煤矸石是煤炭开采过程中选用的碴料,约占原煤产量的10% ~ 20%。目前我国累计量已达数十亿吨,不仅占用大量农田,还因自燃造成严重环境污染,成为社会一大公害。在我国,煤矸石作为一种“三废”材料,还没有得到充分利用。
为了在高等级公路建设中充分合理利用煤矸石,1994年,山东省枣庄市交通局、公路局和省交通科学研究院组成了课题组。项目组通过室内试验,掌握了煤矸石的级配组成、物理、化学、水力和力学性质,并与土的相应指标进行了对比试验,分析了其路用性能指标,论证了用其填筑高等级公路路堤的可行性,制定了施工方案和施工工艺。通过试验段的铺筑,进一步验证了其可行性,其强度明显优于土。该项目于1995年被列入山东省科技发展计划。1997年11月,经省鉴定,煤矸石各项路用性能指标均满足高等级公路建设要求,填补了国内空空白。该项目获1998年山东省科技进步二等奖。
利用煤矸石填筑高等级公路路堤,不仅带来了公路建设中路堤填料和工艺流程的变化,而且解决了公路建设与取土之间的矛盾。同时,也为煤矸石的规模化利用找到了一条途径。高等级公路建设需要1×105m3路堤填土。如果用煤矸石代替土,可以节约和腾出6.67hm2的土地面积。按公路设计使用年限30年计算,每公里可增加净效益850万元。同时能有效防止煤矸石自燃排放的SO2等有害气体对环境、农作物和人们身心健康的危害。
煤矸石在我国分布广泛,其施工受季节影响较小,易于运输和压实,可以缩短工期。因此,煤矸石的利用具有广阔的前景。山东省枣庄市公路建设中,工程建成后,煤矸石大多用于填筑路堤。目前,包括京福高速枣庄段(87.9km)在内,共利用煤矸石8×106m3,可节约和腾出土地540多hm2,取得了明显的经济和社会效益。
综上所述,煤矸石在公路建设中的应用利在当代,利在千秋,符合我国经济的可持续发展战略。要进一步加大宣传力度,扩大技术交流,深入开展科学研究,制定行业规范,完善各项措施,鼓励综合利用,使之在全国有可能用煤矸石填筑路堤的地方更快更好地推广应用。