水泥煤渣稳定碎石路面基层施工技术规范编制说明

ICS××××××备案号：×××—×××TB61陕西省团体标准TB61/×××-2020水泥煤渣稳定碎石基层施工技术规范Technicalspecificationsforconstructionofcementandcinderstabilizedgravelroadbases（编制说明）2020-XX-XX发布2020-XX-XX实施陕西省公路学会发布工作概况1.1任务来源近年来，随着中国工业化进程的不断深入，工业固体废弃物在逐年增加。而燃煤电厂作为中国能源工业的主体，每年产生的固体废弃物不仅给周围环境造成巨大压力，也造成资源浪费。目前对燃渣处理主要采用填埋和堆放方式，占地面积大，环境压力大，处理成本高，浪费严重，资源化利用仅占30%左右。中国北方地区冬季供暖时需要大量燃烧煤炭，所产生的燃烧废弃炉渣既占地又污染环境，因此，合理处理煤炭燃烧后的剩余固体废弃物就显得十分重要，这必然会带来巨大的经济效益和社会效益。燃煤电厂固体废弃物已列入《资源综合利用目录》，这不仅在程序上支持了电厂固废的综合开发利用，而且对电厂固废的综合利用进行了定性，成为国家建设资源型社会的重要一环。另一方面，进入社会主义新时代以来，我国公路交通也阔步进入了扩大规模、提高质量的快速发展时期。我省计划到“十三五”末期，全省公路总里程达到18万公里，路网密度达到87.5公里/百平方公里，其中，高速公路通车总里程超过6000公里。公路建设对筑路材料需求量巨大，其原材料主要包括水泥、碎石、河沙等。由于当前我国环保政策的进一步收紧，各类原材料也呈现出供应紧张、价格激增等现象，工程成本也进一步增加。因此，亟需寻找技术性能好、环境负荷小、成本造价低的优良替代品。水泥稳定碎石基层具有强度高、板体性好等优点，如果可以使用煤渣代替部分碎石及石屑，将会大大降低工程成本，同时解决环境污染问题。综合利用煤渣替代砂石材料是解决公路地材短缺的一种有效途径。目前将煤渣作为轻质混凝土的细骨料，制备空心砌块、保温隔热材料及高性能混凝土的研究较多，而将其应用于路面工程的实体工程较少。现行规范对水泥煤渣稳定碎石有所提及，但对材料要求、配合比设计、施工技术等问题还需进一步规范，才能更好地指导工程应用。因此，有必要针对水泥煤渣稳定碎石基层施工制定专门的技术规范，使公路建设面对煤渣利用的技术问题时做到有章可循、有法可依、决策更加科学，确保公路工程的建设质量。本规范将结合榆林地区煤渣利用的成功经验，总结基层修建和相关科研成果，提出水泥煤渣稳定碎石基层施工技术，为正在开展和将要开展的公路建设提供技术支持、指导和依据。目前关于半刚性基层方面的技术规范仅有行业标准《公路路面基层施工技术细则》（JTG/TF20-2015），针对煤渣特殊的工程特性，施工细则中未针对水泥煤渣稳定碎石路面基层的混合料组成设计、施工工艺及质量验收管理作具体的规定。为适应陕西省沙漠地区公路工程建设的发展，指导沙漠地区路面基层的施工，以提高施工质量及技术水平，根据榆林地区煤渣的特点，结合陕西省科研项目《燃煤电厂废渣在公路基层中资源化开发利用技术研究》的科研成果，申报了《水泥煤渣稳定碎石基层施工技术规范》陕西省团体标准。根据省质监局《关于下达2019年团体标准制定试点项目计划的通知》（陕市监标〔2019〕9号），由西安公路研究院主持承担陕西省团体标准《水泥煤渣稳定碎石基层施工技术规范》的起草工作。1.2主要工作过程2019年5月由西安公路研究院向陕西省质量技术监督局提出申请的《水泥煤渣稳定碎石基层施工技术规范》标准获得陕西省质量技术监督局批准立项。本标准制订任务下达后，西安公路研究院积极组织，成立标准编写小组，明确标准编写任务。编制组在对国内外相关技术标准充分调研的基础上，开始起草该地方标准。依据《燃煤电厂废渣在公路基层中资源化开发利用技术研究》（2018ZDXM-SF-035）研究成果，充分借鉴国内外研究成果，对水泥煤渣稳定碎石用作路面基层、底基层的材料要求、混合料组成设计、施工工艺进行了深入系统的研究，并于2020年4月完成了标准初稿。编写人员就标准内容反复讨论、修正，并邀请相关领导和知名专家提供宝贵意见和建议。历经多次修改和完善，于2020年5月形成了标准征求意见稿。2020年6月开始通过网络、信函等方式向同行业、省内外有关方面专家征求意见。