《公路水泥穩(wěn)定煤矸石基層施工技術(shù)規(guī)范》編制說明

中國交通運輸協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

公路水泥穩(wěn)定煤矸石基層施工技術(shù)規(guī)范

編制說明

邯鄲中建恒質(zhì)工程項目管理有限公司

中路高科（北京）公路技術(shù)有限公司

二零二叁年九月

1.任務(wù)來源，起草單位，寫作單位，主要起草人

1.1任務(wù)來源

根據(jù)中國交通運輸協(xié)會下達(dá)的《關(guān)于2022年度中國交通運輸協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

申報工作的通知》文件精神，為進(jìn)一步落實指導(dǎo)水泥穩(wěn)定煤矸石基層材料應(yīng)用，

規(guī)范與保證材料的建設(shè)質(zhì)量和使用效果，中國交通運輸協(xié)會正式批準(zhǔn)立項《公路

水泥穩(wěn)定煤矸石基層施工技術(shù)規(guī)范》（團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)），合同登記號：

S&T-CCTAS-2023-3-2。

中國交通運輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出并歸口。

1.2起草單位，協(xié)作單位，主要起草人

起草單位：邯鄲中建恒質(zhì)工程項目管理有限公司、中路高科（北京）公路技

術(shù)有限公司。

協(xié)作單位：交通運輸部公路科學(xué)研究院、邯鄲市交通運輸局、河北工程大學(xué)。

主要起草人：邊建民、白良義、蔡燕霞、左小林、路凱冀、王金柱、李冷雪、

劉逢濤、弓社強、黃前龍、呂達(dá)仁、聶繼超、高穎、平樹江、續(xù)競臺、龐俊杰、

王瑋巍、白云霄、常帥帥。

2.制定標(biāo)準(zhǔn)的必要性和意義

公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要消耗大量砂石資源，近年隨著對天然砂石資源的限制

開采，現(xiàn)有的砂石資源難以滿足公路建設(shè)需求，給工程帶來了諸多困難與挑戰(zhàn)。

煤矸石作為我國排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一，堆存量近50億噸，且仍然

在以每年億噸以上的速度增加，堆存量極大。然而國內(nèi)煤矸石的利用率卻較低，

大部分未經(jīng)處理直接采用就近堆積的方式處理，產(chǎn)生諸多安全和環(huán)境污染問題，

對煤矸石進(jìn)行科學(xué)處理和資源化利用已成為急需解決的重大問題。而將煤矸石用

于鋪筑公路路面基層，實現(xiàn)規(guī)?；?、高值化利用，消化存量，無疑是拓寬煤矸石

應(yīng)用范圍，解決上述矛盾問題最直接、有效的途徑。

目前在水泥穩(wěn)定煤矸石鋪筑路面基層方面已經(jīng)有了一定的研究基礎(chǔ)和應(yīng)用

實例，但尚未形成完整的技術(shù)應(yīng)用體系和成套的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制依據(jù)，亟待建立公

路水泥穩(wěn)定煤矸石基層施工技術(shù)規(guī)范，從原材料要求、混合料設(shè)計、混合料施工、

施工質(zhì)量控制多個方面出發(fā)，形成相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。

開展資源綜合利用是我國深入實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。根據(jù)我國

“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導(dǎo)意見，大宗固體廢棄物量大面廣、環(huán)境

影響突出、利用前景廣闊，是資源綜合利用的核心領(lǐng)域。為了進(jìn)一步提升大宗固

廢綜合利用水平，全面提高資源利用效率，推動生態(tài)文明建設(shè)，促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展，

提出以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，深入貫徹黨的二十大精神，

堅定不移貫徹新發(fā)展理念，以全面提高資源利用效率為目標(biāo)，以推動資源綜合利

用產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展為核心，加強系統(tǒng)治理，創(chuàng)新利用模式，實施專項行動，促進(jìn)大

宗固廢實現(xiàn)綠色、高效、高質(zhì)、高值、規(guī)?；?，提高大宗固廢綜合利用水平，

實現(xiàn)大宗固廢“資源化、減量化、無害化”，助力生態(tài)文明建設(shè)，為經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)

量發(fā)展提供有力支撐。

當(dāng)前我國對固廢煤矸石的處理方式多處于較低水平，固廢煤矸石量大面廣、

環(huán)境和安全問題影響突出，急需實現(xiàn)對煤矸石的減量化、資源化、高值化利用。

煤矸石材料組成成分較為復(fù)雜，各地區(qū)之間存在一定差異，進(jìn)而對其性能產(chǎn)生較

大影響。對煤矸石壓碎值、耐崩解系數(shù)、燒失量等原材料技術(shù)指標(biāo)的控制，以及

混合料配合比組成設(shè)計與施工技術(shù)要求是應(yīng)用煤矸石的技術(shù)難點。目前煤矸石多

用于填筑公路路基，通過相關(guān)試驗驗證和實體工程應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果，

并形成了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)指南，而在公路水泥穩(wěn)定煤矸石基層方面雖進(jìn)行了一些

研究和應(yīng)用，但尚未形成完整的技術(shù)應(yīng)用體系和成套的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制依據(jù)，亟待

建立公路水泥穩(wěn)定煤矸石基層施工技術(shù)規(guī)范，從原材料要求、混合料設(shè)計、混合

料施工、施工質(zhì)量控制多個方面出發(fā)，形成相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。

