高速公路路基中建筑垃圾再生應(yīng)用研究

牟春龍

(內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024200)

1 建筑垃圾再生利用

建筑垃圾是構(gòu)筑物、建筑物在搭建、拆除、維修、裝修過程中出現(xiàn)的一些對建筑物無用或者不需要的物料，主要來源為建筑的拆除、建筑施工工地的廢棄物以及道路開挖的產(chǎn)物。在處理建筑垃圾時產(chǎn)生了很大的問題，很多城市都出現(xiàn)了垃圾圍城情況，嚴重影響了居民的日常生活。我國城市化發(fā)展速度加快，建筑垃圾逐漸增多。研究發(fā)現(xiàn)，建筑垃圾的路用性能指標完全符合路基回填的需要，且質(zhì)地堅硬，可以用建筑垃圾再生料來替代基層混合料中的碎石。

2 建筑垃圾應(yīng)用于高速公路路基中的現(xiàn)狀

我國是一個基建大國，公路建設(shè)對砂石等材料的需求量較大，如果對垃圾進行分類和再生，替代一些沙石等材料作為公路路基的填筑材料，能夠有效解決建筑垃圾污染問題，實現(xiàn)建筑材料資源的可持續(xù)發(fā)展。日本學(xué)者在建筑垃圾再生混凝土研究方面取得了一定成果，建筑垃圾在公路路基材料中的利用率達到了99%。德國建筑垃圾的利用率達到87%，美國、荷蘭等對建筑垃圾進行了分類，通過三級利用，總體上能夠使建筑垃圾的利用率達到90%。我國主要使用再生磚，而建筑垃圾再生利用率只有5%。相比發(fā)達國家，我國在建筑垃圾再生應(yīng)用方面的技術(shù)水平相對較低。建筑垃圾應(yīng)用應(yīng)注意以下問題：如果在路基回填時粗集料分布不均勻，可能會導(dǎo)致整體強度偏低、強度變化大等問題。粗集料中如果有一些超大顆粒，會造成表面粒徑變化大的情況，匹配水平較低。為了保證路基回填質(zhì)量，一定要重視良性土和建筑垃圾的比例，合理進行調(diào)節(jié)和控制，保證路基填筑質(zhì)量。加強對工程成本的控制，減少建筑廢物造成的環(huán)境污染。

3 建筑垃圾在高速公路路基中的再生應(yīng)用

3.1 案例分析

西安至寶雞的高速公路是陜西地區(qū)溝通東西的要道，也是中橫向線連云港至霍爾果斯高速公路(G30)在陜西省境內(nèi)的重要組成路段，在建設(shè)過程中標準較高。基底主要使用的是8%的50 cm厚灰土墊層進行填筑，填筑過程中，路基使用的是建筑垃圾，具體如圖1所示。

圖1 建筑垃圾路基填筑斷面圖Fig.1 Cross-section diagram of subgrade filling of construction waste

3.2 建筑垃圾的篩分

對建筑垃圾進行篩分。主要選擇一些粒徑在25 cm以下可以直接用于路基的填筑。對于粒徑超過25 cm的，要先進行破碎，再進行填筑。操作過程中需要保證填筑后的壓實度超過96%，不需要進行強化。這種施工工藝和傳統(tǒng)的黃土路基施工工藝相比，處理工序較為簡單，且技術(shù)指標較好[1]。

圖2 顎式破碎機Fig.2 Jaw crusher

建筑垃圾路基填筑施工過程中，需要加強機械化技術(shù)的應(yīng)用，由低向高逐層進行填筑。在每道工序施工完成后，還需要全面進行檢查，只有合格之后才能進入后續(xù)工序施工。需要合理地進行排水設(shè)備的配置，防止積水將路基浸泡軟化。

3.3 建筑垃圾的試驗和路面基料的設(shè)計

由于建筑垃圾組分不同，在進行基層回填生料配比過程中，需要采取合理的工藝。先取樣分析建筑垃圾并試驗建筑垃圾的成分、強度、最佳干密度、無側(cè)限抗壓強度等。通過試驗分析，了解建筑垃圾的參數(shù)性能，合理地對鋪筑路段的配合比進行調(diào)整，確定工藝參數(shù)。做好人工分揀工作，清除建筑垃圾中的一些塑料袋、木塊等雜質(zhì)。為了保證路基施工質(zhì)量和效果，需要合理進行混合料配比，確定建筑垃圾水泥的產(chǎn)量。在高速公路設(shè)計過程中，分別摻入20%～30%的垃圾再生料作為路面基層底層基料，替代原有的碎石。還加入了1.5%的水泥，以便讓混合料的黏性增加[2]。

3.4 建筑垃圾拌和施工

拌制過程中，需要將加工場的建筑垃圾運送到場內(nèi)固定的加工設(shè)備中，對其進行破碎，集中進行堆放，控制最大粒徑。為了減少灰塵量，通過灑水等方式進行控制。由專人對材料進行調(diào)配，及時檢測和調(diào)整再生料的拌和質(zhì)量和比例。

3.5 攤鋪施工

運料車卸料過程中主要使用漸進式鋪攤法。為了避免路基填料骨料分布不均，需通過人工方式對較高的堆體進行整平操作，先低后高，先兩側(cè)后中央。在完成卸料之后，需要馬上進行初平操作，主要是用推土機來推平再生料。操作過程中，需要注意將一層建筑垃圾細料撒布在表面上，接著通過光輪壓路機進行穩(wěn)壓[3]，最后再進行精平操作。攤鋪混合料時，應(yīng)審核攤鋪質(zhì)量，保證攤鋪效果。如果發(fā)現(xiàn)超粒徑骨料，及時清除。使用垃圾進行填筑時，應(yīng)進行找平，加強細節(jié)控制，保證路基表面層沒有明顯的高差。完成攤鋪之后，還需要測定建筑填料的含水量，及時灑水，保證含水量符合要求。

3.6 碾壓施工

要保證磚塊的充分破碎，填料顆粒重新排列，降低空隙率，確保路基的整體強度。可以使用光輪壓路機+拖式羊角碾的方式進行分層碾壓，保證碾壓效果。基層碾壓要先慢后快，先邊緣后兩邊，以保證壓實效果。應(yīng)對碾壓次數(shù)進行確認。

圖3 羊角碾碾壓Fig.3 Spiky roller grind

3.7 整平施工

完成碾壓之后需要保證路基表面密實平整，沒有明顯的凹凸，沒有顆粒離析的情況，并進行灌砂法測試，保證壓實度超過96%。為了提高路基基層的穩(wěn)定性，需要使用包邊土進行防護，以防雨水滲入基層當(dāng)中[4]。