煤基工業固廢改良公路黃土路床技術規范甘肅省市場監督管理局發布I前言 12規范性引用文件 13術語和定義 14原材料 25設計 46施工 57質量管理和驗收 6附錄A(規范性)容許延遲時間測定試驗 8附錄B(規范性)水穩定系數試驗 附錄C(規范性)煤基工業固廢改良材料劑量試驗 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由甘肅省交通運輸廳提出并監督實施。本文件由甘肅省交通運輸標準化技術委員會歸口。本文件起草單位：甘肅路橋建設集團有限公司、蘭州大學、甘肅公路交通建設集團有限公司、中國科學院蘭州化學物理研究所、窯街煤電集團有限公司。本文件主要起草人：魏永鋒、竇暉、王娟霞、曹貴、王愛勤、張偉、張興軍、張強強、牟斌、盧曉本文件由甘肅路橋建設集團有限公司負責解釋。甘肅省煤基工業固廢資源存量大、分布廣，且具有潛在的膠凝活性。現有研究和工程應用表明，煤基工業固廢活性激發后可應用于改善黃土性能，從而提升黃土路床承載能力，將其應用于黃土路床改良能實現煤基工業固廢的規模化、資源化利用。為進一步規范甘肅省煤基工業固廢改良黃土路床的原材料、設計、施工、質量管理及驗收的技術要求，基于既有成果和工程實踐編制了《煤基工業固廢改良公路黃土路床技術規范》。本文件是遵循現行《公路路基施工技術規范》(JTG/T3610)、《黃土地區高速公路路基設計規范》 (DB62/T2991)和《公路工程質量檢驗評定標準第一冊土建工程》(JTGF80/1)等規范要求，吸收甘肅省煤基工業固廢改良公路黃土路床有關科技成果和應用實踐經驗，廣泛征求相關單位和專家意見和建議編制而成。1煤基工業固廢改良公路黃土路床技術規范本文件規定了煤基工業固廢改良黃土路床的原材料、設計、施工、質量管理及驗收的要求。本文件適用于各等級公路新建或改(擴)建工程的黃土路床改良。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；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。GB/T176水泥化學分析方法GB/T1345水泥細度檢驗方法篩析法GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB5085.3危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別GB5749生活飲用水衛生標準GB/T50145土的工程分類標準JTG3441公路工程無機結合料穩定材料試驗規程JTG3450公路路基路面現場測試規程JTG/T3610公路路基施工技術規范JTGD30公路路基設計規范JTG/TF20公路路面基層施工技術細則JTGF80/1公路工程質量檢驗評定標準第一冊土建工程DB62/T2991黃土地區高速公路路基設計規范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。利用煤的過程中產生的固體廢棄物。激發劑activator用于激發煤基工業固廢膠凝活性的外加材料。以煤基工業固廢為基材，添加激發劑復合而成的具有膠凝活性的合成材料。改良黃土improvedloess2摻煤基工業固廢改良材料的黃土。在保證無側限抗壓強度的前提下，改良黃土拌和至碾壓成型前所容許的最長時間。4原材料4.1一般規定用于公路路床填筑的黃土應符合GB/T50145和DB62/T2991的相關規定。4.2煤基工業固廢4.2.1宜選用爐渣、油頁巖半焦等經高溫工藝處置過的煤基工業固廢。4.2.2不同類型的煤基工業固廢應單獨堆存，使用前應選用機械攪拌、翻拌等方法按批次，分類進行均化處理。