煤矸石作為良好的筑路材料應(yīng)用于鋪筑公路路面基層，利用前景廣闊。目前

公路水泥穩(wěn)定煤矸石基層應(yīng)用技術(shù)已達(dá)到一定規(guī)模和成熟度，通過編制《公路水

泥穩(wěn)定煤矸石基層施工技術(shù)規(guī)范》，系統(tǒng)提出煤矸石用于公路基層的原材料技術(shù)

指標(biāo)、混合料設(shè)計、混合料施工、施工質(zhì)量控制等方面的技術(shù)要求，從而為煤矸

石在水泥穩(wěn)定基層中的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。推動公路建設(shè)采用煤矸石代替?zhèn)鹘y(tǒng)砂

石材料，減少礦山開采，節(jié)約天然砂石資源，降低公路路面基層工程造價；解決

煤矸石堆積所引起的生態(tài)環(huán)境污染及安全問題，改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，支撐生態(tài)文

明建設(shè)；提升大宗固廢煤矸石資源化利用水平；規(guī)范、指導(dǎo)煤矸石在公路基層中

的應(yīng)用，為其在公路路面基層中的科學(xué)利用奠定理論基礎(chǔ)，為水泥穩(wěn)定煤矸石基

層工程建設(shè)提供參考依據(jù)。

3.主要工作過程

本規(guī)范制訂項目起止時間為2023年4月至2024年3月。主要工作過程如下：

第一階段：立項階段（2023年4月～2023年5月）：組織標(biāo)準(zhǔn)編寫組，根

據(jù)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)管理辦法，編制規(guī)范申報書，參加立項申報會，完成項目立項。

第二階段：大綱階段（2023年6月～2023年7月）：收集國內(nèi)外相關(guān)資料，

在了解國內(nèi)實施煤矸石應(yīng)用于公路工程方面的相關(guān)經(jīng)驗、技術(shù)和應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)

上，確定水泥穩(wěn)定煤矸石基層的技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計方法，編制工作大綱、標(biāo)準(zhǔn)草稿、

編制說明等大綱文件。召開規(guī)范大綱評審會，形成會議紀(jì)要，根據(jù)會議意見修改

完善大綱階段文件并上報協(xié)會。

征求意見稿階段（2023年8月～2023年10月）：根據(jù)大綱文件，開展相關(guān)

調(diào)研和研究分析工作，完成征求意見稿草稿、編制說明、調(diào)研報告等文件。召開

征求意見稿評審會，形成會議紀(jì)要，根據(jù)會議意見修改完善征求意見稿階段文件

并上報協(xié)會。利用社會資源采取紙質(zhì)文件、網(wǎng)絡(luò)、組織專家會審等形式廣泛征求

有關(guān)方面專家意見，對征求意見進(jìn)行匯總整理，進(jìn)一步調(diào)整、完善征求意見稿。

第三階段：技術(shù)審查階段（送審稿）（2023年11月～2023年12月）：完

成送審稿草稿、編制說明、意見匯總處理表、調(diào)研報告等技術(shù)審查文件，組織召

開技術(shù)審查會，形成會議紀(jì)要，根據(jù)意見修改完善形成報批稿并上報協(xié)會。

第四階段：符合性審查階段（報批稿）（2024年1月～2024年3月）：完

成報批函、報批稿草稿、編制說明、調(diào)研報告、意見匯總處理表、標(biāo)準(zhǔn)簡要說明

等報批文件，組織召開審查會，形成會議紀(jì)要，根據(jù)意見修改完善形成最終報批

稿，對文件匯總整理，按協(xié)會要求提交標(biāo)準(zhǔn)報批稿相關(guān)資料。

4.制定標(biāo)準(zhǔn)的原則和依據(jù)，與現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)行法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

4.1制定標(biāo)準(zhǔn)的原則和依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)編制遵循我國標(biāo)準(zhǔn)體系，借鑒了國內(nèi)其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，在吸收國

內(nèi)外先進(jìn)的研究成果和工作經(jīng)驗的機會上，嚴(yán)格按照GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則

第一部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》的要求進(jìn)行編制，具有先進(jìn)性、合理性和適用性。

標(biāo)準(zhǔn)的各個方面均遵循國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到可應(yīng)用、規(guī)范化的目的。

該標(biāo)準(zhǔn)編制工作由邯鄲中建恒質(zhì)工程項目管理有限公司和中路高科（北京）

公路技術(shù)有限公司牽頭，交通運輸部公路科學(xué)研究院、邯鄲市交通運輸局、河北

工程大學(xué)等單位共同參編完成。標(biāo)準(zhǔn)主要參考了以下標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T1.1標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第一部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫

GB/T14685建筑用卵石、碎石

GB/T14684建筑用砂

GB/T29162煤矸石分類

GB/T29163煤矸石利用技術(shù)導(dǎo)則

GB/T35986煤矸石燒失量的測定

GB175通用硅酸鹽水泥

GB5749生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

JTG/TF20公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則

JTGD50公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范

JTG3430公路土工試驗規(guī)程

JTGE42公路工程集料試驗規(guī)程

JTGE51公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程

JTG3450公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程

JTGF80/1公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)

4.2與現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)行法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

經(jīng)調(diào)研，本標(biāo)準(zhǔn)制定的原則遵循國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)政策，符合現(xiàn)行的有關(guān)法律、

