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(guò)程中出現(xiàn)的一些對(duì)建筑物無(wú)用或者不需要的物料，主要來(lái)源為建筑的拆除、建筑施工工地的廢棄物以及道路開(kāi)挖的產(chǎn)物。在處理建筑垃圾時(shí)產(chǎn)生了很大的問(wèn)題，很多城市都出現(xiàn)了垃圾圍城情況，嚴(yán)重影響了居民的日常生活。我國(guó)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(biāo)完全符合路基回填的需要，且質(zhì)地堅(jiān)硬，可以用建筑垃圾再生料來(lái)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(guó)是一個(gè)基建大國(guó)，公路建設(shè)對(duì)砂石等材料的需求量較大，如果對(duì)垃圾進(jìn)行分類(lèi)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(wèn)題，實(shí)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(dá)到了99%。德國(guó)建筑垃圾的利用率達(dá)到87%，美國(guó)、荷蘭等對(duì)建筑垃圾進(jìn)行了分類(lèi)，通過(guò)三級(jí)利用，總體上能夠使建筑垃圾的利用率達(dá)到90%。我國(guó)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(dá)國(guó)家，我國(guó)在建筑垃圾再生應(yīng)用方面的技術(shù)水平相對(duì)較低。建筑垃圾應(yīng)用應(yīng)注意以下問(wèn)題：如果在路基回填時(shí)粗集料分布不均勻，可能會(huì)導(dǎo)致整體強(qiáng)度偏低、強(qiáng)度變化大等問(wèn)題。粗集料中如果有一些超大顆粒，會(huì)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(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，保證路基填筑質(zhì)量。加強(qiáng)對(duì)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(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)較高。基底主要使用的是8%的50 cm厚灰土墊層進(jìn)行填筑，填筑過(guò)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(duì)建筑垃圾進(jìn)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(duì)于粒徑超過(guò)25 cm的，要先進(jìn)行破碎，再進(jìn)行填筑。操作過(guò)程中需要保證填筑后的壓實(shí)度超過(guò)96%，不需要進(jìn)行強(qiáng)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(jiǎn)單，且技術(shù)指標(biāo)較好[1]。

圖2 顎式破碎機(jī)Fig.2 Jaw crusher

建筑垃圾路基填筑施工過(guò)程中，需要加強(qiáng)機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用，由低向高逐層進(jìn)行填筑。在每道工序施工完成后，還需要全面進(jìn)行檢查，只有合格之后才能進(jìn)入后續(xù)工序施工。需要合理地進(jìn)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(yàn)和路面基料的設(shè)計(jì)

由于建筑垃圾組分不同，在進(jìn)行基層回填生料配比過(guò)程中，需要采取合理的工藝。先取樣分析建筑垃圾并試驗(yàn)建筑垃圾的成分、強(qiáng)度、最佳干密度、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度等。通過(guò)試驗(yàn)分析，了解建筑垃圾的參數(shù)性能，合理地對(duì)鋪筑路段的配合比進(jìn)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(jìn)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(jì)過(guò)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(guò)程中，需要將加工場(chǎng)的建筑垃圾運(yùn)送到場(chǎng)內(nèi)固定的加工設(shè)備中，對(duì)其進(jìn)行破碎，集中進(jìn)行堆放，控制最大粒徑。為了減少灰塵量，通過(guò)灑水等方式進(jìn)行控制。由專(zhuān)人對(duì)材料進(jìn)行調(diào)配，及時(shí)檢測(cè)和調(diào)整再生料的拌和質(zhì)量和比例。

3.5 攤鋪施工

運(yùn)料車(chē)卸料過(guò)程中主要使用漸進(jìn)式鋪攤法。為了避免路基填料骨料分布不均，需通過(guò)人工方式對(duì)較高的堆體進(jìn)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(jìn)行初平操作，主要是用推土機(jī)來(lái)推平再生料。操作過(guò)程中，需要注意將一層建筑垃圾細(xì)料撒布在表面上，接著通過(guò)光輪壓路機(jī)進(jìn)行穩(wěn)壓[3]，最后再進(jìn)行精平操作。攤鋪混合料時(shí)，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(shí)清除。使用垃圾進(jìn)行填筑時(shí)，應(yīng)進(jìn)行找平，加強(qiáng)細(xì)節(jié)控制，保證路基表面層沒(méi)有明顯的高差。完成攤鋪之后，還需要測(cè)定建筑填料的含水量，及時(shí)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(qiáng)度?？梢允褂霉廨唹郝窓C(jī)+拖式羊角碾的方式進(jìn)行分層碾壓，保證碾壓效果?；鶎幽雺阂嚷罂?，先邊緣后兩邊，以保證壓實(shí)效果。應(yīng)對(duì)碾壓次數(shù)進(jìn)行確認(rèn)。

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(shí)平整，沒(méi)有明顯的凹凸，沒(méi)有顆粒離析的情況，并進(jìn)行灌砂法測(cè)試，保證壓實(shí)度超過(guò)96%。為了提高路基基層的穩(wěn)定性，需要使用包邊土進(jìn)行防護(hù)，以防雨水滲入基層當(dāng)中[4]。