4.2.3煤基工業固廢使用前應進行浸出毒性檢測，浸出液中危害組分含量應符合表1的規定。表1煤基工業固廢中浸出危害組分含量要求危害成分項目指標要求(mg/L)銅(以總銅計)鋅(以總鋅計)鎘(以總鎘計)鉛(以總鉛計)總鉻鉻(六價)汞(以總汞計)鈹(以總鈹計)鋇(以總鋇計)鎳(以總鎳計)砷(以總砷計)硒(以總硒計)無機氟化物(不包括氟化鈣)氰化物(以CN計)4.2.4煤基工業固廢應研磨加工后使用，技術要求應符合表2規定。3表2煤基工業固廢的技術要求試驗項目指標要求(%)三氧化硫(SO?)含量氧化硅(SiO?)、氧化鋁(Al?O?)、氧化鐵(Fe?O?)總質量分數氧化硅(SiO?)氧化鋁(Al?O?)4.3激發劑4.3.1激發劑宜采用水泥或水泥熟料、消石灰、石膏等材料復合配制。4.3.2激發劑中水泥或水泥熟料摻加量按質量百分比計宜為35%,消石灰摻加量按質量百分比計宜為60%,石膏摻加量按質量百分比計宜為5%,具體比例應在室內試配確定。4.4煤基工業固廢改良材料4.4.1煤基工業固廢改良材料應由一種煤基工業固廢和激發劑復配而成。煤基工業固廢改良材料中激發劑摻加量按質量百分比計不應大于30%,具體應在室內試配結合表3技術要求確定。4.4.2煤基工業固廢改良材料應按表3規定進行分級。表3煤基工業固廢改良材料分級要求I級%7d無側限抗壓強度容許延遲時間h附錄A%附錄B%附錄B注2:其余項目均為改良黃土技術指標，其中煤基工業固廢改良材料摻量為黃土干質量的10實度為96%。4.4.3煤基工業固廢改良材料宜采用工廠化加工生產，采用粉體密封罐運輸存儲。4.4.4運輸存儲時不應受潮和混入雜物，不同等級的煤基工業固廢改良材料應分別運輸和存儲。4.4.5存儲時間不宜超過6個月，超過6個月的應按表3重新進行檢測分級。44.5.1符合GB5749規定的飲用水可直接用于改良黃土的拌合與養生。4.5.2非飲用水用于改良黃土的拌合與養生時，應提前進行水質檢驗，其性能應符合JTG/TF20的規5.1一般規定5.1.1改良黃土路床結構設計應按照JTGD30有關規定執行。5.1.2改良黃土組成設計應包括原材料檢驗和配合比設計。5.1.3在施工過程中，材料品質或規格發生變化時，應重新進行配合比設計。5.2配合比設計5.2.1改良黃土用煤基工業固廢改良材料的等級與推薦摻量，應符合表4的規定。表4煤基工業固廢改良材料與推薦摻量公路等級 Ⅱ級及以上Ⅱ級及以上%5.2.2改良黃土技術要求應符合表5規定。表5改良黃土技術要求公路等級%7d無側限抗壓強度容許延遲時間h%附錄B%附錄B5.2.3改良黃土配合比設計應按以下步驟進行：a)測定黃土的天然含水率；b)依據設計要求和公路等級，選擇煤基工業固廢改良材料的等級和初步摻量；c)依據初步摻量，按±1.0%、±2.0%確定5組不同的試配摻量；5DB62/T5074—e)進行強度試驗，測試不同試配摻量改良黃土的無側限抗壓強度以及水穩定系數，測試應遵守JTG3441及附錄B的規定；f)根據測試結果確定最佳改良黃土配合比。5.2.4當試配摻量改良黃土的性能不滿足要求時，應調整煤基工業固廢改良材料等級或摻量，重新進行配合比設計。6施工6.1一般規定6.1.1改良黃土路床應在容許延遲時間內完成施工。6.1.2施工最低氣溫不應低于5℃。6.1.3雨季施工應做好防排水工作，嚴禁雨天施工。6.1.4施工前應鋪筑長度不小于200m的試驗路，確定改良黃土路床的施工工藝及參數。6.1.5改良黃土路床施工宜采用路拌法施工，現場無法拌合時可選用廠拌法施工。6.1.6黃土應充分破碎，并檢測天然含水率。當天然含水率超過試驗確定的最佳含水率2%以上時應翻拌晾曬，使其接近最佳含水率；含水率低于最佳含水率時，應灑水使其高于最佳含水率1%～2%。