法規(guī)、規(guī)章的要求，與相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)相匹配，具有協(xié)調(diào)一致性。

5.主要條款的說明，主要技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、實驗驗證的論述

5.1主要條款的說明

《公路水泥穩(wěn)定煤矸石基層施工技術(shù)規(guī)范》主要由范圍、規(guī)范性引用文件、

術(shù)語和定義、原材料要求、混合料設(shè)計、混合料施工、施工質(zhì)量控制等組成，涉

及煤矸石應(yīng)用于路面基層的材料、設(shè)計、施工、檢測評價等內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)主要章節(jié)

框架和內(nèi)容如下：

1范圍

2規(guī)范性引用文件

3術(shù)語和定義

4原材料要求

4.1一般規(guī)定

4.2煤矸石

5混合料設(shè)計

5.1一般規(guī)定

5.2混合料技術(shù)要求

6混合料施工

6.1一般規(guī)定

6.2混合料拌和與運輸

6.3混合料攤鋪與碾壓

6.4養(yǎng)生及交通管制

7施工質(zhì)量控制

7.1一般規(guī)定

7.2材料檢驗

7.3施工過程檢測

7.4質(zhì)量檢查

5.2主要技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、試驗驗證的論述

5.2.1原材料要求

(1)壓碎值

壓碎值用于衡量石料在外部荷載作用下抵抗壓碎的能力，反應(yīng)材料力學(xué)性能。

通過文獻(xiàn)調(diào)研：

2013年柴亞南通過煤矸石路基填料分級標(biāo)準(zhǔn)及沉降特性研究，對全國40多

個礦區(qū)煤矸石壓碎值指標(biāo)的調(diào)查結(jié)果見下表。

省份產(chǎn)地壓碎值（%）

港口一礦28.05

港口二礦28.30

淮南礦區(qū)煤矸石26.10

淮南潘一礦22.65

安徽

淮南謝一礦22.64

淮南孔集礦22.73

淮南望峰崗選煤廠22.67

淮南謝三礦（東）22.65

淮南李一礦22.64

淮南李咀孜22.73

淮南謝三礦（西）22.67

淮南謝二礦22.65

淮南謝三礦（南）22.64

淮南謝三礦（北）22.73

蛟河礦區(qū)（已燃）44.40

蛟河礦區(qū)（未燃）37.70

九臺礦區(qū)39.40

琿春礦區(qū)28.70

吉林道清礦區(qū)21.30

遼源礦區(qū)32.60

灣溝礦區(qū)26.50

劉房子礦區(qū)（已燃）38.30

劉房子礦區(qū)（未燃）33.10

徐州權(quán)臺新礦22.10

徐州權(quán)臺老礦23.60

江蘇徐州韓橋礦夏橋井28.30

徐州大黃山礦29.90

徐州青山泉二號井24.30

濰坊礦區(qū)煤矸石（紅矸石）35.20

山東

濰坊礦區(qū)煤矸石（黑矸石）34.30

邯邢武安礦區(qū)陶一礦未燃30.40

邯邢武安礦區(qū)陶一礦已燃27.70

邯邢武安礦區(qū)陶二礦未燃29.60

邯邢武安礦區(qū)陶二礦已燃26.80

峰峰礦區(qū)灰色煤矸石24.52

河北

峰峰礦區(qū)紅色煤矸石28.63

峰峰礦區(qū)黑色煤矸石28.86

邢臺礦灰色煤矸石30.50

邢臺礦紅色煤矸石27.10

邢臺礦黑色煤矸石28.50

2013年董建勛在橋涵臺背回填煤矸石應(yīng)用技術(shù)研究中對四個礦區(qū)的煤矸石

壓碎值測試結(jié)果為24.1%、22.3%、28.7%、20.4%；2015年高建在巴彥高勒礦區(qū)

煤矸石路用性能研究中得出所用煤矸石壓碎值為26.7%；2015年滕飛等人在自燃

煤矸石粗骨料混凝土雙變量強度公式研究中對取自阜礦集團(tuán)所屬的4個不同礦

區(qū)煤矸石樣品壓碎值測試結(jié)果為19.6%、20.82%、22.93%、23.94%；2015年王

妮妮在沈撫地區(qū)煤矸石在遼東北地區(qū)普通公路基層中的應(yīng)用研究中得出煤矸石

壓碎值為23.9%；2017年程溫卿通過基于新型抗凍植被混凝土的煤矸石分級研究，

對10種煤矸石樣品進(jìn)行了壓碎值檢測，結(jié)果分別為24.3%、23.39%、16.91%、

18.33%、17.33%、15.74%、20.36%、23.54%、25.03%、10.96%；2017年夏政在

水泥穩(wěn)定水洗煤矸石材料的基層應(yīng)用研究中得出煤矸石壓碎值為33.1%；2017

年侯新月在煤矸石替代粗骨料的塑性混凝土力學(xué)性能與滲透性能的研究中對四

個礦區(qū)的煤矸石壓碎值測試結(jié)果分別為17.6%、17.25%、21.1%、14.2%；2019

年趙忠忠在鋼渣基人造彩砂制備及性能研究中得出所用洗選矸石壓碎值為

21.8%；2019年李明通過淮北水洗煤矸石在路面基層中的應(yīng)用研究得出所用煤矸

石壓碎值為29.6%；2019年趙旭在水泥穩(wěn)定煤矸石混合料路用性能分析中得出煤

矸石壓碎值為20.8%；2019年邱繼生通過不同地質(zhì)條件及地層下煤矸石理化性質(zhì)

