煤矸石级配碎石的配合比与施工技术.pdf

器工程材料与设备 E n g in e e r in gM a t e r ia l E q u ip m e n t 煤矸石级配碎石的配合比与施工技术 翟佳1 赵忠磊1 胡世金1 崔建壮2 陈 莹2 范虎彪 郭旭2 1 北京市政路桥管理养护集团有限公司 北京1 0 2 3 0 0 2 北京市交通委员会路政局门头沟公路分局 北京1 0 2 3 0 0 摘要 在担下路路面基层中运用了煤矸石级配碎石底基层和二灰煤矸石基层 通过试验确定了煤矸石级配碎石和二灰 煤矸石的配合比 又通过路面基层施1 二总结了煤矸石级配碎石和二灰煤矸石的施 丁技术 通过试验表明煤矸石级配碎石 和二灰煤矸石均能满足设计要求 且煤矸石级配碎石是更合适的基层用料 关键词 道路基层 煤矸石 二灰煤矸石 配合比 施工技术 中图分类号 U4 1 4文献标识码 B 文章编号 1 0 0 9 7 7 6 7 2 0 1 5 0 6 0 1 8 0 0 5 M ix P r o p o r t io na n dC o n s t r u c t io nT e c h n o lo g yo fC o a lG a n g u eG r a d e dM a c a d a m Z h a iJ ia Z h a oZ h o n g le i H uS h ijin C u iJ ia n z h u a n g C h e nY in g F a nH u b ia o G u oX u 煤矸石是在煤的开采 加工过程中排出的同体废 弃物 已成为我国存积量最多 占用堆积场地最大的 一种工业废物 为了充分利用煤矸石这种废料 解决由 于限制山石的开采造成道路建设所需的天然石料供 应严重不足的问题 在担下路 G 1 0 9 丁家滩一下苇甸 应急段 道路工程路面底基层中采用了煤矸石级配碎 石 并于2 0 1 0 年1 2 月建成了北京市首条低碳示范路 1 工程概况 担下路 G 1 0 9 丁家滩一下苇甸应急段 道路工程 位于北京市门头沟区妙峰山镇 是国道1 0 9 线的应急 通道 现为单向进京通道 也是下安路和水担路的连 接线 道路起点K 0 1 8 0 位于G 1 0 9 担礼隧道出口处 与水担路相接 途经丁家滩 下苇甸 终点K 3 3 4 7 1 8 8 位于G 1 0 9 的K 3 9 0 0 0 处 与G 1 0 9 和下安路 下苇甸 村相接 道路为设计车速6 0k m h 的二级公路 全长 3 1 6 7k m 路基宽1 2m 行车道宽1 0 5m 路面结构做 法见表1 2 配合比设计 该工程的路面底基层煤矸石级配碎石和基层二 灰煤矸石均采用2 个配合比 通过试配合比得出最终 配合比 路面基层材料均使用北京市房山区南窖乡的 煤矸石和河北省三河市的碎石 2 1 煤矸石级配碎石配合比设计 2 1 1 配合比设计 采用O 5m m 碎石或O 1 0m m 碎石 5 1 0m m 1 8 0 啼荭故术2 0 1 5 N o 6 N o v V 0 1 3 3 表l路面结构做法表 煤矸石 1 0 2 0m m 煤矸石和2 0 3 0m m 碎石为主要 集料 依据J T J0 3 4 2 0 0 0 公路路面基层施工技术规 范 以下简称 规范 的要求 对集料的技术指标进 行测定 结果见表2 根据表2 的数据可知 集料的指 标满足 规范 的要求 表2 集料技术指标 各种集料的筛分结果见表3 根据表3 的试验结果 可知 集料的各项指标均满足 规范 的要求 表3 集料筛分结果 O O 5 1 0 2 0 3 0m ill碎石 5m m1 0 lllm1 0 m ill2 0h im 试配合试配合 碎石碎石煤矸石煤矸石 比l 比2 根据 规范 的要求 将集料进行合成 结果见表4 最终确定的配合比见表5 表4 原材料合成级配 表5 各种集料比例 2 1 2 击实试验 根据资料和经验 制备不同含水量的级配碎石混 合料 通过重型击实试验确定其最大干密度和最佳含 水量 结果见图1 根据击实试验结果 得出级配碎石配合比l的最 大干密度为2 1 6 6g c m 3 最佳含水量为3 6 级配碎 