建筑垃圾再生材料填筑路基設(shè)計及施工要點

儲 琚

（天津市交通科學(xué)研究院，天津300300）

隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、棚戶區(qū)改造、房地產(chǎn)開發(fā)等工程建設(shè)產(chǎn)生了大量建筑垃圾[1～2]。這些建筑垃圾露天堆放或填埋處理，不僅占用大量土地資源，也影響城市環(huán)境；而將建筑垃圾再生用作筑路材料，一方面能夠解決禁止開山以來的石料短缺問題，另一方面也從根本上解決了建筑垃圾的資源化利用難題[3～4]。目前，主要是從添加穩(wěn)定劑，增加再生材料強度和整體性的角度出發(fā)，開展材料性能研究；而從斷面設(shè)計角度出發(fā)，對路基整體穩(wěn)定性的研究很少。

本文從斷面設(shè)計角度出發(fā)，提出內(nèi)填建筑垃圾骨料外包黏土的“金包銀”式設(shè)計斷面。

1 建筑垃圾再生材料性能及強度分析

建筑垃圾主要包括磚塊、混凝土塊和少部分石塊。按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法要求進(jìn)行表觀密度、洛杉磯磨耗值、集料堅固性試驗，由試驗結(jié)果[5]可以看出：除磚塊的表觀密度和洛杉磯磨耗值外，其他建筑垃圾再生材料的指標(biāo)均能滿足中下面層用粗集料的技術(shù)要求[6]；CBR值能夠滿足路基設(shè)計規(guī)范的要求，是一種強度較高的路基填筑材料。見表1。

表1 建筑垃圾原材料性能及強度分析

2 路基填筑斷面設(shè)計及施工要點

2.1 斷面設(shè)計

采用包邊土的方案（俗稱“金包銀”）[7～8]不僅能夠最大限度地利用建筑垃圾再生材料，而且能夠方便地進(jìn)行邊坡綠化。包邊土采用黏土，寬度取1 m：一方面能夠滿足邊坡穩(wěn)定性的要求，距邊1.0 m大部分位于土路肩（一般取0.75 m）范圍，能夠很好地避免橫向不均勻沉降；另一方面，施工時包邊土加寬填筑0.5 m，包邊土總的施工寬度為1.5 m，相對于壓路機（一般寬2.5 m左右）來說，具有足夠的壓實寬度，能夠保證包邊土的壓實度，減少“溜坡”病害的發(fā)生。包邊土內(nèi)坡取1∶1.5，外坡取1∶2.0，有利于增加邊坡的整體穩(wěn)定性，同樣能夠減少“溜坡”病害的發(fā)生。封頂土取厚度0.3 m，也就是將上路床采用封頂土來填筑，能夠減少水的滲透，避免橫向不均勻沉降。見圖1。

圖1 “金包銀”式路基填筑斷面形式

2.2 施工方法

采用同步施工法，先攤鋪路堤中心的建筑垃圾再生材料（芯料），再攤鋪外側(cè)的包邊土，每層松鋪厚度為25～30 cm。松鋪系數(shù)應(yīng)通過試驗段來確定，初步建議為1.10～1.20[9]，芯料和包邊土可以采用不同的松鋪系數(shù)，只要確保壓實后兩者厚度一致即可。

2.2.1 清表碾壓和排水

施工前，對紅線范圍內(nèi)的水以開排水溝的方式排除，保證適宜進(jìn)行清表和填前碾壓作業(yè)。對路基基底進(jìn)行表土清除，采用推土機，清表厚度平均值為20 cm，清到硬土為止，然后用平地機刮平。場地清理完成后，進(jìn)行填前碾壓，密實度達(dá)到規(guī)范要求。雨水季節(jié)需要開挖排水溝，開挖深度宜為0.8～1.0 m、寬度1.0 m左右，以利于機械作業(yè)和水溝排水通暢為準(zhǔn)。

2.2.2 填料運輸

路基碾壓成型一層后，可以承載大功率雙后橋自卸車運料，表層含水量需要保持在10%～17%，否則容易出現(xiàn)陷車現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)較深車轍時，要用推土機或壓路機及時碾壓平整。

2.2.3 芯料的攤鋪和整平

建筑垃圾再生材料的透水性好，逐層填筑后，水很容易透過砂層從路基坡腳排出；因此，在填筑時可以控制反向橫坡度在1.5%～2.0%。采用履帶式推土機按中心低、兩側(cè)高施作，形成“鍋底”形。攤鋪粗平，松鋪厚度不超過規(guī)定要求后，先灑水至粒料的表層含水量≮10%，再用平地機仔細(xì)整平，整平結(jié)束后，立即采用壓路機碾壓。對于局部含水量偏低的部位（主要是路側(cè)），在壓實前或壓實過程中可采用水車補水至最佳含水量。

2.2.4 包邊土的運輸和整平

建筑垃圾再生材料整平后，進(jìn)行包邊土施工。土方的挖、裝、運均為機械化，一般采用挖掘機配備自卸汽車運土，按每延米用土量嚴(yán)格控制卸土，采用裝載機、挖掘機攤鋪，平地機整平。包邊土分層填筑，嚴(yán)格按照中樁和邊樁上標(biāo)示的標(biāo)高線控制每層的松鋪厚度，攤鋪時，按照設(shè)計要求控制好縱坡和橫坡的坡度。包邊土加寬填筑0.5 m，完成后采用人工配合挖掘機削坡、修整。

2.2.5 灑水

灑水，先兩側(cè)、后中心，碾壓前表面應(yīng)無積水，碾壓過程中表層材料應(yīng)不液化、不松散。

2.2.6 碾壓

填筑面采用平地機仔細(xì)整平后，確保包邊土和芯料處于最佳含水量范圍，壓路機由路基兩側(cè)向中心碾壓，速度控制在2～4 km/h，推薦采用高頻率、低振幅、直線進(jìn)退法進(jìn)行碾壓；碾壓時，壓路機往返輪跡重疊≮1/3鋼輪寬，全路寬碾壓完成為一遍。一般采用20 t壓路機，振動碾壓8～10遍，壓實度能夠達(dá)到設(shè)計要求。一層路堤壓實完成后，檢測壓實度和沉降差，滿足要求后，施作上一層。填筑路堤分層搭接，上下層錯開，搭接階梯寬度≮2 m，分層壓實。

2.2.7 封頂土施工

包邊土施工完畢后，進(jìn)行封頂土層的填筑和包邊土的削坡。封頂土的填筑和壓實施工方法與包邊土類似。

3 施工質(zhì)量控制

施工質(zhì)量檢測是路基使用性能保障的必要手段，路基施工過程的檢測內(nèi)容和檢測標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 路基施工質(zhì)量檢測項目及標(biāo)準(zhǔn)

續(xù)表2

4 結(jié)語

將建筑垃圾用作筑路材料是資源化利用的重要途徑。本文詳細(xì)介紹了“金包銀”式路基填筑斷面的設(shè)計與實現(xiàn)方法，為建筑垃圾再生材料用作路基填筑材料提供了新的思路，對建筑垃圾的資源化利用和降低路基建設(shè)造價具有重要意義。