的試驗研究得出試驗選取煤矸石壓碎值分別為21.3%、25.9%、20.8%、21.6%、

20.8%、20.7%、20.4%；2019年劉灝等人在煤矸石燒結(jié)頁巖磚材的耐久性研究中

得出煤矸石壓碎值為15.84%；2019年李霖皓等人在煤矸石作為骨料對不同水泥

基材料耐久性影響中，對四個許昌、太原、長治、榆林四個產(chǎn)地的煤矸石壓碎值

測試結(jié)果為19.1%、20.1%、20.4%、21.9%；2020年安永在煤矸石工程特性及在

通航機場中的應(yīng)用研究中對四種煤矸石材料壓碎值測試結(jié)果分別為26.82%、

25.89%、26%、26.34%；2020年溫久然等人在黏土質(zhì)煤矸石強化技術(shù)研究中得

出試驗采用煤矸石壓碎值為30.8%、38.95%；2020年李少偉等人在自燃煤矸石

粗骨料特性及其對混凝土性能的影響中得出煤矸石壓碎值為25.2%；2021年劉乃

成在煤矸石在水泥穩(wěn)定碎石基層中的路用性能研究中得出煤矸石壓碎值為

28.09%；2021年王明華在高溫對固廢骨料混凝土性能影響的實驗研究中得出所

用煤矸石壓碎值為15.4%；2022年王海在非自燃煤矸石粗骨料混凝土力學(xué)性能與

耐久性研究中得出所用煤矸石壓碎值為17.31%；2022年楊俊鑫在堿礦渣膠結(jié)的

煤矸石道路穩(wěn)定材料力學(xué)與微結(jié)構(gòu)特征試驗研究中得出所用煤矸石壓碎值為

18.8%。2022年金明亮等通過煤矸石在干旱黃土地區(qū)高等級公路路基中的應(yīng)用研

究，得出試驗用三種煤矸石樣本的壓碎值分別為25.2%、20.2%、34.5%。

通過試驗研究：

對五個礦區(qū)的煤矸石壓碎值進(jìn)行了試驗測試，其結(jié)果見下表。

試驗驗證數(shù)據(jù)

不同礦區(qū)煤矸

石編號

1#2#3#4#5#

壓碎值（%）25.229.427.135.433.4

通過標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研：

現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TF20-2015）中對粗集料壓

碎值的技術(shù)要求如下表所示：

高速公路和一級公路二級公試驗方

指標(biāo)層位

極重、特重交通重、中、輕交通路法

基層≤22a≤26≤35

壓碎值（%）底基T0316

≤30≤30≤40

層

注：a對花崗巖石料，壓碎值可放寬至25%。

調(diào)研了煤矸石相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中壓碎值指標(biāo)技術(shù)狀況，如下表所示：

標(biāo)準(zhǔn)名稱壓碎值指標(biāo)（%）標(biāo)準(zhǔn)類型

公路路基煤矸石填筑應(yīng)用技

≤30河北地標(biāo)

術(shù)指南（DB13/T1382-2011）

高速公路煤矸石填筑路基施填筑路基

工技術(shù)規(guī)程（DB13/T路床：≤25河北地標(biāo)

5054-2019）路堤：≤30

《掘進(jìn)煤矸石路面基層材料

1級：≤24

應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（T/CBCA河南團(tuán)標(biāo)

11級：≤32

006-2020）

指

一級二級

標(biāo)

壓

35～

寒區(qū)公路工程煤矸石應(yīng)用技碎≤3030～35

42吉林地標(biāo)

術(shù)指南（DB22T2062-2014）值%

活

＜＞

性-≥11.5

11.58.5

Mpa

煤矸石道路基層材料應(yīng)用技層高速公路和一二級中國工業(yè)合作

術(shù)指南（征求意見稿）位級公路及以協(xié)會團(tuán)標(biāo)

極重、重、中下公

特重交輕交路

通通

基≤30≤35≤40

層

底≤35≤40≤45

基

層

壓碎值指

使用范圍

標(biāo)%

煤矸石路面基層施工技術(shù)指

基層≤32陜西地標(biāo)

南（征求意見稿）二級及以

底基

下公路≤38

層

通過調(diào)研煤矸石壓碎值技術(shù)指標(biāo)可知：煤矸石的壓碎值從10.96%變化到

44.4%，其中≤26%約占61.6%，≤30%約占83.8%，≤40%約占98.9%，且在煤

矸石作基層材料研究中均能滿足力學(xué)指標(biāo)要求。結(jié)合調(diào)研煤矸石技術(shù)指標(biāo)情況，

在保證基層材料力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，為擴大煤矸石的適用范圍，對煤矸石壓碎值

進(jìn)行了規(guī)定，并以此作為煤矸石材料路用分級標(biāo)準(zhǔn)。

指標(biāo)I級II級試驗方法

JTGE42

壓碎值（%）≤26a≤35

T0316

注：a不適用于極重、特重交通等級的高速公路和一級公路。

(2)耐崩解性指數(shù)

因含有粘土礦物這類親水性較強的物質(zhì)，在巖石滲入水后，會吸水膨脹，使

內(nèi)部應(yīng)力不均勻，加之膠結(jié)物被水溶解，最后造成巖石中顆粒及其集合體的分散，

為巖石的崩解性。耐崩解性指數(shù)為煤矸石試樣在經(jīng)過兩次干濕標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)后殘留的