石配合比2 的最大干密度为2 2 0 4g e m 3 最佳含水量 为3 8 o B 竺 趟 静 工程材料与设备器 E n g in e e r in gM a t e r ia l E q u ip m e n t 一 配合比2 配合比1 02 03 04 05 06 0 含水量 图1煤矸石级配碎石击实曲线图 2 2 二灰煤矸石配合比设计 2 2 1 石灰 对准备使用的石灰进行了检验 主要技术指标见 表6 该石灰属于等外石灰 应通过强度试验判断其是 否可以使用 表6 石灰技术指标 由表6 可以看出 该工程配制的二灰煤矸石的强 度符合 规范 的有关技术要求 因此可以使用 但应 加强监测 保证石灰的质量稳定 2 2 2 粉煤灰 对粉煤灰进行了检验 主要技术指标见表7 由表7 可知 该粉煤灰的各项指标均满足 规范 的要求 表7 粉煤灰技术指标 2 0 1 5 年 6 期 1 1 一 第3 3 卷瘩荭投求1 8 1 砣殂狮伸堪 m 2 B屹 m 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 器工程材料与设备 E n g in e e r in gM a t e r ia l E q u ip m e n t 2 2 3 集料 选用同煤矸石级配一样的集料 2 2 4 集料合成级配 根据原材料筛分结果进行集料合成级配设计 二 灰煤矸石集料合成级配见表8 最终确定的配合比见 表9 由表8 可知 集料合成级配能够满足 规范 的要 求 只是试配合比1 中0 4 1 0m m 的碎石偏粗 在实际 选料时应加强控制以免影响混合料的质量 表8 集料合成级配 表9 各种集料比例 2 2 5 击实试验 集料合成级配确定后 制备不同比例的石灰粉煤 灰稳定煤矸石混合料 通过重型击实试验确定各自的 最大干密度和最佳含水量 石灰 粉煤灰 集料根据经验 确定为3 1 2 8 5 4 1 2 8 4 5 1 0 8 5 和6 1 2 8 2 试验结果见 表1 0 2 2 6 无侧限抗压强度试验 根据击实试验得到的最佳含水量和最大干密度 按照压实度9 7 成型抗压强度试件 进行抗压强度试 验 试验结果见表1 0 该工程的设计等级为二级公路 根据 规范 的规 表lO 二灰煤矸石击实试验和强度结果 定 二灰煤矸石设计抗压强度采用0 8M P a 根据表1 0 试验结果和 规范 要求对于4 1 2 8 4 二灰煤矸石强度 计算如下 R 7 0 9 5 尺 1 一1 2 8 2 C 0 9 3 1 R 7 0 9 3 尺 I 1 1 2 8 2 C 0 9 2 2 式中 尺 为设计抗压强度 C 为试验结果的偏差系数 对于5 1 0 8 5 二灰煤矸石强度为R 1 0 1 尺d 1 1 2 8 2 C O 9 2 和R 7 1 0 3 尺d 1 1 2 8 2 C 0 9 2 这两组配合比二灰煤矸石均能满足二级公路对 半刚性基层的强度要求 考虑材料生产和施工过程中 的变异性 该工程选用二灰煤矸石的配合比为5 1 0 8 5 2 2 7 配合比 工程采用的二灰煤矸石材料组成及主要参数见 表1l 3施工技术 3 1 煤矸石级配碎石的施工技术 1 机械配备 1 8 2 啼荭敏衣2 0 1 5N o 6 N o v V 0 1 3 3 表1 l二灰煤矸石材料组成及主要参数 二灰煤矸石 配合比 石灰 粉煤灰 集料 5 1 0 8 5 7d 无侧限抗设计强度标准 压强度0 8 M P a R 1 0 1M P aR 1 0 3M P a C 1 0 1 c 1 0 2 Z L S O 铲车1 台 1 8 0 推土机1 台 1 8t 2 0t 用于配 合比2 压路机2 台 8t 水车1 辆 自卸汽车2 5 辆 P Y 一1 6 0 平地机1 台 机械行驶速度控制在1 档1 0k r r d h 之内 压实机械工作速度不大于2 5k m h 2 施工顺序 配合比1 1 8 0 推土机初平一1 8t 压路机静压l遍 找平 一P Y 一1 6 0 平地机精平一1 8t 压路机弱振2 遍一 1 8t 压路机强振l遍一1 8t 压路机静压l遍 做面 配合比2 1 8 0 推土机初平一2 