淮北煤矸石在高等级公路路基中的应用研究

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1、分类号:U41610710-2012121302硕士学位论文淮北煤矸石在高等级公路路基中的应用研究常贺导师姓名职称陈拴发教授陈华鑫教授申请学位类别硕士学科专业名称道路与铁道工程论文提交日期2015年5月25日论文答辩日期2015年6月9日学位授予单位长安大学ApplicationofHuaibeiCoalGangueinHighwaySubgradeAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ChangHeSupervisor：Prof.ChenShuanfaProf.ChenHuaxinChang’anUniv

2、ersity,Xi’an,China摘要煤矸石是一种与煤层伴生的岩石，在煤炭的开采和洗选加工等过程中被分离出来，成为废弃物。伴随着煤炭的开采，大量的煤矸石由于利用率较低被堆积在矿区周围，形成矸石山。露天堆放的煤矸石占用土地，容易发生自燃产生有害气体，当其受到雨水的淋滤作用，还会释放出重金属元素污染土壤和地表水。另一方面，高等级公路修筑路基需要大量的填充材料，将煤矸石用于修筑路基可以减少矸石山的堆积，节约土地，减轻对环境的污染，降低工程建设的成本，具有良好的经济效益和社会效益。论文依托淮北市S203工程，主要开展了以下研究：（1）基于路基相关规范与煤矸石特点，提

3、出煤矸石用作高等级公路路基填料需要满足的技术指标要求；（2）通过室内试验对淮北水洗煤矸石的物理、化学及工程特性进行研究，分析该煤矸石用作高等级公路路基填料的适用性，并与其他地区煤矸石进行对比；（3）研究煤矸石的冻融破碎规律，P5含量对煤矸石击实特性、渗透特性和承载特性的影响，击实功与煤矸石的破碎率、干密度的关系，掺土对煤矸石击实特性、承载特性及压缩特性的影响；（4）通过现场试验路铺筑，研究一定松铺厚度煤矸石层随静压和振压组合作用后的沉降变化规律，确定煤矸石路基施工工艺及质量控制要点；（5）分析煤矸石填筑路基的技术经济性。研究结果表明，淮北水洗煤矸石能够满足填筑

4、高等级公路路基的使用要求，经过室内试验数据分析得到了煤矸石最大干密度、最佳含水量、CBR值、抗渗系数等参数的变化规律，确定了煤矸石填筑路基的最佳P5含量以及最佳土掺量，经过现场试验路铺筑验证了煤矸石路基的有效性，并提出相应的施工控制方法。关键词：煤矸石，路基工程，筑路材料，路用性能IAbstractCoalgangueisakindofrockwhichemergedwithcoalbed,andisseparatedoutasawasteduringtheprocessesofcoalminingandwashing.Withtheminingofcoal,

5、alargenumberofcoalganguehasbeenpileduparoundtheminingareabecauseofitslowutilizationrate,andformedcoalganguepileeventually.Theexposedcoalganguepiletakesupalotoflandandit’seasytohaveself-ignitionandreleaseharmfulgases.Undertheinfluenceofrainfall,italsocanreleasetheheavymetalswhichcanp

6、ollutethesoilandsurfacewater.Ontheotherhand,thehighgradehighwayneedsalargeamountoffillermaterials.Theuseofcoalgangueintheconstructionofsubgradecannotonlyreducetheaccumulationofcoalganguepile,savelandandmitigateenvironmentpollution,butalsocanreduceconstructioncost,andhasgoodeconomica

7、ndsocialbenefits.BasedontheS203projectofHuaiBeicity,thefollowingresearchwasproceeded:(1)Basedonthesubgraderelatedspecificationsandcharacteristicsofcoalgangue,therequirementsoftechnicalindexwasproposedwhenthecoalgangueisusedashighwaysubgrade;(2)Thecharacteristicsofhuaibeiwashedcoalga

8、nguephysical,chemic