建筑垃圾應用于高速公路路基中的施工要點

杜 慶 宏

(山西省晉中路橋建設集團有限公司,山西 晉中　030600)

近年來，隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)化建設規(guī)模不斷壯大，產(chǎn)生的建筑垃圾的數(shù)量越來越多，建筑垃圾體量越來越大，很多城市產(chǎn)生了垃圾圍城困局，對于城市居民的生活造成了極大影響。將建筑垃圾作為道路路基成為解決問題的一個重要方向，實現(xiàn)變廢為寶，廢棄材料再生重大意義。

隨著我國公路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，基礎設施建設規(guī)模發(fā)展迅速，導致傳統(tǒng)資源極度短缺。建筑材料需求巨大與碎石、砂礫等材料短缺的矛盾日益突出。為確保我國公路交通業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，使用建筑垃圾替代部分傳統(tǒng)材料，作為路用材料使用，是降低工程造價，彌補資源短缺的有效途徑。

建筑垃圾是放錯地方的資源，建筑垃圾再生材料是作為路基填筑的一種新興填料。我國建筑垃圾回收利用主要是用來制作混凝土骨料、再生砌塊、鋪道磚等，應用時要將其中的渣土剔除，應用效益低，利用率不足10%。將建筑垃圾應用于道路工程建設是一種國外處治建筑垃圾的成熟方式。據(jù)統(tǒng)計，道路施工是實現(xiàn)建筑垃圾循環(huán)利用的最主要方式，美國的利用率在70%左右，德國在90%以上。

我省(山西)新型城鎮(zhèn)化進程的加快、城市建設與改造提速，省內各地建筑垃圾大量產(chǎn)生，環(huán)境污染和垃圾圍城等問題突出。2018年，山西省在《關于進一步加強建筑垃圾管理加快推進資源化利用的通知》要求，到2020年，建筑垃圾資源化利用率達到30%以上，公路路基墊層等須優(yōu)先采用建筑垃圾再生產(chǎn)品。

1　建筑垃圾工程特性

建筑垃圾是指在對建筑物、構筑物的建設、維修、拆除和裝修的活動中產(chǎn)生的對建筑物本身無用或不需要的排出物料。主要來源道路開挖、建筑工地施工、舊建筑拆除。

在我國，隨著城市化規(guī)模的加快，建筑垃圾堆放普遍存在，垃圾圍城問題突出，實現(xiàn)建筑垃圾的循環(huán)利用率尚不足2%。其來源主要是市政工程、房地產(chǎn)工程等產(chǎn)生的水泥混凝土及磚塊等廢棄物骨料。研究表明，我國建筑垃圾的路用性能指標完全能滿足路基回填要求，質地堅硬，具有碎石一半以上的抗壓強度，可將基層混合料中的碎石用建筑垃圾再生料來代替。將建筑垃圾再生料用于高速公路路基填筑，既達到了路基質量標準要求，又降低了施工成本，是一種消納大量建筑垃圾的有效措施。

在應用建筑垃圾進行路基回填設計時，需注意到以下幾點：粗集料分布不均勻，表現(xiàn)出強度變化大、整體強度偏低的問題；粗集料中含有的超大顆粒含量高，表現(xiàn)出粒徑變化大的問題；級配差，表現(xiàn)在其中混雜的土含量不小，容易出現(xiàn)粗細集料比例不穩(wěn)定問題。為確保路基回填施工質量，須重視進行建筑垃圾與良性土摻加比例的調整和控制，將建筑垃圾的不良特性和影響有效消除后進行應用，有利于控制工程成本，同時也為降低建筑廢料環(huán)境污染做出貢獻。

2015年完工的西咸北環(huán)高速公路是我國首條以建筑垃圾為筑路材料的高等級公路，實現(xiàn)了建筑垃圾變廢為寶的綠色理念。2015年，河南新鄭道路軟基施工中，采用了破碎的建筑垃圾再生骨料。2017年，北京顧八路大修工程中使用了建筑垃圾再生料，80%的基層材料都使用了廢舊磚混建筑垃圾。建筑垃圾在上述工程中的成功應用，表明了建筑垃圾破碎再生是科學的處理方法，作為路基施工是可行的，且經(jīng)濟效益顯著。

2　建筑垃圾路基施工要點

在西咸北環(huán)線高速公路施工中，基底采用50 cm厚的8%灰土墊層進行填筑，路堤采用建筑垃圾填筑，如圖1所示。本文筆者對我國一些省市采用建筑垃圾路基工程中的施工經(jīng)驗進行了總結，分析了各工序的控制要點，以期進行應用和推廣。

在公路基層應用建筑垃圾填筑中，篩分后的建筑垃圾粒徑在25 cm以下的，可直接用于填筑路基，將25 cm以上的破碎后再填筑。要求填筑后的壓實度不小于96%，無需進行強夯。填筑施工工藝比傳統(tǒng)黃土路基處理簡單，且技術指標比傳統(tǒng)填料要好。

