DB22/T 2062-2014 寒区公路工程煤矸石应用技术指南

ICS93.080.01

P66

备案号：DB22

吉林省地方标准

DB22/T2062—2014

寒区公路工程煤矸石应用技术指南

Guideforapplicationtechnologyofcoalgangueincoldregionroadengineering

2014-05-04发布2014-06-01实施

吉林省质量技术监督局发布

DB22/T2062—2014

目次

前言.................................................................................II

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4煤矸石材料路用分级..................................................................3

5煤矸石路基设计与施工................................................................4

6煤矸石基层设计与施工................................................................9

附录A（规范性附录）煤矸石材料活性试验方法......................................17

附录B（规范性附录）煤矸石材料热值试验方法......................................22

附录C（规范性附录）煤矸石材料导热系数试验方法..................................27

I

DB22/T2062—2014

前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由吉林省交通运输标准化技术委员会提出并归口。

本标准起草单位：吉林省交通科学研究所、长安大学。

本标准主要起草人：时成林、沙爱民、陈东丰、韩继国、谭永波、董书奎、邢进、叶静辉、赵士辉、

韩彤。

II

DB22/T2062—2014

寒区公路工程煤矸石应用技术指南

1范围

本标准规定了煤矸石路基和路面基层的术语和定义、煤矸石材料路用分级、煤矸石路基设计与施工、

煤矸石基层设计与施工等。

本标准适用于寒冷地区采用煤矸石新建或改建的各等级公路的路基和路面基层的设计和施工，其他

地区公路工程可参考使用。

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，仅所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。

