建筑垃圾應(yīng)用于高速公路路基中的施工要點(diǎn)

杜 慶 宏

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,山西 晉中　030600)

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)化建設(shè)規(guī)模不斷壯大，產(chǎn)生的建筑垃圾的數(shù)量越來越多，建筑垃圾體量越來越大，很多城市產(chǎn)生了垃圾圍城困局，對于城市居民的生活造成了極大影響。將建筑垃圾作為道路路基成為解決問題的一個重要方向，實現(xiàn)變廢為寶，廢棄材料再生重大意義。

隨著我國公路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模發(fā)展迅速，導(dǎo)致傳統(tǒng)資源極度短缺。建筑材料需求巨大與碎石、砂礫等材料短缺的矛盾日益突出。為確保我國公路交通業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，使用建筑垃圾替代部分傳統(tǒng)材料，作為路用材料使用，是降低工程造價，彌補(bǔ)資源短缺的有效途徑。

建筑垃圾是放錯地方的資源，建筑垃圾再生材料是作為路基填筑的一種新興填料。我國建筑垃圾回收利用主要是用來制作混凝土骨料、再生砌塊、鋪道磚等，應(yīng)用時要將其中的渣土剔除，應(yīng)用效益低，利用率不足10%。將建筑垃圾應(yīng)用于道路工程建設(shè)是一種國外處治建筑垃圾的成熟方式。據(jù)統(tǒng)計，道路施工是實現(xiàn)建筑垃圾循環(huán)利用的最主要方式，美國的利用率在70%左右，德國在90%以上。

我省(山西)新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快、城市建設(shè)與改造提速，省內(nèi)各地建筑垃圾大量產(chǎn)生，環(huán)境污染和垃圾圍城等問題突出。2018年，山西省在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)建筑垃圾管理加快推進(jìn)資源化利用的通知》要求，到2020年，建筑垃圾資源化利用率達(dá)到30%以上，公路路基墊層等須優(yōu)先采用建筑垃圾再生產(chǎn)品。

1　建筑垃圾工程特性

建筑垃圾是指在對建筑物、構(gòu)筑物的建設(shè)、維修、拆除和裝修的活動中產(chǎn)生的對建筑物本身無用或不需要的排出物料。主要來源道路開挖、建筑工地施工、舊建筑拆除。

在我國，隨著城市化規(guī)模的加快，建筑垃圾堆放普遍存在，垃圾圍城問題突出，實現(xiàn)建筑垃圾的循環(huán)利用率尚不足2%。其來源主要是市政工程、房地產(chǎn)工程等產(chǎn)生的水泥混凝土及磚塊等廢棄物骨料。研究表明，我國建筑垃圾的路用性能指標(biāo)完全能滿足路基回填要求，質(zhì)地堅硬，具有碎石一半以上的抗壓強(qiáng)度，可將基層混合料中的碎石用建筑垃圾再生料來代替。將建筑垃圾再生料用于高速公路路基填筑，既達(dá)到了路基質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，又降低了施工成本，是一種消納大量建筑垃圾的有效措施。

在應(yīng)用建筑垃圾進(jìn)行路基回填設(shè)計時，需注意到以下幾點(diǎn)：粗集料分布不均勻，表現(xiàn)出強(qiáng)度變化大、整體強(qiáng)度偏低的問題；粗集料中含有的超大顆粒含量高，表現(xiàn)出粒徑變化大的問題；級配差，表現(xiàn)在其中混雜的土含量不小，容易出現(xiàn)粗細(xì)集料比例不穩(wěn)定問題。為確保路基回填施工質(zhì)量，須重視進(jìn)行建筑垃圾與良性土摻加比例的調(diào)整和控制，將建筑垃圾的不良特性和影響有效消除后進(jìn)行應(yīng)用，有利于控制工程成本，同時也為降低建筑廢料環(huán)境污染做出貢獻(xiàn)。

2015年完工的西咸北環(huán)高速公路是我國首條以建筑垃圾為筑路材料的高等級公路，實現(xiàn)了建筑垃圾變廢為寶的綠色理念。2015年，河南新鄭道路軟基施工中，采用了破碎的建筑垃圾再生骨料。2017年，北京顧八路大修工程中使用了建筑垃圾再生料，80%的基層材料都使用了廢舊磚混建筑垃圾。建筑垃圾在上述工程中的成功應(yīng)用，表明了建筑垃圾破碎再生是科學(xué)的處理方法，作為路基施工是可行的，且經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2　建筑垃圾路基施工要點(diǎn)

在西咸北環(huán)線高速公路施工中，基底采用50 cm厚的8%灰土墊層進(jìn)行填筑，路堤采用建筑垃圾填筑，如圖1所示。本文筆者對我國一些省市采用建筑垃圾路基工程中的施工經(jīng)驗進(jìn)行了總結(jié)，分析了各工序的控制要點(diǎn)，以期進(jìn)行應(yīng)用和推廣。

在公路基層應(yīng)用建筑垃圾填筑中，篩分后的建筑垃圾粒徑在25 cm以下的，可直接用于填筑路基，將25 cm以上的破碎后再填筑。要求填筑后的壓實度不小于96%，無需進(jìn)行強(qiáng)夯。填筑施工工藝比傳統(tǒng)黃土路基處理簡單，且技術(shù)指標(biāo)比傳統(tǒng)填料要好。

在使用建筑垃圾填筑路基施工中，應(yīng)采用配套的機(jī)械化施工，縱向分段、水平分層、由低向高、逐層填筑。每道工序完工后，須進(jìn)行全面質(zhì)量檢查，合格后方可進(jìn)入下道工序施工。施工時間盡可能避開雨季。設(shè)置排水措施，避免積水浸泡軟化路基。