0 t 压路机静压1 遍 找平 一P Y 一1 6 0 平地机精平 吃0t 压路机弱振2 遍一 2 0 t 压路机强振2 遍一2 0t 压路机静压1 遍 做面 3 施工参数 配合比l和配合比2 松铺系数均为1 1 配合比1 的含水量控制在 3 7 1 以内 配合比2 的含水量控 制在 3 8 1 以内 4 施工注意事项 煤矸石级配碎石的施工与级配碎石的施工基本相 同 施工中应注意煤矸石级配碎石摊铺后若发现 梅 花 砂窝 等粗 细骨料离析时应及时翻拌均匀一致 3 2 二灰煤矸石的施工技术 1 机械配备 Z L 5 0 铲车l台 1 8 0 推土机1 台 1 8 t 压路机2 台 8 t 水车l辆 自卸汽车2 5 辆 P Y 一1 6 0 B 平地机1 台 机 械行驶速度控制在1 档1 0k m h 之内 压实机械工作 速度不大于2 5k m h 2 施工顺序 配合比1 1 8 0 推土机初平 1 8t 压路机静压l遍 找平 叩Y 一1 6 0 B 平地机精平 1 8t 压路机弱振2 遍 1 8t 压路机强振3 遍一1 8t 压路机静压1 遍 做面 共 碾压7 遍 配合比2 1 8 0 推土机初平一1 8t 压路机静压l遍 找平 叩Y 一1 6 0 B 平地机精平一1 8 t 压路机弱振2 遍 1 8t 压路机强振2 遍一1 8t 压路机静压1 遍 做面 共 碾压6 遍 3 施工参数 松铺系数按试验段平均值确定为 配合比1 为1 1 配合比2 为1 1 5 配合比l的含水量控制在 7 8 2 以内 配合比2 的含水量控制在 7 9 2 以内 4 施工注意事项 二灰煤矸石的施工与二灰碎石的施工基本相同 施工中应注意以下事项 二灰煤矸石摊铺后应消除粗集料或细集料集 中分布的现象 铺筑完成后第2 天开始洒水养生 养生期要始 终保持表面潮湿 也可采用沥青下封层进行养护 养生 期不少于7d 工程材料与设备器 E n g in e e n n gM a t e r ia l E q u ip m e n t 4 煤矸石级配碎石和二灰煤矸石作为基层材料的对 比分析 4 1 性能对比 试验结果表明煤矸石级配碎石和二灰煤矸石都 满足路面基层材料的要求 均可以作为道路基层材料 使用 不同的是煤矸石级配碎石属于柔性基层而二灰 煤矸石属于半刚性基层 煤矸石级配碎石层施工后无 施工冷缝而二灰煤矸石层施工后有施工冷缝 4 2 施工与养护 在拌料 运输 摊铺 碾压工艺和施工与养护期交 通限行上煤矸石级配碎石和二灰煤矸石无大的差别 煤矸石级配碎石无需养护即可直接开始下道工 序而二灰煤矸石却需要至少7d 的养护期 煤矸石级 配碎石施工的整体工期可缩短 5 造价与效果分析 5 1 造价 2 0c m 厚的煤矸石级配碎石底基层造价为 3 5 4 4 元 m 2 比原2 0c m 厚天然砂砾贵1 2 4 4 元 m 2 工程共铺筑2 0c m 厚煤矸石级配碎石3 68 0 1 6 2m 2 因此与天然砂砾相比费用增加了1 2 4 4 x 3 68 0 1 6 2 4 5 78 1 2 元 2 0c m 厚的二灰煤矸石基层造价为 5 1 7 6 元 m 2 比原2 0c m 厚二灰碎石贵4 7 6 元 m 2 工程 共铺筑2 0c m 厚二灰煤矸石3 68 0 1 6 2m 2 因此与二灰 碎石相比费用增加了4 7 6 x 3 68 0 1 6 2 1 7 51 7 6 元 两 项增加费用仅占工程总造价57 5 9 0 1 万元的1 1 是可以接受的 5 2 效果分析 1 材料质量和施工质量均满足要求 煤矸石级配碎石 O 3 7 5m m 和二灰煤矸石的所 有检测试验结果均合格 施工质量按J T GF 8 0 1 2 0 0 4 公路工程质量检验评定标准 检查验收评定全部合 格 2 并在2 0 1 2 年2 月被北京市政工程行业协会评为 2 0 1 0 年度市政基础设施竣工长城杯银质奖工程 2 0 1 0 年 完工后经过3 年的年平均混合日交通量1 50 4 8 辆 d 比设计标准超出40 4 8 辆 d 的使用 至今未出现任 何质量问题 2 利用废物 节省建材 保护环境 该工程共使用煤矸石98 7 7m 3 