質(zhì)量與原質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示，以評價其抵抗軟化及崩解的能力。

通過文獻(xiàn)調(diào)研：

2013年柴亞南通過煤矸石路基填料分級標(biāo)準(zhǔn)及沉降特性研究，對全國13個

礦區(qū)煤矸石耐崩解性指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果見下表。

煤矸石崩解量（%）

省份產(chǎn)地

粒徑60mm粒徑40mm粒徑20mm

安徽港口礦區(qū)3.73.72.5

山東濰坊煤矸石

（紅矸石）2.62.72.8

山東

山東濰坊煤矸石

（黑矸石）2.82.92.7

邯邢武安礦區(qū)陶

一礦未燃3.96.45.8

邯邢武安礦區(qū)陶

一礦已燃3.21.13.6

邯邢武安礦區(qū)陶

二礦未燃5.23.71.6

邯邢武安礦區(qū)陶

二礦已燃1.40.80.7

峰峰礦區(qū)灰色煤

矸石9.38.88.3

河北

峰峰礦區(qū)紅色煤

矸石2.11.33.4

峰峰礦區(qū)黑色煤

矸石6.56.95.6

邢臺礦灰色煤矸

石3.26.85.6

邢臺礦紅色煤矸

石2.44.21.9

邢臺礦黑色煤矸

石5.37.33.7

2017年夏政在水泥穩(wěn)定水洗煤矸石材料的基層應(yīng)用研究中得出所用煤矸石

耐崩解性指數(shù)為94.4%（崩解量為5.6%）。

2019年李明在淮北水洗煤矸石在路面基層中的應(yīng)用研究中得出所用煤矸石

耐崩解性指數(shù)為95.21%（崩解量為4.79%）。

2020年安永在煤矸石工程特性及在通航機場中的應(yīng)用研究中得出四種煤矸

石樣品耐崩解性指數(shù)為97.4%、100%、96.7%、99%（崩解量為2.6%、0%、3.3%、

1%）。

通過試驗研究：

參照《公路工程巖石試驗規(guī)程》（JTGE41-2005）中T0207-2205耐崩解性

試驗，對五個礦區(qū)的煤矸石崩解量進(jìn)行了試驗測試，其結(jié)果見下表。

不同礦區(qū)煤矸石編號1#2#3#4#5#

粒徑60mm12.51.52.516.514.2

崩解量（%）粒徑40mm14.412.93.316.815.5

粒徑20mm13.411.81.515.513.7

通過標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研：

調(diào)研了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中耐崩解性指數(shù)指標(biāo)的技術(shù)要求：

規(guī)范崩解量指標(biāo)要求

《公路路基煤矸石填筑應(yīng)用技術(shù)指南》

≤30%

（DB13/T1382-2011）

《高速公路煤矸石填筑路基施工技術(shù)填筑路床≤25%

規(guī)程》（DB13/T5054-2019）填筑路堤≤30%

《公路煤矸石路堤設(shè)計與施工指南》

崩解量≤30%

（DB34∕T2376-2015）

《煤矸石路面基層施工技術(shù)指南》（征

求意見稿）≤10%

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大部分煤矸石的耐崩解性指數(shù)能達(dá)到85%以上，另外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中

規(guī)定煤矸石填筑路床崩解量≤25%，因此為保證路面基層強度和穩(wěn)定，擴大煤矸

石適用范圍，對煤矸石耐崩解性指數(shù)進(jìn)行了規(guī)定。

高速公路和一級二級及二級以下

指標(biāo)層位試驗方法

公路公路

基層JTGE41

耐崩解性指數(shù)（%）≥85

底基層T0207

(3)塑性指數(shù)

塑性指數(shù)是指煤矸石中細(xì)粒土（＜0.5mm）的液限和塑限的差值，用Ip表示，

用于反應(yīng)材料的物質(zhì)組成。在工程中常用于細(xì)粒土的分類，如Ip＞17為粘土；

10＜Ip≤17為粉質(zhì)粘土；Ip＜10為粉土。塑性指數(shù)越大，表明土的顆粒越細(xì)，比

表面積越大，土的粘?；蛴H水礦物（如蒙脫石）含量越高，土處在可塑狀態(tài)的含

水量變化范圍越大。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，煤矸石材料的塑性指數(shù)與礦物成分及自由膨脹率之間具有良

好的相關(guān)關(guān)系，采用塑性指數(shù)可以反映煤矸石礦物成分的性質(zhì)。根據(jù)《煤矸石筑

路技術(shù)研究及應(yīng)用》研究成果表明：塑性指數(shù)大于10的煤矸石通常含有較多的

蒙脫石、伊利石等不穩(wěn)定成分，而且膨脹率都比較大。同時塑性指數(shù)是影響水穩(wěn)

基層干縮應(yīng)變的主要因素之一，且干縮系數(shù)隨著塑性指數(shù)的增大而增大，考慮高

速公路和一級公路煤矸石塑性指數(shù)指標(biāo)確定為≤10，二級以二級以下公路指數(shù)指

標(biāo)確定為≤17。

規(guī)范塑性指數(shù)指標(biāo)要求

《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T

≤17

F20-2015）

寒區(qū)公路工程煤矸石應(yīng)用技術(shù)指南

＜10

（DB22/T2062-2014）

《掘進(jìn)煤矸石路面基層材料應(yīng)用技術(shù)

