安徽某高速公路廢舊料利用研究

許 魁， 易 昕

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司;公路交通節能環保技術交通運輸行業研發中心;安徽 合肥 230088)

0 引 言

隨著社會經濟的迅猛發展，部分既有的雙向四車道高速公路已經不能滿足經濟發展及交通量增長需求,因此高速公路改擴建工程建設將在我國今后交通基礎設施建設領域持續一段較長的高潮期。它是在充分考慮資源環境約束力和承載力的前提下，通過集約利用運輸通道資源、土地資源和路產資源，針對部分已不能適應經濟社會發展的高速公路實施的以優化交通結構、提高運輸能力、提升服務質量為目的的一種重要的公路建設形式[1]。

目前國內高速公路改擴建以對既有道路雙側或單側拼寬建設為主，不可避免地需要對既有的防護、排水圬工進行拆除，同時需要對既有道路路面進行銑刨加鋪改善處理，這導致產生大量的廢舊料。改擴建過程中廢舊的圬工材料露天堆放，造成土地資源浪費[2]。經過長期的日曬雨淋后，廢舊的砂漿、混凝土和瀝青物質中含有的大量有毒物質，造成土壤和地下水污染[3,4]，同時長時間堆放的廢棄物可能會造成邊坡滑塌、泄洪不通暢等問題，危及周邊居民生活、生產。

根據規范提出的改擴建應遵循“利用與改擴建充分結合”的原則[5,6]，廢舊料的循環利用既可以做到節能環保，又可以物盡其用。因此，本研究結合安徽省某高速公路改擴建項目，對廢舊料利用展開研究，為類似項目提供參考。

1 廢舊料利用原則

廢舊料主要分為圬工類廢舊料和廢舊路面銑刨料。其中，圬工類廢舊料主要來源于路基的擋墻、拱形護坡、橋頭滿鋪拆除等，包括廢舊片、塊石、混凝土塊、預制塊以及圬工渣等；廢舊路面銑刨料主要來源于面層、基層、硬路肩等。針對上述兩種廢舊料，結合本項目特征制定以下幾點廢舊料利用原則。

(1)集中利用：分標段集中利用，提高整體利用率，降低運輸成本。

(2)降級利用:其中大型結構物的圬工材料可以加工，滿足要求后盡量在次級防護工程中應用，而廢舊路面銑刨料利用泡沫瀝青或者乳化瀝青冷再生做下面層，或者添加到熱拌料里做中面層和下面層[7]。

(3)強度要求：圬工材料強度不滿足要求的一律不得用于防護工程，或用于線外工程，而廢舊路面銑刨料的材料強度不滿足要求的一律不得用于上中面層。

(4)折損利用:如預制塊等防護在拆除時，往往受到一定程度損傷，在重復利用時要考慮損耗。

2 廢舊防護、排水圬工利用方法

2.1 廢舊防護、排水圬工利用方式

(1)新建防護、排水直接利用。本項目中，新建主線拱護尺寸、規格與拱護預制塊規格不同，橋頭滿鋪的預制塊不滿足新建六棱塊的厚度要求，上述圬工材料不能直接利用。但是根據降級利用原則，廢舊的預制塊、六棱塊，可以選擇外觀良好、規格整齊的用在線外涵洞、排水渠等線外工程的防護加固中。

(2)軟基加固利用。防護、排水圬工材料，強度相對較高，碎石化后的材料，比表面積較大，具有良好的透水性，可以減少毛細水上升，適用于軟基加固換填。依據軟基加固的方法，對圬工材料進行選型。例如，采用拋石擠淤法時，圬工材料中片塊石可直接采用；采用換填法時，選擇粒徑較小和碎石化的圬工材料。

(3)路面底基層、墊層利用。對于廢舊片石、塊石和預制塊，一般需將其碎石化，加工為再生集料。經篩洗并采用無機結合料處治后，可直接應用于路面的墊層或底基層，也可以部分或全部代替二灰穩定碎石和水泥穩定碎石混合料中的集料。