GB/T213-2008煤的发热量测定方法

JTGD30-2004公路路基设计规范

JTGE40-2007公路土工试验规程

JTGE42-2005公路工程集料试验规程

JTGF10-2006公路路基施工技术规范

JTGF80/1-2004公路工程质量检验评定标准第一册土建工程

JTGE51-2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程

JTJ034-2000公路路面基层施工技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适于本文件。

3.1

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岩石，是煤炭生产的副产品，是采煤过程中分

离出来的含煤矿石，分已燃煤矸石和未燃煤矸石。

3.2

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。

3.3

填石路堤rock-fillembankment

1

DB22/T2062—2014

用粒径大于40mm、含量超过70%的石料填筑的路堤。部分煤矸石粒径较大，属于填石路堤的范畴，

填筑时宜满足填石路堤的相关要求。

3.4

土石路堤earth-rockembankment

石料含量占总质量30%～70%的土石混合材料修筑的路堤。部分煤矸石路堤属于土石路堤，填筑时宜

满足土石路堤的相关要求。

3.5

煤矸石基层coalganguebase

采用无机结合料与煤矸石材料按照一定比例拌和均匀，经压实和养生后，7d龄期抗压强度满足规

范要求的材料。煤矸石基层包括水泥稳定煤矸石和石灰粉煤灰稳定煤矸石两种。

3.6

水泥稳定煤矸石基层cementstabilizedcoalganguebase

在煤矸石中掺入一定比例的水泥和水（通常为最佳含水率），经拌和、摊铺、压实和养生，做路面

基层。

3.7

石灰粉煤灰稳定煤矸石基层limeandflyashstabilizedcoalganguebase

在煤矸石中掺入一定比例的石灰、粉煤灰和水（通常为最佳含水率），经拌和、摊铺、压实和养生，

做路面基层。

3.8

煤矸石塑性指数coalgangueplasticindex

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。

3.9

CBR（加州承载比）Californiabearingratio

表征路基土、粒料、稳定土强度的一种指标，即标准试件在贯入量为2.5mm时所施加的试验荷载与

标准碎石材料在相同贯入量时所施加的荷载之比值，以百分率表示。在试验时，煤矸石材料的CBR最大

粒径应控制在40mm，CBR值是路基用煤矸石分级的主要指标。

3.10

煤矸石压碎值coalganguecrushedvalue

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。压碎值是

基层用煤矸石分级的主要指标。

3.11

2

DB22/T2062—2014

煤矸石活性coalgangueactivity

参照水泥胶砂强度试验，用普通硅酸盐水泥与固定水灰比、固定级配的煤矸石材料拌和成型试件，

在标准养护3d后的抗压强度作为煤矸石活性。

3.12

导热系数thermalconductivity

在稳定传热条件下，当1m厚的材料两侧表面的温差为1℃时，在1h内，通过1m2面积传递的热量。

3.13

煤矸石热值coalganguecalorificvalue

1g煤矸石完全燃烧释放出的热量。

3.14

烧失量lossonignition

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

4煤矸石材料路用分级

4.1煤矸石材料路用分级指标及性能要求应符合下列规定：

a)采用塑性指数作为路用煤矸石分级的第一指标，路用煤矸石要求塑性指数小于10；

b)煤矸石路基采用94%压实度时的CBR作为分级的第二指标，并用CBR值为45%作为划分一、二

级煤矸石的界限标准；

c)煤矸石路面基层采用压碎值作为分级的第二指标。由于煤矸石细料含有较多的活性成分，对于

压碎值介于30%～42%之间的煤矸石材料，采用煤矸石活性作为分级的第三指标，煤矸石活性

按照附录A中规定的试验方法确定；

d)煤矸石材料的烧失量应小于12%；

e)未燃煤矸石的热值小于500cal/g时，可填筑全煤矸石路堤；热值为500cal/g～1000cal/g

时，应选择土与煤矸石分层填筑路堤；热值大于1000cal/g时，不应使用。煤矸石热值按照

附录B中规定的试验方法确定。

4.2煤矸石材料路用分级标准应符合表1的要求。

表1煤矸石材料路用分级标准

结构层指标一级二级试验方法

塑性指数IpJTGE40-2007

＜10

%T0118

路基

CBRJTGE40-2007

≥45＜45

%T0134

塑性指数IpJTGE40-2007

基层＜10

%T0118

3

DB22/T2062—2014

表1煤矸石材料路用分级标准（续）

结构层指标一级二级试验方法

压碎值JTGE42-2005

≤3030～3535～42

%T0316

基层

活性

—≥11.5＜11.5＞8.5附录A

MPa

注1：一级煤矸石可以应用于高速公路、一级公路以及其他等级的公路，二级煤矸石只能应用于二级及二级以下公

路。用于基层时应结合煤矸石单质材料特性并通过试验确定煤矸石的合理稳定形式，满足强度和耐久性要求

后方可应用。

注2：本分级标准适用于塑性指数小于10的煤矸石；对于塑性指数大于等于10的煤矸石，应根据其特性采取特殊处

理措施后应用。

5煤矸石路基设计与施工

5.1一般规定

5.1.1在煤矸石路基设计之前，应做好全面调查研究，充分收集公路沿线地质、水文、地形、地貌、

气象、地震等设计资料。应对煤矿的岩性、煤质、开采方式、储量、采出时间等进行调查，明确煤矸石

的基本特性。

5.1.2对煤矸石山周边环境进行调查，包括水环境、大气环境，要注意避免其在公路工程建设中产生

污染。

5.1.3已燃煤矸石根据分级指标的不同，可以用于相应等级公路路基的修筑；未燃煤矸石应根据煤矸

石性质以及具体应用情况确定合适的路基断面型式。

5.1.4应考虑路基干湿状况对煤矸石路基强度和稳定性的影响。

5.1.5路基开工前必须建立健全质量、环保、安全管理体系和质量检测体系，并对各类施工人员进行

岗位培训和技术、安全交底。

5.1.6煤矸石在装卸及运输过程中应避免扬尘对空气环境造成污染。

5.2煤矸石路基设计

5.2.1一般要求

5.2.1.1用煤矸石修筑公路路基，应采取相应的技术措施，做好路基断面设计、结构设计和排水设计，

保证煤矸石路基具有足够的强度和稳定性，并具有可铺筑路面的坚实路床。

5.2.1.2煤矸石路基设计应从地基表层处理、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、路基压实质量标准、抗冻性能、防护工程、排水系统、绿化等方面进行综合设计，