≤10

規(guī)程》（T/CBCA006-2020）

煤矸石道路基層材料應(yīng)用技術(shù)指南（征

求意見稿）≤17

(4)硫化物及硫酸鹽含量

硫化物及硫酸鹽含量指標(biāo)用于評價材料中含有的有害硫酸鹽、硫化物含量，

按SO3計。SO3含量控制的主要原因是考慮到其可能會與水泥中的鋁酸鹽反應(yīng)，

形成鈣礬石（AFt）針棒狀晶體，產(chǎn)生不均勻膨脹，影響水泥安定性，從而導(dǎo)致

材料的結(jié)構(gòu)破壞。

反應(yīng)機理如下：

2

當(dāng)硫酸鹽（如Na2SO4、K2SO4）中SO4大于1044mg/L時，硫酸鹽能與水

泥中的Ca(OH)2作用產(chǎn)生CaSO4，而硫酸鈣（CaSO4·2H2O）就能結(jié)晶析出。

反應(yīng)式如下：

Na2SO410H2OCa(OH)2CaSO42H2O2NaOH8H2O

2

當(dāng)SO4濃度低（但≥2.5%）時，硫酸鈣也能與水泥中的固態(tài)水化鋁酸鈣作

用，生成水化硫酸鋁酸鈣晶體。反應(yīng)式如下：

3(Ca2SO42H2O)3CaOAl2O36H2O19H2O3CaOAl2O33Ca2SO431H2O(鈣礬石)

由于水化鋁酸鈣下硫酸鈣作用生成水化硫酸鋁酸鈣的反應(yīng)是在固相中進(jìn)行

的，其中結(jié)合著大量結(jié)晶水，其體積約為原來水化鋁酸鈣的2.5倍，亦即硫酸鹽

與結(jié)硬水泥中的鋁酸三鈣結(jié)合而產(chǎn)生水化硫酸鋁酸鈣（鈣礬石），這一新生成物

能膨脹，使原來的體積增大，產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力從而破壞水泥穩(wěn)定材料的膠結(jié)作

用，影響其整體穩(wěn)定性及強度。

通過文獻(xiàn)調(diào)研：

2013年東北林業(yè)大學(xué)的董建勛研究了橋涵臺背回填煤矸石應(yīng)用技術(shù)，對黑

龍江七臺河地區(qū)內(nèi)4個礦區(qū)、其他省份的4個礦區(qū)產(chǎn)出的煤矸石理化性能進(jìn)行測

定與調(diào)查，結(jié)果見下表；

省份產(chǎn)地硫化物及硫酸鹽含量（%）

新立礦區(qū)0.1

新興礦一區(qū)0.3

黑龍江

桃山礦區(qū)0.15

新興礦二區(qū)0.13

廣東富強礦0.1

山東棗莊礦6.8

山西太原礦0.5

江蘇徐州礦0.64

2015年內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)的高建對內(nèi)蒙古鄂爾多斯市巴彥高勒礦區(qū)的煤矸石

路用性能展開研究，通過XRD儀器分析得出該礦區(qū)煤矸石硫化物及硫酸鹽含量

（SO3含量）為0.43%；

2017年黑龍江大學(xué)的侯新月通過研究煤矸石替代粗骨料的塑性混凝土力學(xué)

性能與滲透性能，試驗得出黑龍江省達(dá)連河煤礦的硫化物及硫酸鹽含量為0.35%；

2020年中國民航大學(xué)的安永研究了陜西某地的煤矸石路用性能，通過煤矸

石原料的灰分分析得出4組試樣的硫化物及硫酸鹽含量分別為1.89%、2.76%、

6.26%、5.82%；

2020年長安大學(xué)的溫久然等人以陜西銅川煤礦的煤矸石為研究對象，研究

黏土質(zhì)煤矸石強化技術(shù)，其中測得硫化物及硫酸鹽含量為0.71%；

2022年楊俊鑫研究了堿礦渣膠結(jié)的煤矸石道路穩(wěn)定材料力學(xué)與微結(jié)構(gòu)特征，

以安徽淮南的張集礦礦場的煤矸石為研究對象，測得其硫化物及硫酸鹽含量為

0.31%。

2010年李化建編著的書籍《煤矸石的綜合利用》中提到煤矸石中硫的存在

形式對煤矸石應(yīng)用的影響較大，我國大部分矸石含硫量比較低，一般低于1%。

2011年陳文敏、楊金和、詹隆主編的書籍《煤礦廢棄物綜合利用技術(shù)》中

提到我國的煤矸石含硫量St,d絕大部分都是低的，多小于1%，但也有一些礦井

的矸石，其硫份很高，有的甚至高達(dá)18.93%，如四川的南桐煤礦、貴州的六枝

煤礦。硫在煤矸石中存在形態(tài)，大部分為黃鐵礦硫，即以大小不同的黃鐵礦晶體

或結(jié)核存在于矸石中，因此可根據(jù)硫在矸石中的賦存情況采用人工手選、機械分

選、燃燒加工等方法，以便更好地利用矸石中的硫。

通過試驗研究：

對五個礦區(qū)的煤矸石硫化物及硫酸鹽含量進(jìn)行了試驗測試，其結(jié)果見下表。

試驗驗證數(shù)據(jù)

