《公路煤矸石路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)指南》

ICS93.080

P66

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CHTSXXXXX-202X

公路煤矸石路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)指南

Technicalguidefordesignandconstructionofhighwaycoalgangue

subgrade

（征求意見稿）

xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實(shí)施

中國公路學(xué)會發(fā)布

公路煤矸石路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)指南

1總則

1.0.1為指導(dǎo)公路煤矸石路基填筑的設(shè)計(jì)、施工及質(zhì)量控制，滿足公路路基穩(wěn)定性需

求，推動綠色公路建設(shè)，提升公路建設(shè)品質(zhì)，制定本指南。

1.0.2本指南適用于新建、改擴(kuò)建的各等級公路，其它道路可參照使用。

1.0.3在使用中應(yīng)堅(jiān)持保護(hù)環(huán)境、因地制宜、就近取材的原則。

1.0.4結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，積極穩(wěn)妥地選用新結(jié)構(gòu)、新材料、新設(shè)備和新工藝。

1.0.5公路煤矸石路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)除應(yīng)符合本指南的規(guī)定外，尚應(yīng)符合有關(guān)法律、

法規(guī)及國家、行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

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2術(shù)語

2.0.1煤矸石coalgangue

煤層形成過程中與煤伴生或共生的一種含煤量較低的黑灰色巖石，是采煤和洗煤過程中

排放的固體廢物，分已燃煤矸石和未燃煤矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數(shù)量

不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（鎵、釩、鈦、鈷）。

2.0.2煤矸石路堤coalgangueembankment

利用煤矸石修筑的路堤。按煤矸石所在部位分為：全煤矸石路堤、包邊土煤矸石路堤、

土與煤矸石分層填筑路堤。

2.0.3燒失量lossofignition

將105℃～110℃溫度下烘干的材料，在1000℃～1100℃灼燒后失去的重量百分比。

2.0.4煤矸石塑性指數(shù)plasticindexofcoalgangue

煤矸石中細(xì)粒土（＜0.5mm）的液限和塑限的差值。塑性指數(shù)是路用煤矸石分級的首要

指標(biāo)。

2.0.5煤矸石壓碎值crushingvalueofcoalgangue

表征煤矸石材料抵抗壓碎的能力，以壓碎試驗(yàn)后小于規(guī)定粒徑的煤矸石質(zhì)量百分率表示。

2.0.6煤矸石熱值calorificvalueofcoalgangue

1g煤矸石完全燃燒釋放出的熱量。

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3基本規(guī)定

3.0.1多次自燃過、經(jīng)充分氧化與陳化的煤矸石，宜作為路基填料；

3.0.2新開采或未自燃過的煤矸石，應(yīng)進(jìn)行多次水洗，熱值小于500kJ/kg時，可直

接用于煤矸石路堤填筑；熱值為500kJ/kg～1000kJ/kg時，應(yīng)采用土與煤矸石分層填筑；

熱值大于1000kJ/kg時，不得使用.

3.0.3應(yīng)使用硬質(zhì)煤矸石，嚴(yán)禁使用泥質(zhì)煤矸石。

3.0.4未風(fēng)化和微風(fēng)化的煤矸石宜作為路基填料；中等風(fēng)化的煤矸石使用時宜慎重考

慮；嚴(yán)禁使用強(qiáng)風(fēng)化的煤矸石作路基填料。

3.0.5在低洼、浸水區(qū)域不得使用煤矸石填筑路基，防止有害物質(zhì)析出。

3.0.6煤矸石在裝卸、運(yùn)輸、堆放、施工過程中應(yīng)避免揚(yáng)塵污染、水環(huán)境污染。

3.0.7應(yīng)加強(qiáng)煤矸石路基后期長期穩(wěn)定性與環(huán)保監(jiān)測。

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4材料與技術(shù)要求

4.1材料指標(biāo)要求

4.1.1煤矸石吸水率小于2%時，可作回填材料或路基填料；吸水率大于2%時，不宜

作為路基填料。

4.1.2煤矸石礦物中SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物總含量應(yīng)大于70%。