2标准编制原则和主要内容2.1标准编制原则本标准的编制重点是立足于水泥煤渣稳定碎石基层在榆林地区的应用现状，以相关科研成果为依据，积极借鉴国内外先进标准与规范，遵循“科学性、实用性、统一性、规范性”的原则，制定《水泥煤渣稳定碎石基层施工技术规范》，本标准严格按照《GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定进行编写和表述。2.2主要技术内容本地方标准包含以下主要内容：1范围；2规范性引用文件；3术语和定义；4材料；5混合料组成设计；6施工；7施工质量管理与验收。2.3与原标准主要差异情况本标准为首次发布。3主要技术要求的说明3.1试验（或验证）准确度、可靠性、稳定性的分析和说明本标准根据陕西实际情况及课题研究成果制定，在《公路路面基层施工技术细则》（JTG/TF20-2015）的基础上，提出了水泥煤渣稳定碎石用作路面基层、底基层的材料要求、混合料组成设计、施工、施工质量管理和验收标准，解决了陕西省水泥煤渣稳定碎石路面基层施工无据可依的问题。本标准在制定期间，采用调研、室内试验、现场检测、后期观测等手段，对水泥煤渣稳定碎石路面基层的原材料、混合料配合比设计及施工的各项技术指标进行详细地分析，确保各项技术标准在准确度、可靠性和稳定性方面均可定量评价。经验证，按本标准技术要求的原材料制备路面基层用水泥煤渣稳定碎石性能满足《公路路面基层施工技术细则》（JTG/TF20-2015）的要求，具有显著的经济效益和社会效益。3.2试验结果综述研究借鉴现有土和砂的工程分类标准和指标，通过元素含量、矿物成分、外观及组成特征、颗粒组成、密度及吸水率、压碎值等试验，分析了榆林地区煤渣的细粒含量、级配指标；通过标准重型击实试验和无侧限抗压强度试验，确定了不同掺量的水泥煤渣稳定碎石的7天抗压强度；结合实体工程所使用的水泥剂量，综合考虑技术经济性，确定水泥煤渣稳定碎石铺筑路面底基层的推荐配合比和抗压强度范围；针对不同的水泥掺量，分别进行了水泥煤渣稳定碎石的重型击实试验和7d无侧限抗压强度试验，测试了材料的最佳含水率、最大干密度以及7d抗压强度，并依据试验结果和规范要求，推荐了适用于不同公路等级和交通荷载等级的路面基层的合理配合比。四种不同的水泥掺量，测试了材料的强度和模量，为路面结构设计提供了必要的材料参数；进行了水泥煤渣稳定碎石的的干缩试验和温缩试验，测试了干缩系数、温缩系数等抗缩裂指标，考察了材料的干缩、温缩性能，进一步认识了水泥煤渣稳定碎石的基层的路用性能；为了检验水泥煤渣稳定碎石的抗冻性能，进行了水泥煤渣稳定碎石的冻融循环试验，测试了材料的抗冻性指标，检验了材料的抗冻性能。4.知识产权说明无5产业化情况，推广运用论证和预期达到的经济效果等情况5.1产业化情况依托陕西榆林境内的省道204榆靖段改扩建工程，项目研究铺筑了水泥煤渣稳定碎石路面底基层试验段，总结了水泥煤渣稳定碎石路面基层（底基层）的施工技术，并对其进行了现场检测，评价了其道路使用性能及社会经济效益。煤渣产量丰富地区就地取材利用煤渣修筑道路，不仅可以保证公路工程的建设质量和技术性能，而且可以极大地降低工程造价，实现节能减排和保护生态环境，也提升了筑路技术水平。5.2推广运用论证2018年10月16日，榆林市交通运输局在榆靖公路QL标会议室举行了煤渣用于路面基层研究座谈会，就地取材，具有创新性和实用性，很有研究的必要。2018年11月，在榆林铺筑水泥煤渣稳定碎石试验段。根据已有研究成果，已在榆林204榆靖段改扩建工程等项目中进行应用，目前，应用效果良好。5.3经济效益分析结合榆林地区具体实际情况，开展水泥煤渣稳定碎石筑路技术研究，利用电厂废渣，部分代替传统的石灰土、砂石等建筑材料，不仅可以大大降低榆林地区公路的工程造价，而且可以节约资源、保护环境，具有显著的社会经济效益。6采标情况无7与现行法律法规和强制性国家标准的关系本标准参考我国JTG/TF20《公路路面基层施工技术细则》、JTGE40《公路土工试验规程》、JTGE42《公路工程集料试验规程》、JTGE51《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》、JTG3450《路路基路面现场测试规程》等规定，不违反现行法律、法规和强制国家标准。8重大分歧意见的处理经过和依据无9