节省了同等方量的 天然砂砾或二灰碎石 既利用了工业废料 消除了废料 堆积污染环境 又节省了建材 避免了建材开采破坏 环境 下转第1 9 6 页 2 0 1 5 年g6 期 1 1 一 第3 3 巷辛荭焱客1 8 3 器管理论坛 M a n a g e m e n tF o r U m 3 2 现场监控主界面 在垃圾填埋场关键控制点如垃圾场进出口 过磅 区 填埋作业区 渗滤液调节池 生化池 膜处理车间 等处安装高清视频摄像头 建立监控系统 管理者既可 利用办公室固定电脑 也可以利用手机 ip a d 等移动终 端进行近距离或者远程监控管理 以便及时排除故障 及对警情的及时处理 保证生产正常进行 3 3 知识集成与共享主界面 用户必须先进行注册 经管理员审核通过后才能 登陆系统 用户可以将自己的隐性知识归纳整理成文 件后上传到知识集成与共享系统 上传文件格式可为 文档 图片 音像资料等常用格式 上传文件经管理员 审查通过后才能被其他注册用户查阅 评论和下载 4 结语 生活垃圾卫生填埋场运营项目智能化管理平台的 建成 对城镇垃圾填埋场日常运营操作和规范化管理 具有很大的意义 1 该系统平台可对全省各个垃圾填埋场进行实时 监管 预警事故 帮助管理者及时解决各个垃圾填埋 场日常作业和渗滤液处理过程中出现的各种问题 2 其知识集成与共享平台的建成 方便了行业内 人员的技术交流 数据库积累的数据和相关案例及解 决措施有效避免了相同问题的反复发生 降低了各项 目现场出现问题的频率 3 通过实时监控和预警 可减轻政府对城市生活 垃圾的处置管理压力 提高环保设施运营效率 实现 节能减排 溷 参考文献 1 中国环境科学研究院 G B1 6 8 8 9 2 0 0 8 生活垃圾填埋场污染 控制标准 S 北京 中国环境科学出版社 2 0 0 8 2 杨芸 邵军 城市生活垃圾处置产业化研究与市场竞争分析 J 环境卫生工程 2 0 0 8 8 1 6 2 8 3 2 3 徐国华 隋玉柱 城市垃圾问题处理对策 J 环境规划与管理 2 0 0 6 3 l 3 2 9 3 1 收稿日期 2 0 1 5 0 4 2 8 基金项目 教育部人文社科规划项目 1 1 Y J A 7 9 0 0 3 2 湖南省社科规 划项目 1 3 Y B A 3 1 0 长沙市科技局 两型社会 建设科技 支撑基金专项重点项目 K 1 4 0 3 1 4 9 3 1 作者简介 高青松 男 教授 博士 主要研究方向为资源与环境管理 上接第1 8 3 页 6 结语 1 通过试验验证了试配的煤矸石级配碎石和二灰 煤矸石配合比符合要求 并成功运用在道路建设中 2 煤矸石级配碎石和二灰煤矸石采用普通施工 工艺即可 无特殊需求 3 煤矸石级配碎石和二灰煤矸石利用了工业废料 替代并节省了天然砂砾和二灰碎石 具有环保效果 4 煤矸石级配碎石是比二灰煤矸石更经济实惠的 道路基层材料 网 参考文献 1 交通部公路科学研究所 删0 3 4 2 0 0 0 公路路面基层施工技 术规范 S 北京 人民交通出版社 2 0 0 0 2 交通部公路科学研究所 J r I GF 8 0 2 2 0 0 4 公路工程质量检验 评定标准 S 北京 人民交通出版社 2 0 0 5 收稿日期 2 0 1 5 0 5 0 8 作者简介 翟佳 男 工程师 学士 主要从事公路工程技术管理工作 上接第1 8 6 页 2 李美娟 封金财 浅谈工业建筑改造与加固现状 J 中国科技 信息 2 0 1 0 1 5 7 2 7 3 3 姜向民 陈良 章明 混凝土工程修补材料的研究进展 J 中 国高新技术企业 2 0 0 7 1 4 1 5 9 1 6 0 4 汪宏涛 钱觉时 王建国 磷酸镁水泥的研究进展 J 材料导 报 2 0 0 5 1 9 1 2 4 6 4 7 5 1 5 5Q ia oF C h a uCK L iz P r o p e r t ye v a lu a t io no fm a g n e s iu m p h o s p h a t ec e m e n tm o r t a r a sp a t c hr e p a irm a t e r ia l J C o