4.1.3填筑路基的煤矸石具體指標(biāo)要求應(yīng)符合表4.1.3規(guī)定。

表4.1.3填筑路基的煤矸石具體指標(biāo)要求

技術(shù)要求路床（0~0.8m/1.2m）路堤（0.8m或1.2m以下）

最大粒徑96區(qū)≤100mm94/93區(qū)≤壓實(shí)厚度2/3

上路床≥8上路堤≥4

CBR（%）

下路床≥5下路堤≥3

單軸抗壓強(qiáng)度（MPa）≥20≥15

壓碎值（%）≤25≤30

塑性指數(shù)≤10≤10

液限（%）<40<40

燒失量（%）≤18，＜15時最佳≤20，＜15時最佳

自由膨脹率（%）≤30≤40

耐崩解性指數(shù)（%）≤25≤30

有機(jī)質(zhì)含量（%）≤8≤10

SO3含量（未燃）（%）≤1.0≤1.0

注1：現(xiàn)行《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，路床厚度在輕、中等及重交通公路為0.8m，特重、極重交通公

路為1.2m；路堤為路床以下的填方部分；

注2：此表適用于高速公路路基，其它等級公路可參照使用。

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4.2技術(shù)要求

4.2.1煤矸石使用前，應(yīng)選擇代表性試樣進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，以確定最大干密度與最佳含

水量。煤矸石含水量應(yīng)控制在最佳含水量±2%以內(nèi)。

4.2.2具有膨脹性的煤矸石用于路基填筑時，應(yīng)進(jìn)行改良處理。摻加粉煤灰時，有膨

脹性的煤矸石占混合填料的比例不得大于50%；摻加粘土?xí)r，粘土塑性指數(shù)以7～15為宜，

不得含腐殖質(zhì)和雜物，粘土使用前用0.15mm篩過篩。路基包邊土不得使用膨脹土。

4.2.3煤矸石用于路基填筑應(yīng)符合表4.1.5煤矸石級配范圍的要求，或不均勻系數(shù)大

于5且曲率系數(shù)在1~3之間。不滿足要求時，需對煤矸石進(jìn)行破碎處理，或者摻拌粉性土改

良并采用高能沖擊補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí)。

表4.2.3煤矸石級配范圍

篩孔（mm）15060402010520.50.250.075

通過率（%）10070~10065~9042~6732~5925~374~173~92~60~2

4.2.4煤矸石的滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)隨煤矸石的粒組成分、級配、壓實(shí)度不同而變化，

宜通過試驗(yàn)確定。

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5設(shè)計(jì)

5.1一般規(guī)定

5.1.1應(yīng)做好煤矸石采出時間、自燃、陳化等調(diào)查，明確煤矸石的基本特性。

5.1.2應(yīng)從地基表層處理、路基填高與坡率、斷面型式、包邊土設(shè)置、煤矸石顆粒組

成與分層填筑厚度、防護(hù)工程、排水系統(tǒng)、綠化等方面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，以滿足路基各項(xiàng)要求。

