煤矸石.ppt

公路路基煤矸石填筑主讲人:潘和英煤矸石的技术性能及力学指标公路路基煤矸石填筑煤矸石原材料技术指标 2 煤矸石定义 1煤矸石填筑路基的试验检测 4煤矸石路基技术性能要求 3煤矸石路基施工中注意试验事项 5 一、煤矸石的定义煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是 Al2O3 、 SiO2 ,另外还含有数量不等的 Fe2O3 、CaO 、 MgO 、Na2O 、K2O 、P2O5 、SO3 和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。 2017-4-5 4 、煤矸石填料的物理化学指标要求二、煤矸石原材料技术指标 自然级配自然级配较好的煤矸石适用于路基填方;自然级差, 大颗粒所占比例较大的煤矸石不宜直接用作路基填料但可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料级配范围。表1煤矸石天然级配范围筛孔( mm)150 60 40 20 10 5 2 通过率(%) 100 70~100 65~90 42~67 32~59 25~37 4~17 3~9 2~6 0~2 2017-4-5 5 吸水性结构致密的煤矸石吸水性低,具有较好的透水性, 自身保水性低,可作回填材料或路基填方,能有效防止基床翻浆,这种性质使得煤矸石作为路基填料时不会受到水损害;结构较松散的煤矸石易吸水,吸水后体积发生膨胀,并破碎成较小粉状矸石不宜作为路基填料。 风化性抗压强度高的煤矸石风化较慢,不易自然风化破碎宜作为路基填料;抗压强度低的煤矸石易于风化破碎, 遇水易崩解,不宜作为路基填料。 4/5/2017 2017-4-5 6 自燃性多次自燃过的煤矸石,宜作为路基填料;未自燃或自燃不彻底的煤矸石含固定碳及挥发成分较高,易发生自燃, 不宜作为路基填料。 可压缩性由于煤矸石有一定的大小不等的颗粒级配,适用于使用以振动压路机振压为主,通过共振压实,有效减少煤矸石空隙,增大密实度。 煤矸石变形特性路基的荷载—变形特性对路面结构的整体强度和刚度有很大影响,路面结构的破坏,除路面的自身原因外,主要由路基的过大变形引起的。建议采用抗变形能力强的煤矸石作为路基填料。 4/5/2017 2017-4-5 7 三、煤矸石路基技术性能要求 煤矸石路基级配要求 路基填筑对填料级配要求不是十分严格,但要保证填料密实。 煤矸石填筑路基必须具有好的承载力以及高的稳定性,要求采用硬质煤矸石,即使用存放 5 年以上的煤矸石,严禁使用泥结煤矸石。 采用具有一定厚度和严格级配要求的优质级配碎石作为基层。自然级配较好的煤矸石经过碾压后能形成致密结构,适用于路基填方;碾压要达到要求的密实度;自然级配差、大颗粒所占比例较大的煤矸石不宜直接用作路基填料,但可经过破碎处理或掺拌粉性土改良后使用。 4/5/2017 2017-4-5 8 施工时,要对路基各结构层进行充分压实,严格控制压实度,以保证路基的强度、刚度及平整度。路基压实度为 96%范围的煤矸石最大粒径不宜超过 100 mm ,压实度为 94%范围的煤矸石最大粒径不宜超过 200 mm ,且最大粒径不得大于层厚的 2/3 ;路基含水量控制在最佳含水量±2%。 4/5/2017 2017-4-5 9 煤矸石路基力学指标 煤矸石力学指标主要有压碎值、塑性指数、单轴抗压强度、加州承载比 CBR 。煤矸石的物理化学成分十分复杂,对路基的稳定性存在潜在危害, 在煤矸石路基施工中对原材料外观变化明显的地方,宜通过以上几个重要的试验指标进行质量控制。 煤矸石用作公路路基填料时的压碎值、加州承载比 CBR 及石料单轴抗压强度应符合表 2、表 3及表 4 的要求。 4/5/2017 2017-4-5 10 表 3 煤矸石路床填料最小强度和压实度(%) 注: 1)表列压实度系按《公路土工试验规程》重型击实试验法求得的最大干密度的压实度。 2)当三、四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时,压实度采用二级公路规定值≥ 94 ≥ 95 ≥ 96 345 ~ ≥ 94 ≥ 95 ≥ 96 5680~ 填方路基三、四级公路二级公路高速公路一级公路三、四级公路二级公路高速公路一级公路压实度填料最小强度( CBR ) 路面底面以下深度(m) 项目分类