煤矸石路基压实特性分析

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1、煤矸石路基压实特性分析【摘要】结合某段煤矸石路基的填筑，研究煤矸石路基压实度、路基沉降与压实遍数的对应关系。结果表明：对煤矸石路基进行冲击压实后，路基强度和刚度大幅度提高，压实度迗到了95%以上；沉降量在15遍以前较大，15遍以后趋于稳定；对煤矸石填充路基顶面的弯沉测试数据进行计算，结果也满足施工要求。[Abstract]Combinedwiththefillingofcoalganguesubgradeofacertainsection,therelationbetweenthecompactiondeg

2、reeandsettlementofsubgradeandcompactiontimeswasstudied.Theresultsindicatethatboththestrengthandstiffnessofsubgradeareimprovedaftertheimpactcompaction,andthecompactiondegreereaches95%andabove；thesettlementismajoratfirst,butitbecomesstableafter15timesofcompa

3、ction；theresultofcalculationondeflectiondataofthesurfaceofcoalganguesubgradealsomeetstherequirementsofconstruction.【关键词】冲击压实；煤开石；路基；压实度[Keywords]impactcompaction；coalgangue；subgrade；compactiondegree中图分类号：U416.1文献标志码：B文章编号：1000-033X(2012)02-0039-030引言煤矸石是煤炭

4、生产过程中产生的岩石的统称，包括混入煤中的岩石、巷道掘进排出的岩石、采空区中垮落的岩石、工作面冒落的岩石以及选煤过程中排出的碳质岩等。它是多种软岩成分的混合体，是一种特殊的粗粒类土，其粗料颗粒(大于5mm)多为次软岩石或极软岩石，强度较低、易破碎、水稳性差［H3］，与一般粗粒土相比，表现出不同的工程力学特性。由于煤矸石碎石含量大，粒径组成及含水状态极不均匀，在填方压实施工中往往难以压实或压实不均匀，如果沿用细粒土的压实标准，则不能达到预期的效果。刘松玉、苗克芳、余湘娟等学者对煤矸石进行了基本物理力学性质、水

5、稳定性、静动力强度与变形分析试验，并认为该地区煤矸石可以用作高速公路路堤填料［4］;但对煤矸石料的压实特性还需进一步研究，例如有关土性参数的影响、压实机具适用性的研究还有待深入。为此，本文从压实度、回弹模量值等方面对煤矸石料的压实特性进行分析，为实际工程提供有益的依据。1煤矸石的特性煤矸石是煤矿生产中的废弃物，是各种破碎、风化岩石的混合物，它具有以下几方面性质。(1)自然级配。它由各种粒径的颗粒组成，各粒径所占数量没有固定的比例关系。自然级配较好的、大小颗粒所占比例均匀的煤矸石适用于路基填方；反之，大颗粒所

6、占比例较大的煤矸石不宜直接用作路基填料，可掺拌粉性土改良后使用。(2)吸水性。结构致密的煤矸石吸水性差，且具有较好的透水性，适用于路基填方。为了进一步了解煤矸石作为路基填方的路用性能，本文结合工程实际，在某矿区煤矸石料场，分3次取样，对其物理性质进行分析，结果如表1所示。由表1可见，煤矸石的主要成分与粘土化学成分接近，内部反应较弱，具有一定的强度，是一种惰性材料。2煤矸石路基施工工艺2.1主要材料(1)煤开石：烧失量小于20%，大于15cm的块状煤矸石应剔除。(2)土：宜采用塑性指数为12〜20的粘性土，土

7、中大颗粒尺寸应小于15mm，有机质含量应小于10%。2.2机械设备为了更有效地进行施工质量控制，结合煤矸石的特性，采用了冲击压实与稳压相结合的压实方法。所用到的设备包括集中拌和设备、运输设备、摊铺设备、整平设备、压实设备（大于12.5t的光轮压路机和大于30t的振动压路机）。2.3施工工艺在施工开始时，首先要对下承层进行检验，在铺筑煤矸石之前应对下承层进行标高、平整度、路拱度、压实度检验，合格后方可铺筑煤矸石，否则应对下承层进行处理；下承层检验合格后按设计的路拱度进行摊铺整型；而后进行碾压，在最佳含水量下，

8、压路机结合冲击压实技术进行碾压，拟碾压25遍，最后再用光轮压路机终压1〜2遍，直至无轮迹。具体的施工工艺如图1所示。3压实指标分析本文结合某段试验路的铺筑，选取一段长150m的煤矸石路基试验段，每层压实厚度0.8m，分别在碾压前、碾压到5遍、10遍、15遍、20遍和25遍时取样进行压实度、沉降量及横向位移和回弹模量等指标的测量，以观测煤矸石路基的压实效果。2.1路基压实度灌砂法测压实度基本原理是利用粒径0.30〜