5.1.2雨季時應(yīng)避免雨天施工。

5.2地基表層處理

5.2.1應(yīng)考慮路基干濕狀況對煤矸石路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響。

5.2.2應(yīng)將基底表層碾壓密實(shí)。在一般土質(zhì)地段，高速公路基底的壓實(shí)度（重型）不

應(yīng)小于90%。路基填土高度小于路面和路床總厚度時，應(yīng)將地基表層土進(jìn)行超挖并分層回填

壓實(shí)，其處理深度不應(yīng)小于重型汽車荷載作用的工作區(qū)深度。

5.3填高與坡率

5.3.1填筑標(biāo)高應(yīng)控制在常水位以上。

5.3.2填筑高度不宜大于20m，大于8m時邊坡型式宜采用階梯形。當(dāng)路基高度小于

8m時，邊坡坡率不宜陡于1:1.5；當(dāng)邊坡為階梯形時，下部路基邊坡坡率不宜陡于1:1.75。

5.4斷面型式

5.4.1應(yīng)根據(jù)煤矸石性質(zhì)以及具體應(yīng)用情況確定合適的路基斷面型式。已燃煤矸石和

一級未燃煤矸石宜采用全煤矸石路基，根據(jù)具體應(yīng)用情況合理采用包邊土，二級未燃煤矸石

宜采用土和煤矸石分層填筑路基。

5.4.2分層填筑時，每一分層表面應(yīng)設(shè)2~4%橫坡，分層高度應(yīng)為2~3m,層間應(yīng)采

用石灰改善土或水泥改善土封層。

5.5包邊土設(shè)置

5.5.1包邊土的設(shè)置應(yīng)符合表5.5.1中的規(guī)定。

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表5.5.1煤矸石路基包邊土設(shè)計(jì)

煤矸石熱值（cal/g）0~300300~500500~1000

0~3———

路基填高（m）3~5——〇

>5—〇△

注：“—”表示可以不設(shè)置包邊土；“○”表示粒徑大于100mm的煤矸石含量超過30%時設(shè)置包邊土；“△”

表示必須設(shè)置包邊土。

5.5.2包邊土應(yīng)與煤矸石填筑同步進(jìn)行，包邊土的寬度刷坡后，宜采用3～3.5m。

5.5.3包邊土宜采用塑性指數(shù)不小于12的粘性土或5～6%灰土，不應(yīng)使用膨脹土。

5.5.4做好包邊土護(hù)坡的排水盲溝，底層盲溝標(biāo)高應(yīng)避免地表水倒灌。

5.5.5路基底層設(shè)置粘土封層，減少對地下水及環(huán)境的影響。

5.6顆粒組成與分層填筑厚度

5.6.1煤矸石路基最大粒徑和分層填筑厚度應(yīng)符合表5.6.1的要求。

表5.6.1矸石路基最大粒徑和分層填筑厚度要求

路面底層以下壓碎值<35%壓碎值≥35%

分區(qū)