6.2路拌法施工6.2.1布料應符合下列規定： 6.2.2拌合應符合下列規定： 應采用就地冷再生機等設備進行拌合； 布料完成后應盡快完成拌和； 拌和作業宜深入下層20mm～40mm,層底不應留有未拌和的素土夾層；——每幅拌和寬度應重疊300mm～500mm,邊緣不應留有素土或未拌和的空白區。6.2.3整平應符合下列規定： 整平宜采用平地機。機械整平困難的邊角部位，可采用人工整平，其技術要求應符合JTG/T3610的規定； 整平過程中及時檢查鋪筑厚度。6.2.4碾壓應符合下列規定： 整平完成后按試驗段確定的工藝及時進行碾壓，碾壓完成時間不應超過容許延遲時間；——碾壓應按初壓、復壓、精平、終壓的工序進行，初壓宜采用凸塊壓路機，復壓宜采用鋼輪壓路機，精平宜采用平地機，終壓宜采用鋼輪壓路機；——碾壓過程中出現彈簧、松散、起皮等現象，應及時翻挖處理； 施工機械不應在已成型的作業面上緊急剎車或掉頭。6.3廠拌法施工6.3.1拌合應符合下列規定：——黃土應在工廠拌和前充分破碎，宜采用連續強制式攪拌機按照設計的配合比進行拌和； 拌和前應對廠拌設備進行檢查并標定，煤基工業固廢改良材料應采用粉罐儲存；6 拌和時應嚴格控制改良黃土配合比，含水率宜大于最佳含水率1%～2%。6.3.2改良黃土運輸過程中應采取封閉措施，運輸時間不宜超過2h。6.3.3攤鋪宜采用平地機或推土機。6.3.4整平、碾壓應符合6.2.3、6.2.4的規定。6.4養生6.4.1改良黃土路床成型后應及時進行養生，養生期不應少于7d。6.4.2養生可采取灑水、薄膜覆蓋、土工布覆蓋等方式。6.4.3養生期間應封閉交通，除灑水車外不應有其他車輛通行。7質量管理和驗收7.1一般規定7.1.1改良黃土路床施工質量控制應符合JTG/T3610、JTGF80/1和DB62/T2991的規定。7.1.2改良黃土路床質量驗收與評定應符合JTGF80/1的規定。7.2質量管理7.2.1煤基工業固廢改良材料應按批次進行檢驗，同一生產廠家、同一等級的煤基工業固廢改良材料散裝500t為一批次，質量檢測應符合表6的規定。表6煤基工業固廢改良材料進場質量檢測要求檢查項目110次/批21次/批3容許延遲時問1次/批附錄A4附錄B1次/批注：無側限抗壓強度、容許延遲時間、水穩定系數應符合表3規7.2.2現場應隨時目測改良黃土的拌合均勻性，確保色澤統一、無灰條。改良黃土質量檢測應符合表7的要求。表7改良黃土質量檢測要求檢查項目1附錄C2每2000m2不少于1點37d無側限抗壓強度7檢測項目壓實度(%)灌砂法：每2000m2或每班抽檢不少于2點彎沉值(0.01mm)40點7d無側限抗壓強度中線偏位(mm)全站儀：每200m測2點，彎道加HY、YH兩點縱斷高程(mm)水準儀：中線位置每20m測1點橫坡(%)平整度(mm)寬度尺量：每200m測2點于80%。路床頂面彎沉值檢測應在養生7d8(規范性)——電子天平：量程不小于15kg,感量0.1g;量程不小于4000g,感量0.01g; A.4.1試件的直徑×高=φ50mm×50mm。A.5試驗步驟A.5.1確定煤基工業固廢改良材料摻量為10%的改良黃土最大干密度和最佳含水率。A.5.2將黃土和煤基工業固廢改良材料投入拌鍋中，低速攪拌30s,再一次性加入所有拌合用水，立即低速攪拌60s,停拌15s,同時將粘附于葉片和鍋壁上的物料刮入鍋中間，接著高速攪拌45s。A.5.3將新拌合完成的改良黃土裝入自封塑料袋密封放置0h、4h、8h、10h后成型的無側限抗壓試A.5.5分別測定上述各組試件7d無側限抗壓強度，試驗方法應按JTG3441的規定執行。A.6計算A.6.2按公式(A.1)計算7d無側限抗壓強度比，試驗結果精確至1%。