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1、浅谈煤矸石在公路路基工程中的应用摘要：从煤矸石的化学成分，物理力学性能，分析用煤矸石填筑公路路基的可行性，描述了煤矸石填筑公路路基的技术要点和施工质量控制，建议在类似工程中推广应用。关键词：煤矸石；路基；施工方法，质量某一级公路，在路基的高填方地段采用煤矸石填筑，不仅质量优良，还对煤矿的固体废弃物进行了综合利用，取得了较好的经济效益和社会效益。 一、煤矸石概述 煤矸石系在采煤过程夹杂的碎石块，在筛选过程中被选出来，其中有可燃性碴石和不可燃性碴石。煤矸石约占原煤产量的10%20%。实际上，煤矸石并非单一的岩石，而是含炭物和岩石的混合物，是一种页质岩。随着堆放时间的延续和煤矸石的自燃等，渣石堆的混
2、合物中有块状、碎粒状和风化的细粒料，主要是红、黄、灰黑等多种颜色。 煤矸石大致可分为三类： 页岩类：如炭质页岩、油页岩和沙质页岩等 泥岩类：如泥岩、炭质泥岩、粉沙质泥岩和泥灰岩等 砂岩类：如泥质粉砂岩、砂岩等， 其中数量最大的是炭质页岩，其次为泥质岩、砂质页岩、少量为泥灰岩。一般页岩类及泥页岩煤矸石均较容易自燃风化。 二、煤矸石材料化学、物理、力学性质 1、化学性质 煤矸石的化学成份随着煤层地质年代的不同而有所波动，但其化学成份主要有SIO2、AI2O3、Fe2O3及少量的CaO、MgO、SO3。氧化硅和氧化铝含量之和在70%以上。煤矸石填筑高等级公路路堤主要考虑其烧失量、颗粒粘聚力与活性有关
3、的成份。完全燃烧的煤矸石其烧失量约10%以下，没有完全燃烧的煤矸石烧失量稍大，应慎重考虑选用。 2、物理性质 煤矸石经过粉碎，通过0.5毫米的筛，按照土的液限、塑限试验法进行可塑性界限试验，塑性指数较低，属低塑性材料。由于煤矸石的毛体积密度较小，以致最大干密度接近或超过土的最大干密度。同时，煤矸石的渗透性能压缩系数及毛细水高度等路用指标均优于土的路用性能。 3、力学性质 经过对煤矸石的反复试验，煤矸石的CBR值与饱水的回弹模量均高于土的相应指标。而非饱水的土的回弹模量又高于煤矸石的相应标，这表明煤矸石的水稳定性较好。煤矸石的抗冻性能在山东省内可不予以考虑。同时煤矸石的摩擦角与压缩性指标均优于土
4、的相应指标。但其粘结力低于土的指标。 通过对煤矸石的化学、物理、力学和水理性质的试验和对填筑高等级公路路堤的应用技术分析，证明自燃的煤矸石填筑高等级公路路堤的各项路用指标均能满足设计要求，而煤矸石的容重较小，相对含水量较低，受季节施工影响较小，便于装运和压实，又可缩短工期。 三、煤矸石填筑路基的技术要点 煤矸石填筑选定在该工程K1+500K4+300段，路基宽度32m，填高68m，附近没有居民区。 1、基底处理 提前对煤矸石路堤段原地区水文及地质情况进行调查，遇地下水位较高，或有软弱地基应按规范进行处理。在煤矸石进料前，应对原地面整平、碾压，并在压实后的原地面上填筑2%3%的土质路拱，以利在施
5、工过程中排除雨水和地表水，为煤矸石路堤的填筑提供便利条件。 2、煤矸石的选料 自然程度越好（烧失量小）的煤矸石所填筑的路堤强度和稳定性能越高，经检测中心试验，选用南屯煤矿的矸石山做填料，该煤矸石的烧失量为7.5%，适宜做路基填料。 3、边坡防护 煤石粘结力较小，遇雨水易导致风化流失，造成环境污染，且其PH值7-8，呈碱性，不易植被。因此，应对路堤两侧采用粘性土护肩，在摊铺煤矸石前，先培好护肩土并进行预压，每层煤矸石与护肩土要同步压实并考虑松铺厚度的不同，以增强路基中矸石和土边坡的整体性。护坡土宽度为垂直边坡方向不小于1.0米，护坡土部分每25米设置横向盲沟一道，断面尺寸为3040150厘米，两
6、侧盲沟交错布置，内填碎石、砂砾或透水性良好的级配材料，予以夯实，以利排水。 4、煤矸石路堤必须采用重型压实标准，使用大吨位振动压路机碾压。最佳含水量一般为815%；最大干容重一般为1.8g/cm32.1g/cm3；松铺系数一般为1.3-1.5之间。 5、每层铺筑的煤矸石应跟踪检测密实度，且必须合格后再进行上一层的铺筑，煤矸石路堤顶层还必须检测弯沉值和回弹模量，其弯沉值应小于设计弯沉值，煤矸石路堤的整体稳定性较好，回弹模量采用4060Mpa。 6、路基顶层的煤矸石平整度若能满足规范要求的路段，可以直接在其上铺筑路面底基层，若平整度达不到规范要求，可填筑不小于30cm厚的封顶上，以改变其平整度。 四、小结 通过公路检测机构对该段煤矸石路基的检测，主要指标均满足公路验收规范要求，本段路基共填筑煤矸石23万m3，即节约了大量土地资源，又变废为宝，减少了环境污染，社会效益和经济效益均十分显著，值得有条件的类似工程推广应用。 参考文献： 1、公路路基施工技术规范。（JTJ033-95）人民交通出版社.2000 2、高速公路土石混填施工技术与检测方法研究。长安大学出版社.2006