廢料在公路工程中的再生利用及造價對比分析

張亮亮

（黑龍江遠升工程咨詢有限公司，黑龍江 哈爾濱 150090）

施工建設單位在新建、改建、擴建及拆除各類建筑物、構筑物等過程中，產生的大量棄土、棄料和其他廢棄物，即建筑廢料。近年來我國建筑業房屋施工面積呈總體上升趨勢，隨著城市的發展，建筑垃圾生產存量在將突破30 億噸。相較于德國、日本、新西蘭等國家高于75%的建筑垃圾再生利用率，我國在對廢舊建筑材料的研究領域仍處于初步階段，大多數的建筑廢料僅對其做填埋或隨意堆放處理，易造成廢料越積越多、用于堆放的公共場地面積越來越少的局面。因此，如何在有限的城市內部空間中實現該部分建筑資源的再生利用，將成為日后現代化發展進程中亟待解決的難題。公路工程項目施工中，將建筑廢料作為墊層、基層填料使用是實現消納建筑廢料的高效途徑。本文通過工程實例，論述建筑廢料在公路施工再生利用的可行性。

一、建筑垃圾應用于高速公路路基中的現狀

我國是一個基建大國，公路建設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，實現建筑材料資源的可持續發展。日本學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%。相比發達國家，我國在建筑垃圾再生應用方面的技術水平相對較低。建筑垃圾應用應注意以下問題:如果在路基回填時粗集料分布不均勻，可能會導致整體強度偏低、強度變化大等問題。

二、建筑垃圾在高速公路路基中的再生應用

（一）室內試驗

本次路基換填施工利用的建筑廢料主要為磚渣及混凝土碎塊。施工中采用的建筑廢料通過采購方式收集。采購所得的建筑廢料需統一堆放在堆料場，并對混雜其中的生活垃圾、腐殖物、金屬材料等非適用性雜質進行初步篩分，對大粒徑集料進行機械破碎解小，至最大粒徑不超過37.5mm。實驗中取建筑廢料磚集料、混凝土集料配比依次為0%∶100%、20%∶80%、40%∶60%、60%∶40%、80%∶20%、100%∶0%的六種情況下的混合料分別進行CBR 試驗。根據試驗規程，采用Ⅱ-2 重型擊實試驗方式進行測試，然后將裝有式樣的試筒放在路強儀上進行承載比試驗，通過多組試驗結果均值對比后，決定選取貫入量為5mm 的承載比。

（二）場地處理

施工前需對軟基路段進行場地清理，開挖臨時排水溝排水。測量人員對場地進行施工放樣并撒白灰標記相鄰邊樁，便于后續的換填施工。在換填路段內使用挖掘機挖出換填深度內的淤泥，并取樣品進行試驗檢測，對其中各項檢測指標均合格的可作為換填料使用。

（三）建筑垃圾的試驗和路面基料的設計

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、無側限抗壓強度等。通過試驗分析，了解建筑垃圾的參數性能，合理地對鋪筑路段的配合比進行調整，確定工藝參數。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。為了保證路基施工質量和效果，需要合理進行混合料配比，確定建筑垃圾水泥的產量。

（四）面層利用方案

采取工藝較為完善的廠拌熱生產工藝作為項目施工方案，普通熱拌瀝青混合料的成本對比。主線既包括瀝青路面銑刨，還包括先運回拌和站堆放、存儲，待主線或匝道施工具有工作斷面后，再將回收料進行拌和再生利用。再生料施工過程中，拌和時間消耗時間稍長。瀝青混合料的施工溫度，要高于道路石油瀝青混合料10℃左右。銑刨、運輸等過程中消耗較長時間，容易拖延施工時間。此項目施工中常規瀝青單價費用低廉，而運用廠拌熱再生瀝青混合料施工成本則較高，綜合進行考慮以后，選擇常規瀝青作業施工工藝。