以满足路基的各项要求。

5.2.1.3煤矸石路基设计还应符合JTGD30－2004的相关规定。

5.2.2地基表层处理

5.2.2.1稳定斜坡上地基表层的处理，应符合下列要求：

a)地面横坡缓于1:5时，在清除地表草皮、腐殖土后，可直接在天然地面上填筑煤矸石路堤；

4

DB22/T2062—2014

b)地面横坡为1:5～1:2.5时，原地面应挖台阶，台阶宽度不应小于2m。当基岩面上的覆盖层

较薄时，宜先清除覆盖层再挖台阶；当覆盖层较厚且稳定时，可予保留。

5.2.2.2地面横坡陡于1：2.5地段的陡坡路堤，必须检算路堤整体沿基底及基底软弱层滑动的稳定性，

抗滑稳定系数不得小于1.3，否则应采取改善基底条件或设置支挡结构物等防滑措施。

5.2.2.3应将基底表层碾压密实。在一般土质地段，高速公路、一级公路和二级公路基底的压实度（重

型）不应小于90%；三、四级公路不应小于85%。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。

5.2.2.4在稻田、湖塘等地段，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、加筋、外掺无机结合料

等处理措施。当为软土地基时，处理措施应满足现行规范的相关规定。

5.2.3填高与坡率

煤矸石路基填筑高度不宜大于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。

5.2.4断面型式

煤矸石路基的断面型式设计应考虑煤矸石的性质。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。

5.2.5包边土设置

5.2.5.1煤矸石路基包边土的设置宜按照表2中的规定执行。

表2煤矸石路基包边土设计

煤矸石热值

0～300300～500500～1000

cal/g

0～3———

路基填高

3～5——○

m

＞5—○△

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。

5.2.5.2包边土的宽度刷坡后，高等级公路宜采用3m～3.5m，二级及二级以下公路宜采用0.5m～

1.5m。

5.2.5.3包边土宜采用塑性指数不小于12的黏性土。

5.2.5.4包边土应与煤矸石填筑同步进行，包边土护坡铺筑宽度应保证削坡后的净宽满足设计要求，

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。

5.2.5.5煤矸石路基底层设置粘土封层，减少对地下水及环境的影响。

5.2.6煤矸石颗粒组成与分层填筑厚度

5.2.6.1煤矸石应具有良好的颗粒组成，天然级配的煤矸石经碾压后能达到良好的压实效果。不同强

度的煤矸石材料，应按照压碎值的大小分别采用不同的最大粒径和分层填筑厚度。煤矸石路基最大粒径

和分层填筑厚度应符合表3的要求。

5

DB22/T2062—2014

表3煤矸石路基最大粒径和分层填筑厚度要求

压碎值＜35%压碎值≥35%

路面底面以下深度

分区分层厚度最大粒径分层厚度最大粒径

m

mmmmmmmm

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

5.2.6.2在煤矸石表面填筑土等其他材料时，煤矸石填料顶面应无明显孔隙、空洞。在其他填料填筑

前，煤矸石路床最后一层的铺筑层厚应不大于300mm，粒径应小于100mm。

5.2.7路基压实质量标准

煤矸石路基的压实质量控制标准应符合表4和表5的要求。煤矸石路床的压实质量控制标准采用压实

度作为指标，煤矸石路堤的压实质量控制标准采用孔隙率或单层压实沉降差作为指标，孔隙率的检测应

采用水袋法进行。

表4煤矸石路床压实质量控制标准

压实度

路面底面以下深度

%

m

高速公路、一级公路二级公路三、四级公路

0～0.3≥96≥95≥94

路床

0.3～0.8≥96≥95≥94

表5煤矸石路堤的压实质量控制标准

压碎值＜35%压碎值≥35%

路面底面以下深度

分区孔隙率沉降差孔隙率沉降差

m

%mm%mm

上路堤0.8～1.5≯22≯5≯20≯5

下路堤＞1.5≯24≯5≯22≯5

5.2.8路基抗冻性能

5.2.8.1煤矸石路基应根据现场调查情况，合理选择施工方法，采取有效的抗冻措施。