深度（m）分層厚度（mm）最大粒徑（mm）分層厚度（mm）最大粒徑（mm）

路床0~0.8≤300≤100≤300<100

上路堤0.8~1.5≤400<2/3層厚≤300<層厚

下路堤>1.5≤500<2/3層厚≤400<層厚

5.7強(qiáng)度與穩(wěn)定性

5.7.1路基煤矸石CBR值及壓實(shí)度應(yīng)符合表5.7.1的要求。

表5.7.1煤矸石CBR和壓實(shí)度要求

項(xiàng)目分類路面底面以下深度（m）填料CBR值（%）壓實(shí)度（%）

0~0.3≥8≥96

路床0.3~0.8（輕、中及重交通）≥5≥96

0.3~1.2（特重、極重交通）≥5≥96

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0.8~1.5（輕、中及重交通）≥4≥94

上路堤

1.2~1.9（特重、極重交通）≥4≥94

＞1.5（輕、中及重交通）≥3≥93

下路堤

＞1.9（特重、極重交通）≥3≥93

5.7.2初步設(shè)計(jì)穩(wěn)定性驗(yàn)算時，應(yīng)采用室內(nèi)大型或中型三軸試驗(yàn)，試樣最大粒徑dmax

與三軸試樣直徑D之比應(yīng)小于5，超粒徑顆粒應(yīng)采用“相似級配法”或“等量替代法”予以

剔除。煤矸石強(qiáng)度參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況按表5.7.2選取。

表5.7.2煤矸石強(qiáng)度參數(shù)推薦值

壓實(shí)度（%）粗料比例（%）內(nèi)摩擦角Φ（°）

3033.4

4034.2

≥93

5035.6

6036.0

注：表中粗粒含量系剪后粗粒含量，粗料粒徑范圍為5mm~30mm的顆粒。

5.8排水

5.8.1應(yīng)對包邊土設(shè)置盲溝，盲溝材料可用砂或碎石予以夯實(shí)，盲溝間距一般為20

mm～30m，在路基兩側(cè)互相錯開設(shè)置。

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6施工

6.1一般規(guī)定

6.1.1編制施工組織設(shè)計(jì)，組織人員、設(shè)備進(jìn)場，做好技術(shù)交底與培訓(xùn)，制定保通方

案。

6.1.2應(yīng)避開雨天施工。應(yīng)設(shè)置防排水設(shè)施，挖沉淀池，并與自然排水系統(tǒng)相協(xié)調(diào).

6.1.3施工過程中要注意防止水土污染和對周圍空氣的污染。

6.1.4要注意路基底層封層、包邊土及頂面封層，同時做好排水盲溝，防止對公路沿

線環(huán)境造成淋溶污染。

6.1.5應(yīng)在冬季來臨之前完成煤矸石路基石灰土上封層的施工。

6.1.6應(yīng)符合一般路基施工原則，必要時可根據(jù)試驗(yàn)路段確定施工參數(shù)和工藝。

6.2施工準(zhǔn)備

6.2.1施工前應(yīng)進(jìn)行控制測量、導(dǎo)線復(fù)測、水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測與加密、中線放樣、路基放樣

等測量，每項(xiàng)測量必須滿足規(guī)范要求，必須進(jìn)行復(fù)核，原始記錄應(yīng)存檔。

6.2.2施工前，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定和要求，對煤矸石材料的天然含水量、塑性指數(shù)、篩

分、標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)、CBR、燒失量和自由膨脹率等指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)。

6.2.3對路基基底按設(shè)計(jì)要求整平壓實(shí)。

6.2.4路基地表排水和地下排水的工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)均應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的要求。

6.2.5主要工程機(jī)械進(jìn)場報(bào)驗(yàn)，配置數(shù)量至少應(yīng)符合每個工作面、每日連續(xù)正常施工

要求以及工期要求。

6.3路基底面處理

6.3.1施工前，路基底面檢測應(yīng)按照《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80）有關(guān)