在進(jìn)行正式施工前，須進(jìn)行基層清表后確保壓實度不小于90%。

2.1　設(shè)計

建筑垃圾組分不同，應(yīng)用于基層回填的再生料配比和回填工藝也不同。

對采用的建筑垃圾進(jìn)行取樣分析，通過試驗分析其成分、最佳含水量、最佳干密度、粗細(xì)集料質(zhì)量比及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等試驗數(shù)據(jù)。經(jīng)試驗分析，確定最大含水量及最大干密度值。通過進(jìn)行試鋪段的配合比驗證及調(diào)整，合理確定各種工藝參數(shù)。

應(yīng)人工翻檢，將建筑垃圾中的鋼筋、木塊、塑料袋、泡沫輕物質(zhì)等雜質(zhì)配合機(jī)械剔除。

為保證路基質(zhì)量，應(yīng)合理進(jìn)行混合料配合比設(shè)計，合理確定建筑垃圾，水泥等摻量。

在西咸北環(huán)線高速公路設(shè)計中，分別摻加了20%，30%的建筑垃圾再生粒料作為路面基層、底基層集料摻配替代碎石。一般添加1.5%水泥增加混合料黏性。

2.2　拌制

運(yùn)至加工場的建筑垃圾采用移動式加工設(shè)備或場內(nèi)固定式加工設(shè)備進(jìn)行破碎并集中堆放，如圖2所示，進(jìn)行最大粒徑控制。

對采用的建筑垃圾應(yīng)分類堆放。對其灑水應(yīng)均勻，以減少灰塵量。

設(shè)置專人進(jìn)行填料調(diào)配指揮，及時對再生料拌和質(zhì)量進(jìn)行檢查和調(diào)整。

2.3　鋪攤

運(yùn)料車卸料時，采用漸進(jìn)式鋪攤法，以防止路基填料骨料分布不均。路堤全寬水平分層，先低后高，先兩側(cè)后中央。人工對較高堆體進(jìn)行整平，松鋪層厚度為25 cm。

卸料后，立即進(jìn)行初平作業(yè)，使用推土機(jī)將再生料推平。在初平作業(yè)結(jié)束后，將一層建筑垃圾細(xì)料在表面層撒布后使用光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓2遍，撒布厚度一般為5 cm。最后進(jìn)行精平作業(yè)，使用平地機(jī)沿路線縱向方向進(jìn)行，如圖3所示。

在混合料鋪攤過程中，設(shè)置專人進(jìn)行鋪攤質(zhì)量核查，可人工將超粒徑骨料予以清除，使用建筑垃圾細(xì)料將發(fā)現(xiàn)的不平整處進(jìn)行找平，確保精平后的路基表面層無明顯高差。

鋪攤后的建筑垃圾填料含水量及時進(jìn)行測定，必要時使用灑水車灑水，如圖4所示，灑水應(yīng)均勻，確保含水量處于最佳含水量±2%之內(nèi)。

2.4　碾壓

通過碾壓作業(yè)，確保磚塊破碎、粒徑變小，填料顆粒重新排列，以降低空隙率，保證路基整體強(qiáng)度及變形穩(wěn)定。

采取“拖式羊角碾+光輪壓路機(jī)”結(jié)合的分層碾壓方案，合理確定單鋼輪振動壓路機(jī)和振動羊角碾壓路機(jī)(如圖5所示)的組合方式及數(shù)量配置，以確保混合料生產(chǎn)、運(yùn)輸、鋪攤及碾壓能力間的相互協(xié)調(diào)。

在基層碾壓中，作業(yè)須按照“先邊緣后中間、先慢后快”的原則進(jìn)行。為確保壓實效果，要求壓實路線縱向互相平行，應(yīng)嚴(yán)格按確定的遍數(shù)進(jìn)行。

2.5　檢測

碾壓完畢后，路基表面應(yīng)平整、密實，無明顯凹凸現(xiàn)象，無粒料離析現(xiàn)象，無明顯可視雜物。

碾壓結(jié)束后，使用灌砂法進(jìn)行路基壓實度檢測，要求壓實度不小于96%。

為提高路面基層穩(wěn)定性，還可以通過采取設(shè)置包邊土進(jìn)行種草防護(hù)等措施，以避免雨水滲入基層或沖刷邊坡。

3　結(jié)語

道路修筑是最大的人造工程。以高速公路瀝青路面為例，其對砂石材料的消耗巨大。回收建筑垃圾加工生產(chǎn)再生料，將其應(yīng)用于公路工程，可以在路基、路面基層、構(gòu)件預(yù)制、臨建設(shè)施、建筑裝飾等方面綜合利用。將建筑垃圾大量應(yīng)用于道路工程，能有效避免堆放導(dǎo)致的污染難題，符合綠色發(fā)展要求。

將建筑垃圾應(yīng)用于公路路基，是目前大量消納建筑垃圾的最有效途徑。由于路基結(jié)構(gòu)層次多，隨著結(jié)構(gòu)層次深入，對原材料的要求逐漸降低。對建筑垃圾進(jìn)行合理分類，將其中質(zhì)量、組分較好的部分代替部分砂石材料在基層上層施工中使用，將質(zhì)量差的可在基層下層施工中使用，實現(xiàn)建筑垃圾在基層施工中的差異化利用是以后的發(fā)展方向之一。

目前，我國的建筑垃圾填筑路基再利用處于起步階段。在建筑垃圾處置立法及建筑垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)缺乏，規(guī)范化使用和政策引導(dǎo)才剛剛起步。隨著立法、規(guī)范和施工工藝的完善，建筑垃圾資源化利用具有極大的發(fā)展空間。