不同礦區(qū)煤矸

石編號

1#2#3#4#5#

硫化物及硫酸

1.322.701.872.232.98

鹽含量（%）

通過標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研：

調(diào)研了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中硫化物及硫酸鹽含量指標(biāo)的技術(shù)要求：

規(guī)范硫酸鹽含量指標(biāo)要求

CB/T建筑用砂≤0.5

GB50164混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)-

普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方

JGJ≤

法標(biāo)準(zhǔn)1.0

公路水泥混凝土路面施工

JTG/TF30≤

技術(shù)規(guī)范0.5

JTG/T3650公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范≤0.5

水泥穩(wěn)定類≤0.25

《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T石灰穩(wěn)定類≤0.80

F20-2015）石灰粉煤灰綜合穩(wěn)定-

水泥粉煤灰綜合穩(wěn)定-

《高速公路煤矸石填筑路基施工技術(shù)

≤1.0

規(guī)程》（DB13/T5054-2019）

I級煤矸石：≤0.25%，

級煤矸石：不做要求

《掘進(jìn)煤矸石路面基層材料應(yīng)用技術(shù)II

（I級煤矸石可用于高速公路，一級公

規(guī)程》（T/CBCA006-2020）

路以及其他等級公路；II級煤矸石只能

用于二級及二級以下公路）

填筑路基

高速公路煤矸石填筑路基施工技術(shù)規(guī)

路床：≤1%

程（DB13/T5054-2019）

路堤：≤1%

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，硅酸鹽水泥中氧化鎂（MgO）含量不得超過5.0%，如果水