規(guī)定，各項(xiàng)指標(biāo)均合格后方可進(jìn)行下一步施工。

6.3.2應(yīng)對原地面的地質(zhì)水文情況進(jìn)行調(diào)查，并針對不同的情況進(jìn)行處理。

6.3.3在粘土下封層上滿鋪一層碎石，起橫向盲溝排水作用，防止地下水位上升，破

壞煤矸石路基。

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6.4拌和、運(yùn)輸

6.4.1含水率調(diào)節(jié)宜在堆料場中進(jìn)行，減少現(xiàn)場灑水；宜將煤矸石的含水率調(diào)節(jié)在最

佳含水率±1%范圍內(nèi)。

6.4.2當(dāng)氣溫達(dá)到30℃以上時，應(yīng)對煤矸石灑水冷卻后再進(jìn)行裝運(yùn)。

6.4.3為防止運(yùn)輸途中揚(yáng)塵污染，必要時應(yīng)采取防護(hù)措施。

6.5攤鋪

6.5.1應(yīng)采用水平分層填筑法，即按橫斷面全寬水平分層填筑，同一水平層路基應(yīng)采

用同一種煤矸石，不得混合填筑；為防止人為離析，應(yīng)采用卸上推下的攤鋪方法。

6.5.2每種煤矸石填筑層壓實(shí)后的連續(xù)厚度不宜小于500mm，分層填筑煤矸石路基的

分層厚度不宜小于300mm。填筑路床頂最后一層時，壓實(shí)后的厚度應(yīng)不小于100mm。

6.5.3碾壓前應(yīng)將粒徑大于30cm的煤矸石撿出或人工破碎，以確保碾壓質(zhì)量；大顆

粒煤矸石集中的地方，應(yīng)用細(xì)粒料填充處理，以確保壓實(shí)密實(shí)；應(yīng)嚴(yán)格控制土、煤矸石結(jié)合

部位，防止出現(xiàn)不密實(shí)現(xiàn)象。

6.5.4若采用石灰穩(wěn)定煤矸石，拌和時應(yīng)將混合料燜料約24h，以保證石灰充分吸收

水分后完全消解。

6.5.5填方分幾個作業(yè)段施工時，接頭部位如不能交替填筑，應(yīng)按1:1坡度分層留臺

階；如能交替填筑，則應(yīng)分層相互交替搭接，搭接長度不小于2m。

6.5.6壓碎值小于35%的煤矸石填筑路堤時，應(yīng)進(jìn)行邊坡碼砌。碼砌邊坡的石料強(qiáng)度、

尺寸及碼砌厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。邊坡碼砌與路基填筑宜基本同步進(jìn)行。

6.6下封層及包邊土施工

6.6.1填筑前地表應(yīng)填筑500mm粘土封層，按照路基橫坡設(shè)置路拱。

6.6.2為避免包邊土和煤矸石碾壓后出現(xiàn)高程差異，一般包邊土松鋪系數(shù)宜大于煤矸

石松鋪系數(shù)的10%～15%，并采用推土機(jī)推平和人工配合整型的措施。

6.6.3先填筑包邊土再填筑煤矸石，且包邊土應(yīng)采取分層填筑，并進(jìn)行預(yù)壓，使其較

同層煤矸石高出50mm～100mm，之后再與該層煤矸石填料同步壓實(shí)。

6.6.4煤矸石路基填到需要高度后，路床應(yīng)采用粘土封頂，在路基兩側(cè)加做包坡護(hù)肩

土，包邊土的塑性指數(shù)以不小于15為宜。

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6.7碾壓

6.7.1應(yīng)按“先靜后動，先輕后重，先慢后快，先邊后中”的原則縱向進(jìn)退式碾壓。

6.7.2應(yīng)遵循先低后高的原則，直線地段由邊坡向路基中心碾壓，曲線段由曲線內(nèi)側(cè)

向外側(cè)碾壓。穩(wěn)壓時碾壓輪跡橫向應(yīng)相互搭接，縱向后輪必須超過相鄰段的接縫。

6.7.3壓實(shí)遍數(shù)應(yīng)根據(jù)材料性質(zhì)和試驗(yàn)段確定，一般是振動碾壓4～6遍，靜壓2～3

遍，經(jīng)檢測后以達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度為標(biāo)準(zhǔn)。

6.7.4橫向接頭宜重疊0.4~0.5m，縱向相鄰兩區(qū)段宜重疊0.8~1.0m。

6.7.5對路基表面石塊聚集造成表面縫隙較大的位置，應(yīng)采用細(xì)粒土和小粒徑石料填

充縫隙后進(jìn)行碾壓。

6.7.6路基上封層要有一定的橫坡，且應(yīng)具有良好的排水系統(tǒng)。對于縱坡較小的路段，

應(yīng)設(shè)置2～4%的橫坡。

6.7.7壓實(shí)工藝可按表6.7.7的推薦方案選取。

表6.7.7壓實(shí)推薦方案

壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)度（%）碾壓工藝組合

93/94靜壓1遍+沖擊碾壓3遍+強(qiáng)振3遍+靜壓2遍

壓路機(jī)

96靜壓1遍+沖擊碾壓3遍+強(qiáng)振5遍+靜壓2遍

強(qiáng)夯機(jī)補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí)靜壓1遍+沖擊碾壓3遍+強(qiáng)振2遍+強(qiáng)夯3~5擊+靜壓1遍