(4)路基、其他填筑利用。由于圬工渣存在含泥量偏大，性能不穩定。可以摻石灰、水泥對其進行處治后，用于路基填筑。圬工渣也可直接用于清淤換填、凹地填平等其他填筑。

2.2 廢舊防護、排水圬工利用案例

項目全線廢舊防護、排水圬工總量170 216 m3，其中混凝土106 208 m3，片石64 007 m3，邊溝蓋板5 076 m3。依據折損原則和現場調查蓋板損壞情況，考慮采用50%損失率，直接利用蓋板2 284 m3。空心、實心六棱塊總量1 919 m3，而空心六棱塊在拆除過程中損壞率相對較高，考慮采用70%損失率，直接利用六棱塊576 m3，用于線外通道、排水溝的砌石護坡。剩余混凝土、片石圬工需要進行篩選，按照其用于填筑料的材料要求進行處理。

對比新建防護、排水工程數量，蓋板利用數量占新建排水數量的6.7%。圬工材料體積較大，再加上防護效果、美觀性等方面的考慮,因此不能被直接利用，處理時應充分考慮方式的經濟性。地下水豐富的低填淺段，路床底可以填筑圬工廢料；清淤回填的還塘挖方可以用較大碎石塊回填，還節約了圬工材料碎石化處理的費用。

3 廢舊路面銑刨料利用方法

3.1 廢舊路面銑刨料利用方式

(1) 瀝青銑刨料。本項目通過利用率比選，采用廠拌熱再生料的工藝，流程如下: ①對改建瀝青路面進行銑刨；②把回收所得的廢舊料拉至拌和場地，和新加的骨料、瀝青一并放至相關的攪拌設備中開始進行再生、加熱處理；③將新拌的成品料卸入運輸車, 并將其運至施工現場；④進行攤鋪與壓實處理。

(2)水穩銑刨料。水泥穩定碎石的再生集料大粒徑所占比例較小，物理性質相對均勻，改良后繼續用于新建路面結構水穩層。本項目的“四車道保通”方案，可以滿足盡快利用的需求，考慮新建水穩層適當應用部分。

(3)底基層挖除料。石灰土是較好的路基填筑材料，可將開挖出來的底基層廢料作為路基填筑材料。

3.2 廢舊路面銑刨料利用案例

結合項目施工組織“保通四車道”的要求，先開挖既有硬路肩，待兩側拼寬部分施工至中面層后，方可轉移交通至同一側，然后銑刨既有路面上面層并進行病害處理，全線老路挖除的路面總量為851 501 m3，其中瀝青面層為243 492 m3，基層408 000 m3，底基層200 009 m3。

全線長102.664 km，四車道總長82.384 km，六車道長20.280 km。四車道銑刨瀝青面層195 400 m3，六車道銑刨瀝青面層48 092 m3。推薦硬路肩瀝青混合料再生利用于拼接部分上基層，硬路肩面層銑刨料共計83 040 m3，按5%的損耗率，將有78 888 m3可用于拼寬部分上基層及下面層。

本項目主線拼寬路面結構中AM-25層利用瀝青熱再生料共142 170 m3，用去老路瀝青銑刨料42 651 m3，利用率為30%。主線拼寬、新建匝道路面下面層共137 775 m3，用去老路瀝青銑刨料37 349 m3，利用率為30%，剩余面層銑刨料碎石作為下基層的集料，具體應用情況見表1。

表1 瀝青銑刨料再生應用情況(單位：m3)

基層水穩銑刨料考慮部分再生利用，全線設計利用76 468 m3，用于主線、新建匝道拼寬利用率為25%。本項目土方總體以借方為主，因而在路基填筑及其他填筑中可以考慮利用碎石。具體應用情況見表2。

表2 基層銑刨料再生應用情況(單位：m3)

老路底基層為石灰土，部分段落挖除的石灰土含水率較高。一般來說，經過長期的固結及硬化，強度相對較高，適當改良可以直接填筑路基，其中200 009 m3用于底基層料，200 009 m3用于路堤填筑。

4 結束語

本研究主要依托實體安徽某高速公路改擴建工程，對改擴建項目中的廢舊料利用展開研究，發現圬工廢棄物可以有效地應用于防護和排水工程，廢舊路面銑刨料可以應用于面層、基層、底基層和路基的填筑。廢棄物的循環利用能夠有效地緩解資源緊張和環境問題，但是瀝青廢棄料的重復利用率有待進一步提升，而且，老路底基層的石灰土能否不經改良直接用于路基、路床填筑亟須進一步的試驗研究。