（五）力學性能

路面結構中基層材料破壞主要是受拉應力作用，無機結合料穩定類基層材料的力學指標一直是無側限抗壓強度，其原因主要是水泥基材料的抗壓強度要遠大于抗拉強度。無側限抗壓強度對無機結合料穩定類基層材料抵抗外力破壞有著積極的作用。由數據可知，上述無機結合料穩定類基層材料的無側限抗壓強度較為良好，表明其力學性能較為良好且抗外力破壞能力較強，能夠極大限度滿足路面設計對無機結合料穩定類基層的要求。

（六）布料及碾壓

施工場地初步處理后，用自卸車將上述摻量比例的混合填料分別撒布在劃分好的6 處相鄰的5.47m×5.47m 的白灰粉方格線內，每方格填料大概12m3，松鋪厚度約40cm。用推土機進行初步推平，并利用風鎬和挖掘機將大粒徑集料再次解小，保證廢料粒徑不大于松鋪厚度的2/3。利用22T 重型壓路機以3km/h 速度對填料進行分層碾壓，碾壓從兩側向中部的順序進行。前四遍碾壓分別按靜壓1 遍、弱振2 遍、強振1 遍開展，第四遍后每加一遍強振需進行沉降差測量（6 處試驗段各選2 個斷面，每個斷面5 個測量點），并對現場測量數據作匯總及處理分析，直至確定符合規范要求的沉降差所對應的遍數。

（七）工程造價分析

建筑廢料在工程施工中的應用，除了要滿足技術層面要求外，還應考慮造價上的可行情況。按照《公路工程基本建設項目概算預算編制辦法》《公路工程預算定額》及《公路工程機械臺班費用定額》計算可知，在同一施工標段中，采用不同軟基回填方案，造價綜合指標有所不同。可見，在相同回填量下，宜利用建筑廢料開展軟基換填處置，對比回填片石、土和回填碎石、中粗砂、土的施工方案，造價分別降低約21%、27%，在地方材料價格階段性上漲時期具有可行性及經濟效益，可將該施工方案應用于實際施工中。

（八）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壓，最后再進行精平操作。攤鋪混合料時，應審核攤鋪質量，保證攤鋪效果。如果發現超粒徑骨料，及時清除。使用垃圾進行填筑時，應進行找平，加強細節控制，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。

（九）現場檢測

為測量試驗段工作面碾壓平整后的實際質量情況，利用落錘式彎沉儀（FWD）及核子密度儀對攤鋪結構層進行實地測量，測量點位置與沉降差測試點相同。經測試數據匯總處理，可得出在不同磚集料、混凝土集料摻量下試驗段的彎沉值、回彈模量和干密度情況。從檢測結果可以看出，回彈模量和干密度指標隨廢料摻量的增大呈減小趨勢，彎沉值呈增大趨勢。在磚集料摻量為0%-40%時，各項指標變化趨于平緩；當大于40%時，指標變化幅度有所加大。從而推斷在實際施工時，可將40%磚集料：60%混凝土集料摻量作為換填施工混合填料的控制指標。綜合試驗段檢測結果、機械設備組合因素分析，采用磚集料和混凝土集料混合比例為40%∶60%的再生混合填料效果最佳，磚集料含量不宜超過40%，并以松鋪厚度為40cm，22T 重型壓路機碾壓7 遍作為軟基換填施工工藝的控制指標，指導后續現場軟基換填施工。

結束語：綜上所述，從節約成本的角度出發，此次項目施工作業中運用了路基填料方案。運用廢棄掩埋的施工方案，需要運用防滲膜進行包裹。此過程中仍然存在對地下水污染的危險，因此作業過程中需要運用廢舊瀝青混合料填筑路基，將剩余的瀝青進行堆積，以方便下次進行利用。此項廢舊瀝青混凝土再利用方案經濟性與環保性具有明顯優勢，可為以后類型工程提供技術支持。