rs——拌合后放置s小時成型改良黃土試件的無側限抗壓強度比；Rs——拌合后放置s小時成型改良黃土試件的無側限抗壓強度平9A.6.3繪制無側限抗壓強度比與時間的關系曲線，無側限抗壓強度比等于95%的成型時間記為煤基工業固廢改良材料的容許延遲時間。如全部試件的無側限抗壓強度比均大于95%,則將煤基工業固廢改良材料的容許延遲時間記為大于10h。A.7結果整理A.7.1無側限抗壓強度應保留至小數點后2位。A.7.2同一組試驗的變異系數CV(%)應≤6%。(規范性)B.4試驗步驟B.4.1對于同一配比的改良黃土制備4組無側限抗壓強度試件，每B.4.24組試件均采用標準環境箱(溫度20±1℃,相對濕度大于90%)養生，其中2組試件在養生齡期B.4.3分別測定兩種養生條件下試件的7d和28d無側限抗壓強度，試驗方法應按JTG3441的規定執B.5計算B.5.2改良黃土的水穩定系數應按公式(B.1)計算，精確至1%。…Ri——養生齡期最后一天浸水試件無側限抗壓強度的平均值，單位為兆帕(MPa);R——養生齡期最后一天未浸水試件無側限抗壓強度的平均值，單B.6.1無側限抗壓強度應保留至小B.6.2同一組試驗的變異系數CV(%)應≤6%。(規范性)煤基工業固廢改良材料劑量試驗C.1范圍本辦法適用于快速測定煤基工業固廢改良材料的劑量，并可用于查驗現場攤鋪和拌和的均勻性。C.2試驗目的檢測改良黃土中煤基工業固廢改良材料的劑量。C.3試驗材料試驗材料應包括： 0.1mol/mL乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉)標準溶液(簡稱EDTA二鈉標準溶液):準確稱取EDTA二鈉(分析純)37.23g,用40℃~50℃的無二氧化碳蒸餾水溶解，待全部溶解并冷卻至室溫后，定容至1000mL;——10%氯化銨(NH?C1)溶液：將500g氯化銨(分析純或化學純)放在10L的聚乙烯桶內，加蒸餾水4500mL,充分振蕩，使氯化銨完全溶解。也可以分批在1000mL的燒杯內配制，然后倒入塑料桶內搖勻；——1.8%氫氧化鈉(內含三乙醇胺)溶液：用電子天平稱18g氫氧化鈉(NaOH)(分析純),放入潔凈干燥的1000mL燒杯中，加1000mL蒸餾水使其全部溶解，待溶液冷卻至室溫后，加入2mL三乙醇胺(分析純),均勻攪拌后儲于塑料桶中；——鈣紅指示劑：將0.2g鈣試劑羧酸鈉(分子式C??H??N?NaO?S,分子量460.39)與20g預先在105℃烘箱中烘1h的硫酸鉀混合。一起放入研缽中，研成極細粉末，儲于棕色廣口瓶中，以——所用黃土、煤基工業固廢改良材料、拌合用水應與待測改良黃土的一致。C.4試驗儀具試驗儀具應包括：——滴定管(酸式):50mL,1支；——滴定臺：1個；——滴定管夾：1個；——大肚移液管：10mL、50mL,10支；——錐形瓶(即三角瓶):200mL,20——容量瓶：1000mL,1個；——搪瓷杯：容量大于1200mL,10只；——不銹鋼棒(或粗玻璃棒):10根；——棕色廣口瓶：60mL,1只(裝鈣紅指示劑);——電子天平：量程不小于1500g,感量0.01g;——秒表：1只； 表面皿：直徑9cm,10 洗耳球：1個；——聚乙烯桶：20L(裝蒸餾水和氯化銨及EDTA二鈉標準溶液),3個；5L(裝氫氧化鈉),1個；——毛刷、去污粉、吸水管、塑料勺、特種鉛筆、厘米紙；——洗瓶(塑料):500mL,1只。C.5準備標準曲線C.5.1取改良黃土，用烘干法測其含水率。C.5.2拌制6種改良黃土試樣，每種兩個樣品，每個樣品取300g。6種改良黃土的煤基工業固廢改良材料劑量分別為：0、最佳劑量-2%、最佳劑量-1%、最佳劑量、最佳劑量+1%、最佳劑量+2%,每種劑量改良黃土取兩個(為濕質量)試樣，共12個試樣，并分別放在12個大口聚乙烯桶內。C.5.3取盛有試樣的盛樣器，在盛樣器內加入兩倍試樣(濕料)質量的