6.7.8采用強(qiáng)夯工藝路段應(yīng)符合下列規(guī)定。

1.采用點(diǎn)夯與滿夯相結(jié)合的方式，選定20m×20m的面積區(qū)域，通過現(xiàn)場試驗(yàn)確

定具體夯擊能、夯擊遍數(shù)、錘印搭接寬度、夯擊形式等參數(shù)。

2.填方高度4m范圍內(nèi)可不強(qiáng)夯，小于或等于20m的路堤，可每隔6~8m強(qiáng)夯一

次。

3.填方高度大于6米的路堤宜在分級平臺處、路堤頂部設(shè)置土工格柵，應(yīng)保證土工

格柵上覆土層厚度不小于1m，并預(yù)留1個雨季或6個月以上的沉降期。

4.填土平面長或?qū)拺?yīng)大于或等于80m，夯實(shí)段內(nèi)的民房等建筑物應(yīng)保證有效距離不

小于30m，沖擊壓實(shí)深度4m內(nèi)無涵洞。

5.強(qiáng)夯最近兩擊的平均沉降量不應(yīng)大于5cm，夯坑周圍隆起高度應(yīng)小于10cm。

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6.7.9強(qiáng)夯施工程序應(yīng)符合以下規(guī)定。

1.清理、整平場地，標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置、測量場地高程，測量夯前錘頂高程，將

夯錘吊到預(yù)定高度，脫鉤自由下落進(jìn)行夯擊，測量錘頂高程，按規(guī)定夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，

完成一個夯點(diǎn)的夯擊。

2.重復(fù)以上工序，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊，用推土機(jī)將夯坑填平，測量場地高

程，在規(guī)定的間隔時間后，按上述程序逐次完成全部夯擊遍數(shù)。

3.用低能量滿夯，將場地表層松土夯實(shí)，并測量夯后場地高程。

6.8邊坡防護(hù)

6.8.1采用包邊土的煤矸石路基的邊坡防護(hù)，與正常路基邊坡防護(hù)相同，宜采用植物

防護(hù)或骨架植物防護(hù)。

6.8.2不采用包邊土的煤矸石路基，應(yīng)進(jìn)行覆土后采用植物防護(hù)，覆土厚度10～20cm。

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7質(zhì)量控制

7.1原材料質(zhì)量檢查

7.1.1煤矸石路基填筑前，應(yīng)對煤矸石原材料質(zhì)量進(jìn)行檢查。

7.1.2當(dāng)使用不同料場或不同顏色的煤矸石填筑路基時，應(yīng)重新進(jìn)行檢驗(yàn)。

7.2施工中質(zhì)量控制

7.2.1煤矸石的填筑厚度要嚴(yán)格控制，宜用沉降法、灌砂法或大坑水袋法相結(jié)合的方

法，通過鋪筑試驗(yàn)路，建立壓實(shí)度（固體體積率）與施工控制指標(biāo)（碾壓遍數(shù)、輪跡及沉降

差）之間的關(guān)系，后續(xù)同等條件施工可采用施工質(zhì)量控制指標(biāo)控制壓實(shí)質(zhì)量，或按照采用

26t以上壓路機(jī)振壓兩遍沉降差不大于2mm控制。

7.2.2采用孔隙率與壓實(shí)沉降差或施工參數(shù)聯(lián)合控制，可參考表7.2.2的有關(guān)要求。

表7.2.2壓實(shí)質(zhì)量控制要求推薦值

最大粒徑硬質(zhì)石料孔隙率中硬石料孔隙率軟質(zhì)石料孔隙率

分區(qū)攤鋪層厚(mm)

(mm)(%)(%)(%)

上路堤≤450小于層厚2/3≤23≤22≤20

下路堤≤600小于層厚2/3≤25≤24≤22

7.2.3碾壓前的含水率可控制在最佳含水率-1～+4％之間。

7.2.4對超出要求粒徑的石料進(jìn)行挑除或破碎。

7.3質(zhì)量檢測

7.3.1對煤矸石路基進(jìn)行質(zhì)量檢測，應(yīng)符合表7.3.1的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

表7.3.1路基施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

序號檢査項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢査方法和頻率

工藝控制符合試驗(yàn)路段確定的施工工藝施工記錄

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壓實(shí)質(zhì)量沉降差≤試驗(yàn)路確定的沉降差每200m每車道檢測不少于1個斷

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