矸石中巨粒对回弹模量的影响 。 4.3.4 煤矸石的压缩系数、渗透系数随 煤矸 石粒组成分、级配、压实度 的 不同而变化,宜通过试验确 定。 5 煤矸石技术性能要求 5.1 填料最大粒径 要求 5.1.1 煤矸石填筑路基最大粒径不宜超过 150 mm
10、。 5.1.2 压实度为 96 %范围的 煤矸石路基填筑 时, 最大粒径不得大于 100 mm。 DB13/T 50542019 4 5.1.3 压实度为 94 %、 93 %范围 的煤矸石路基填筑时 , 最大粒径不得大于层厚的 2/3,不宜超过 150 mm。 5.1.4 煤矸石 含水量应控制在最佳含水量 2 %以内 。 5.2 煤矸石路基稳定性要求 5.2.1 具有膨胀性的煤矸石用于路基填筑时, 应严格控制其自由膨胀率 。 5.2.2 有条件掺加粉煤灰时 ,有膨胀性的煤矸石占混合填料的比例不得大于 50 %; 若无条件掺 加 粉 煤灰 , 可 掺加黏 土 , 黏土塑性指数以 7 15 为宜
11、,不 得 含 腐殖质 和杂物 。 路基包边土不得使用膨胀土。 5.2.3 为保证路基填料的稳定性,煤矸石矿物中 SiO2、 Al2O3、 Fe2O3等氧化物总含量 应 大于 70 %;烧 失量不 得大于 20 %, 宜 小于 15 %,且无有害物质 。 5.2.4 煤矸石填料中有机质含量不 得 超过 10 %, 煤矸石 耐 崩解 指数 不得超过 30 %。 5.2.5 未燃煤矸石的热值小于 500 kJ/kg 时,可 直接用于 煤矸石路堤填筑;热值为 500 kJ/kg 1000 kJ/kg 时,应 采用 土与煤矸石分层填筑;热值大于 1000 kJ/kg 时,应慎重使用。 5.2.6 路用煤
12、矸石塑性指数不 应 大于 10。 5.2.7 填筑路基煤矸石技术要求 应满足 表 5 规定。 表 5 填筑路基煤矸石技术要求表 技术要求 路床( 0 m 0.8 m 或 0 m 1.2 m) 路堤( 0.8 m 以下或 1.2 m 以下) 最大粒径 96 区 100 mm 94 区 、 93 区 压实厚度的 2/3,且 150 mm CBR(%) 上路床 8 上路堤 4 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 烧失量 (%) 18, 15 时最佳 20 自由膨胀率 (%) 30 40 耐崩解性指数 (%) 25 30 有机
13、质含量 (%) 8 10 SO3含量(未燃煤矸石)( %) 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 0.8 m,特重、极重交通公路为 1.2 m; 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。 6 煤矸石台背回填技术性能要求 6.1 原材料选取 6.1.1 桥涵台背 回填应选用 内 摩擦角较大,强度较高,透水性良好的材料。 DB13/T 50542019 5 6.1.2 进行台背回填前,需 通过试验 确定煤矸石颗粒 含量 、击实特性、界限含水量、有机质含量、烧 失量、 CBR 等 指标 , 煤矸石
14、各项指标 符合 表 5 规定方可使用。 6.1.3 宜优先选择力学性能稳定、烧失量较小的红色煤矸石进行台背回填。 6.1.4 作台背回填的 煤矸石最大粒径不应超过 100 mm,且 粒径小于 5 mm 的颗粒含量应 在 50 % 70 % 之间。 6.2 台背回填控制指标 6.2.1 台背回填煤矸石压实厚度 不 宜 小于 15 cm, 不宜 大于 20 cm。 6.2.2 台背回填煤 矸石压路机的碾压行进速度不宜过快,一般控制 在 1.2 km/h 2.4 km/h。 6.2.3 为确保台背工后沉降满足沉降控制标准的要求,高速公路台背回填从基础底部起,整个回填区 域压实度不得小于 96 %。
15、6.2.4 回填台背 所用 煤矸石 应严格控制其自由膨胀率和耐崩解性指数,各指标 应 同时 满足表 5 和表 6 的 规定。 表 6 煤矸石台背回填技术指标要求 技术要求 回填高度( 0 2m) 回填高度( 2m) 分层填筑厚度( cm) 15 P5含量( %) 50 70 压实度( %) 96 自由膨胀率 (%) 25 30 耐崩解性指数 (%) 20 25 最大粒径( mm) 100 碾压遍数(次) 8 10 碾压速度( m/min) 20 40 台背工后差异沉降量( cm) 2 注: 所谓 P5含量是指 0 mm 5 mm 粒径范围的细集料占煤矸石 0 mm 40 mm 煤矸石集料的比例
16、。 7 煤矸石 路基施工 7.1 施工主要流程 下承层验收 测量放样 包边土第一层施工 包边土第二层培土 煤矸石装运、网格布料 剔除 杂物和超粒径材料 压路机初压 平地机整平 压路机碾压 排水盲沟施工 检查验收。 7.2 施工前准备 7.2.1 煤矸石路基施工前应进行控制测量、导线与水准点复测、中线与路基放样等 ,每项测量必须满 足规范要求,并进行复核,原始记录应存档。 7.2.2 路基施工前,应按照规定对基底土进行相关试验,并对煤矸石材料的天然含水量、塑性指数、 CBR 值和自由膨胀率等 技术指标 进行检测。 DB13/T 50542019 6 7.2.3 对公路用地范围内原有构造物和路基基
17、底范围内的表层腐殖土、树根、草皮等进行清理,并按 设计要求整平压实。 7.2.4 调查煤矸石储存场,确定煤矸石数量能满足本标段路基填方数量的要求。 7.2.5 煤矸石路基施工 应提前设置临时排水设施,并考虑与永久排水设施相结合, 以保证施工现场处 于良好的排水状态 。 7.2.6 煤矸石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。 7.3 材料选择 7.3.1 填筑路基的煤矸石不得含有树根、生活与建筑垃圾等其他杂质,且应符合本规程中的技术要求。 7.3.2 当煤矸石的含水量高于最佳含水量 2 %以上时应晾晒,低于最佳含水量 2 %以下时应洒水焖料, 将含水量控制在最佳含水
18、量 2 %以内。 7.3.3 应优先选用红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,烧失量偏大, 使用前应严格进行性能检测试验,符合本规程中技术要求方可使用。 7.3.4 路基顶面 80 cm 路床范围内,应采用烧失量低于 8 %且粒径在 100 mm 以下的红色煤矸石填筑 路基。 7.4 路基底面处理 7.4.1 按照公路工程质量检验评定标准 对施工前的路基底面进行检测,各项指标均合格后方可进 行下一步施工。 7.4.2 煤矸石路基施工前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: a) 干燥地段:对于一般干燥和处于排水良好的地段,在煤矸石布料之前,对原地面
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