在使用建筑垃圾填筑路基施工中，應采用配套的機械化施工，縱向分段、水平分層、由低向高、逐層填筑。每道工序完工后，須進行全面質量檢查，合格后方可進入下道工序施工。施工時間盡可能避開雨季。設置排水措施，避免積水浸泡軟化路基。

在進行正式施工前，須進行基層清表后確保壓實度不小于90%。

2.1　設計

建筑垃圾組分不同，應用于基層回填的再生料配比和回填工藝也不同。

對采用的建筑垃圾進行取樣分析，通過試驗分析其成分、最佳含水量、最佳干密度、粗細集料質量比及無側限抗壓強度等試驗數(shù)據(jù)。經(jīng)試驗分析，確定最大含水量及最大干密度值。通過進行試鋪段的配合比驗證及調整，合理確定各種工藝參數(shù)。

應人工翻檢，將建筑垃圾中的鋼筋、木塊、塑料袋、泡沫輕物質等雜質配合機械剔除。

為保證路基質量，應合理進行混合料配合比設計，合理確定建筑垃圾，水泥等摻量。

在西咸北環(huán)線高速公路設計中，分別摻加了20%，30%的建筑垃圾再生粒料作為路面基層、底基層集料摻配替代碎石。一般添加1.5%水泥增加混合料黏性。

2.2　拌制

運至加工場的建筑垃圾采用移動式加工設備或場內固定式加工設備進行破碎并集中堆放，如圖2所示，進行最大粒徑控制。

對采用的建筑垃圾應分類堆放。對其灑水應均勻，以減少灰塵量。

設置專人進行填料調配指揮，及時對再生料拌和質量進行檢查和調整。

2.3　鋪攤

運料車卸料時，采用漸進式鋪攤法，以防止路基填料骨料分布不均。路堤全寬水平分層，先低后高，先兩側后中央。人工對較高堆體進行整平，松鋪層厚度為25 cm。

卸料后，立即進行初平作業(yè)，使用推土機將再生料推平。在初平作業(yè)結束后，將一層建筑垃圾細料在表面層撒布后使用光輪壓路機穩(wěn)壓2遍，撒布厚度一般為5 cm。最后進行精平作業(yè)，使用平地機沿路線縱向方向進行，如圖3所示。

在混合料鋪攤過程中，設置專人進行鋪攤質量核查，可人工將超粒徑骨料予以清除，使用建筑垃圾細料將發(fā)現(xiàn)的不平整處進行找平，確保精平后的路基表面層無明顯高差。

鋪攤后的建筑垃圾填料含水量及時進行測定，必要時使用灑水車灑水，如圖4所示，灑水應均勻，確保含水量處于最佳含水量±2%之內。

2.4　碾壓

通過碾壓作業(yè)，確保磚塊破碎、粒徑變小，填料顆粒重新排列，以降低空隙率，保證路基整體強度及變形穩(wěn)定。

采取“拖式羊角碾+光輪壓路機”結合的分層碾壓方案，合理確定單鋼輪振動壓路機和振動羊角碾壓路機(如圖5所示)的組合方式及數(shù)量配置，以確?；旌狭仙a(chǎn)、運輸、鋪攤及碾壓能力間的相互協(xié)調。

在基層碾壓中，作業(yè)須按照“先邊緣后中間、先慢后快”的原則進行。為確保壓實效果，要求壓實路線縱向互相平行，應嚴格按確定的遍數(shù)進行。

2.5　檢測

碾壓完畢后，路基表面應平整、密實，無明顯凹凸現(xiàn)象，無粒料離析現(xiàn)象，無明顯可視雜物。

碾壓結束后，使用灌砂法進行路基壓實度檢測，要求壓實度不小于96%。

為提高路面基層穩(wěn)定性，還可以通過采取設置包邊土進行種草防護等措施，以避免雨水滲入基層或沖刷邊坡。

3　結語

道路修筑是最大的人造工程。以高速公路瀝青路面為例，其對砂石材料的消耗巨大。回收建筑垃圾加工生產(chǎn)再生料，將其應用于公路工程，可以在路基、路面基層、構件預制、臨建設施、建筑裝飾等方面綜合利用。將建筑垃圾大量應用于道路工程，能有效避免堆放導致的污染難題，符合綠色發(fā)展要求。

將建筑垃圾應用于公路路基，是目前大量消納建筑垃圾的最有效途徑。由于路基結構層次多，隨著結構層次深入，對原材料的要求逐漸降低。對建筑垃圾進行合理分類，將其中質量、組分較好的部分代替部分砂石材料在基層上層施工中使用，將質量差的可在基層下層施工中使用，實現(xiàn)建筑垃圾在基層施工中的差異化利用是以后的發(fā)展方向之一。

目前，我國的建筑垃圾填筑路基再利用處于起步階段。在建筑垃圾處置立法及建筑垃圾分類標準缺乏，規(guī)范化使用和政策引導才剛剛起步。隨著立法、規(guī)范和施工工藝的完善，建筑垃圾資源化利用具有極大的發(fā)展空間。