泥經(jīng)壓蒸安定性試驗合格，則氧化鎂的含量允許放寬至6.0%；三氧化硫（SO3）

的含量不得超過3.5%。

可見我國大部分矸石含硫量比較低，一般低于1%。煤矸石的硫含量與同礦

原煤的硫含量密切相關(guān)，一般煤矸石的硫含量低于同礦的原煤，約為同礦井原煤

硫含量的30%～60%；但也存在高于原礦硫含量的煤矸石，特別是洗煤廠排出的，

因為洗煤的目的之一就是洗除煤中的硫化物，所以洗出的煤矸石硫含量會遠(yuǎn)高于

原煤，其中的硫多以黃鐵礦形式存在?？梢钥闯霎?dāng)煤矸石符合以下兩點之一，其

硫含量可能出現(xiàn)較高的情況：同礦原煤硫含量高、來源出自洗煤廠。但從原煤硫

含量上看，我國各地的煤以特低硫煤（<0.5%）和低硫煤（0.5%~0.9%）為主，

保有儲量分別占全國保有儲量的40.56%和31.84%；從來源上看，洗煤煤矸石約

占煤礦生產(chǎn)階段排出煤矸石的5%。因此硫含量較高的煤矸石數(shù)量相對較小。

另外，基層中水泥用量偏少，鋁酸鹽含量也就偏少；同時其結(jié)構(gòu)相對酥松，

具有一定空間以容納AFt的膨脹。因此在基層體系中，考慮將細(xì)集料中的硫酸

鹽含量確定為≤1.0%，以擴大煤矸石的適用范圍。

(5)燒失量

煤矸石燒失量是指將105℃±5℃干燥后的煤矸石試樣，于1000-1100℃溫度

下灼燒至恒重，以失去的質(zhì)量計算燒失量。它表征原料加熱分解的氣態(tài)產(chǎn)物(如

H2O，CO2等)和有機質(zhì)含量的多少，從而可以判斷在使用時原料是否體積穩(wěn)定。

相關(guān)研究表明，隨著燒失量的增大，混合料的工作性、流動性越差，同時高燒失

量材料中由于未燃盡成份較多，體積不穩(wěn)定，后期易造成混合料收縮、開裂，因

此需嚴(yán)格控制其燒失量。

通過文獻(xiàn)調(diào)研：

2013年柴亞南通過煤矸石路基填料分級標(biāo)準(zhǔn)及沉降特性研究，對全國16個

省市85個礦區(qū)的煤矸石燒失量指標(biāo)的調(diào)查結(jié)果見下表。

省份產(chǎn)地?zé)Я浚?）

遼寧撫順礦區(qū)23.02

黑龍江雞西礦區(qū)18.42

七臺河市富強未燃煤矸石7.45

七臺河市桃山自燃燃煤矸石0.28

石河子礦區(qū)1.90

硫磺溝煤礦22.18

五彩灣煤礦18.20

新疆哈1礦9.19

新疆

新疆哈2礦8.90

新疆哈露礦2.38

新疆伊喀礦9.07

新疆伊達(dá)礦5.44

大同礦區(qū)16.52

山西西山礦區(qū)24.19

陽泉礦區(qū)16.54

江西萍鄉(xiāng)礦區(qū)20.71

四川攀枝花礦區(qū)19.17

貴州六枝礦區(qū)17.60

重慶綦江礦區(qū)38.26

重慶南桐礦區(qū)芭蕉灣已燃煤矸石7.40

南桐礦區(qū)芭蕉灣未燃煤矸石12.80

肥城礦區(qū)16.75

棗礦東井黑色矸石20.26

興隆莊煤礦15.65

湯莊礦區(qū)（紅矸石）10.44

淄博礦區(qū)（紅矸石）9.53

濰坊礦區(qū)（紅矸石）11.00

濰坊礦區(qū)（黑矸石）17.30

山東

棗礦東井灰紅色矸石13.25

棗礦北1井黃色矸石7.70

官莊礦棗莊北2井紅色矸石2.16

棗莊山家林1礦灰黑色矸石13.44

棗莊山家林2礦灰黑色矸石18.93

棗莊周營礦黃色矸石13.95

棗莊后灣礦灰黑色矸石4.50

寧國港口礦區(qū)10.80

阜新自然煤矸石10.20

淮南潘一礦14.09

淮南謝一礦14.15

淮南孔集礦14.12

安徽

淮南望峰崗選煤廠14.09

淮南謝三礦（東）14.15

淮南李一礦14.12

淮南李咀孜14.09

淮南謝三礦（西）14.15

淮南謝二礦14.12

淮南謝三礦（南）14.09

淮南謝三礦（北）14.15

徐州權(quán)臺老礦14.00

江蘇

徐州權(quán)臺新礦13.07

鶴壁礦區(qū)（紅矸石）15.62

平頂山礦區(qū)未燃矸石14.80

平頂山礦區(qū)自燃矸石6.18

鶴壁礦區(qū)煤矸石24.15

河南焦作鑫珠春礦煤矸石19.74

焦作1＃礦區(qū)26.04

焦作吳村礦區(qū)16.44

焦作李固礦區(qū)12.52

焦作程村礦區(qū)16.78

陜西黃陵礦區(qū)16.68

營城礦區(qū)自燃煤矸石0.27

營城礦區(qū)未燃矸石0.92

蛟河礦區(qū)（已燃）0.90

蛟河礦區(qū)（未燃）8.40

吉林九臺礦區(qū)4.00

琿春礦區(qū)6.34

道清礦區(qū)8.50

遼源礦區(qū)5.40

灣溝礦區(qū)5.00

劉房子礦區(qū)（已燃）6.10

吉林

劉房子礦區(qū)（未燃）12.80

廣西合山礦務(wù)局煤研石34.78

唐山市開灤礦務(wù)局林西煤礦紅色

煤矸石13.50

唐山市開灤礦務(wù)局林西煤礦黑色

煤矸石14.22

唐山市開灤礦務(wù)局林西煤礦灰色

煤矸石13.96

邯邢武安礦區(qū)陶一礦未燃10.18

邯邢武安礦區(qū)陶一礦已燃9.04

河北

邯邢武安礦區(qū)陶二礦未燃12.9

邯邢武安礦區(qū)陶二礦已燃10.82

峰峰礦區(qū)灰色煤矸石18.13

峰峰礦區(qū)紅色煤矸石15.71

峰峰礦區(qū)黑色煤矸石17.05

邢臺礦灰色煤矸石10.24

邢臺礦紅色煤矸石9.53

邢臺礦黑色煤矸石12.38

2013年董建勛在橋涵臺背回填煤矸石應(yīng)用技術(shù)研究中得出煤矸石燒失量為

20.3%。

2015年高建對巴彥高勒礦區(qū)煤矸石路用性能研究中得出煤矸石燒失量為

10.56%。

2017年夏政在水泥穩(wěn)定水洗煤矸石材料的基層應(yīng)用研究中得出煤矸石燒失

量為15.4%。

2019年趙旭在水泥穩(wěn)定煤矸石混合料路用性能分析中得出自燃煤矸石燒失

量為1.86%，未燃煤矸石燒失量為8.34%。

2020年安永在煤矸石工程特性及在通航機場中的應(yīng)用研究中得出煤矸石燒

失量為12.8%。

2021年劉乃成通過煤矸石在水泥穩(wěn)定碎石基層中的路用性能研究得出1mm

以下煤矸石燒失量為14.97%。

2022年金明亮等通過煤矸石在干旱黃土地區(qū)高等級公路路基中的應(yīng)用研究，

得出試驗用三種煤矸石樣本的燒失量分別為11.27%、8.5%、16.5%。

通過試驗研究：

對五個礦區(qū)的煤矸石燒失量進(jìn)行了試驗測試，其結(jié)果見下表。

試驗驗證數(shù)據(jù)

不同礦區(qū)煤矸

石編號

1#2#3#4#5#

硫化物及硫酸

10.9216.8039.23516.83417.921

鹽含量（%）

通過標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研：

調(diào)研了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中煤矸石燒失量指標(biāo)的技術(shù)要求：

規(guī)范燒失量指標(biāo)要求

公路路基煤矸石填筑應(yīng)用技術(shù)指南

≤20為宜，＜15時最佳

（DB13/T1382-2011）

填筑路基

高速公路煤矸石填筑路基施工技術(shù)規(guī)

路床：≤18，＜15時最佳

程（DB13/T5054-2019）

路堤：≤20

掘進(jìn)煤矸石路面基層材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)

≤10

程（T/CBCA006-2020）

寒區(qū)公路工程煤矸石應(yīng)用技術(shù)指南

＜12

（DB22/T2062-2014）

《公路煤矸石路堤設(shè)計與施工指南》

≤12

（DB34∕T2376-2015）

可見煤矸石燒失量從0.27%變化至38.26%，其中燒失量＜12%的比例約為

39%，相對而言，未燃煤矸石燒失量較大，主要是由于未燃煤矸石堆放時間短，

殘留煤和有機質(zhì)的含量高。結(jié)合調(diào)研情況，考慮將煤矸