5.2.8.2路基填挖交界过渡段基底，根据填、挖段不同的冻胀量进行处理，使挖方终点的冻胀量和填

方段的冻胀量基本一致。

5.2.8.3抗冻设计中宜考虑煤矸石材料的隔温性能，煤矸石的导热系数按照附录C中规定的试验方法

确定。

5.2.9沿河路基设计

沿河路基设计应根据具体冲刷情况，设置必要的防护设施。受水浸淹路段的路基边缘标高，应不低

于路基设计洪水频率的水位加雍水高、波浪侵袭高，以及0.5m的安全高度。煤矸石的选用应重点考虑

水稳定性的要求，以适应沿河路基的应用。

5.3煤矸石路基施工

6

DB22/T2062—2014

5.3.1施工准备

5.3.1.1煤矸石路基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。

5.3.1.2填筑路基所选煤矸石应符合本标准提出的分级标准，且不得含有树根、生活与建筑垃圾等其

他杂质。

5.3.1.3路基施工前，应按照有关规定和要求，建立试验室，对基底土进行相关试验，对煤矸石材料

的天然含水量、塑性指数、筛分、标准击实、CBR和自由膨胀率等进行试验。

5.3.1.4对公路用地范围内原有构造物、路基基底范围内的树根、表层腐殖土、表土、草皮等进行清

理，按设计要求整平压实。清出的表层土应充分利用。

5.3.2试验段

5.3.2.1煤矸石路基施工前必须进行试验段的铺筑。选择地质条件、断面形式等具有代表性工程特点

的地段作为试验路段，路段长度不宜小于200m。

5.3.2.2煤矸石路基试验段施工应包括以下内容：

a)煤矸石单质材料试验，如液塑限、CBR等；

b)压实工艺主要参数：机械组合、压实机械规格、松铺厚度、碾压遍数、碾压速度、沉降差、最

佳含水量及碾压时含水量允许偏差等；

c)过程质量控制方法、指标；

d)质量评价指标、标准；

e)优化后的施工组织方案及工艺。

5.3.3煤矸石路基施工控制

5.3.3.1煤矸石路基施工应做好施工期排水规划，临时排水设施应与永久性排水设施综合考虑，并与

工程影响范围内的自然排水系统相协调。

5.3.3.2地基表层处理应符合下列规定：

a)路基填筑煤矸石高度小于路面和路床总厚度时，基底应按设计要求处理；

b)原地面坑、洞、穴等，应在清除沉积物后，用煤矸石材料分层回填，分层压实，压实度符合相

关规定；

c)泉眼或露头地下水，应按设计要求，采取有效导排措施后方可填筑路堤；

d)地基为耕地、松散土、水稻田、湖塘、软土、高液限土等时，应按设计要求进行处理，局部软

弹的部分也应采取有效的处理措施；

e)地下水位较高时，应采用塑性指数小于7的煤矸石；

f)陡坡地段、填挖界面、高填方地基等应设置台阶，台阶应向内侧倾斜，宽度不小于2m，在挖

方一侧，台阶应与每个行车道宽度一致、位置重合；

g)应满足设计承载力的要求；

h)在非岩石地基上填筑煤矸石路堤，应设置过渡层；

i)在陡、斜坡地段，煤矸石路堤靠山一侧应按设计要求做好排水和防渗处理。

5.3.3.3煤矸石路堤填筑应符合下列规定：

a)二级及二级以上公路的煤矸石路堤应分层填筑压实。二级以下砂石路面公路在陡峻山坡地段施

工特别困难时，可采用倾填的方式将煤矸石填筑于路堤下部，但在路床底面以下不小于1m

范围内仍应分层填筑压实；

7

DB22/T2062—2014

b)同一水平层路堤的全宽应采用同一种煤矸石，不得混合填筑。当采用性质不同的煤矸石填料时，

应水平分层、分段填筑，分层压实。每种煤矸石的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；

c)对施工中存在的超粒径煤矸石材料，可采用人工移除或截小的措施，使其满足路基填筑要求；

d)包边土施工：煤矸石路堤包边土的施工，应与煤矸石填筑同步进行。土质护坡铺筑宽度应保证

削坡后的净宽满足设计要求，同时应按设计要求做好土质护坡的排水盲沟，底层盲沟标高应避

免地表水倒灌；

e)施工过程中要保证煤矸石的含水量，保证压实度；同时应加强储料场的煤矸石含水量的调节，

控制运输时煤矸石的含水量，运输途中煤矸石采取覆盖等措施，运输道路做到定时洒水，减少

粉尘对大气的污染；

f)压实机械宜选用自重不小于18t的振动压路机。开始碾压时宜用慢速，最大速度不宜超过4

km/h，先慢后快，由弱振至强振，碾压时应无漏压、无死角，确保碾压均匀；

g)每一填筑层压实后的宽度不得小于设计宽度；

h)在透水性不好的压实层上填筑塑性指数小于