建筑垃圾碎石路基填筑攤鋪施工技術研究

崔晉陽

(山西遠大公路橋梁建設養(yǎng)護有限公司，山西 忻州 034000)

0 引 言

伴隨城市化進程的不斷發(fā)展和推進，城市建設進度和迭代更新頻率日益加快，在基礎設施建設更迭的過程中，勢必產(chǎn)生了大量的建筑廢物和建筑垃圾；目前，國內(nèi)大部分的基礎設施建設施工垃圾未經(jīng)任何的處理和回收便直接作為棄方，不但造成了嚴重的區(qū)域粉塵污染，還嚴重有悖于建筑綠色化和低碳化的根本宗旨。以公路工程施工項目作為研究切入點，就建筑垃圾碎石在公路路基填筑和攤鋪施工中的重復利用問題展開相關研究，明確了建筑垃圾廢料填筑路基的關鍵施工工藝和技術流程，并就后續(xù)的路基攤鋪施工質(zhì)量檢測和長期監(jiān)測進行針對性分析，擬為省內(nèi)建筑垃圾在公路工程中的循環(huán)利用提供借鑒和參照。

1 建筑垃圾碎石路基填筑攤鋪施工工藝及技術

1.1 依托項目概況

本文選定省內(nèi)某市市政道路拓寬改造施工項目為研究案例，改造標段為高速過境連接線，改造升級后的道路設計標準為一級，車道布置形式為雙向六車道，起點樁號為K0+100，終點樁號為K20+100，全線里程20 km，設計標準時速為80 km/h，經(jīng)項目施工勘察，土方預開挖量約為22.3 m3，填方量達46.8 m3，總體填挖方量較大，施工總體難度偏高。通過項目調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對原有的路基、路面進行銑刨后，外加改造施工項目方圓5 km內(nèi)的建筑廢料總規(guī)模將達520 000 m3，為了降低施工總體成本，實現(xiàn)建筑廢料的就地、循環(huán)、可持續(xù)利用，擬對拓寬改造升級標段內(nèi)的路基工程選用經(jīng)處理后的建筑廢料進行填筑。由于不同來源的建筑廢料的粒徑、強度、剛度及級配等指標離散性較大，為了保證后續(xù)標段施工的正常進行，先選定標段工程內(nèi)部分路段進行填筑試驗，積極開展現(xiàn)場工程實體試驗研究，收集第一手檢測數(shù)據(jù)和信息，以指導后續(xù)建筑廢料路基填筑施工工作。

1.2 建筑垃圾碎石路基填筑攤鋪施工關鍵技術

由于建筑廢料的粒徑、強度、剛度及級配等指標離散性較大，為了最大程度控制建筑廢料填筑路基的均勻性、密實性和承載能力，應根據(jù)不同路基層控制對應填筑廢料的粒徑標準、虛鋪及壓實厚度標準等指標。表1為項目現(xiàn)場根據(jù)本工程特點制定的建筑垃圾碎石填筑方案。

表1 建筑垃圾碎石填筑方案

在正式施工前應進行必要的施工前準備工作，由于建筑廢料中的空心磚碎石占比較高，空心磚碎石的吸水性能較強，為了控制建筑垃圾的含水率，應避免在潮濕或者是降水條件下施工，盡量選擇氣象條件較好的時間段進行建筑垃圾碎石分揀和填筑；應使用專用空心式分離機械對建筑垃圾碎石進行預篩選，剔除建筑廢料中的非建筑垃圾材料、硬質(zhì)金屬、泡沫制品等，對于顆粒直徑大于300 mm的碎石應先使用電鎬破碎后再篩分，篩分孔最大直徑為250 mm，未通過篩分的垃圾碎石不能用于后續(xù)的路基填筑。

選取擬進行試驗的標段進行性能試驗，以確定要使用的施工機械及對應的施工流程，試驗過程中要明確的核心參數(shù)包括：壓實機械選型、碎石路基填筑及壓實施工方案及填筑路基含水率控制等。圖1為建筑垃圾填筑試驗段路基的施工流程。

圖1 建筑垃圾填筑試驗段路基的施工流程

在建筑垃圾碎石路基填筑施工過程中，應根據(jù)試驗段明確的松鋪厚度及壓實方案進行，本工程項目經(jīng)試驗段試驗對比確定的最佳松鋪系數(shù)為1.21，根據(jù)攤鋪厚度和壓實系數(shù)將預壓實建筑垃圾碎石填筑在路床上；壓實施工應嚴格以最新的《公路路基施工技術規(guī)范(JTG F10-2015)》為基準，保證最終壓實完畢的路基沉降指標不大于2.5 mm。壓實施工應做好壓實施工機械的內(nèi)部組合，選用凸鋼輪振動壓實機械、光圓振動壓實機械與靜態(tài)膠輪壓實機械組合。表2為建筑垃圾碎石填筑壓實流程表。

表2 建筑垃圾碎石填筑壓實流程

2 建筑垃圾碎石路基填筑攤鋪施工質(zhì)量檢測

2.1 建筑垃圾碎石路基彎沉值檢測

路基彎沉指標是決定路基壓實質(zhì)量的重要指標之一，目前，所有的公路工程項目中基本均以彎沉指標作為判定路基壓實度、承載能力及抗變形剛度的良好指標；路基彎沉采用標準雙輪組后軸作用下的輪間隙中線位置的彎沉回彈值作為標準，中線位置的荷載回彈值能夠系統(tǒng)反饋出路基及路面的綜合承載能力。圖2為本工程中的壓實層數(shù)量與對應彎沉指標的相關關系。

圖2 本工程中的壓實層數(shù)量與對應彎沉指標的相關關系

分析上圖1可知，在第4層之前的，由于路基層壓實經(jīng)歷了從松鋪到壓實的變化歷程，路基層彎沉值變化梯度較大，在第4層及以后，路基壓實彎沉指標基本穩(wěn)定在0.6 mm附近，彎沉在后續(xù)壓實過程中的變化梯度不明顯，彎沉發(fā)展基本消失，路基彎沉指標基本穩(wěn)定，可以認定建筑廢料壓實層的彎沉指標滿足規(guī)范及設計施工要求。

2.2 建筑垃圾碎石路基彎回彈檢測

除了路基壓實彎沉指標以外，路基壓實層對應的回彈指標也是反應路基壓實質(zhì)量、 承載能力及抗變形剛度的重要指標之一。圖3反映出路基壓實層數(shù)與路基壓實回彈模量之間的相關關系。

圖3 路基壓實層數(shù)與路基壓實回彈模量相關關系

分析上圖3可知，在第4層之前的，由于路基層壓實經(jīng)歷了從松鋪到壓實的變化歷程，路基層回彈模量變化梯度較大，在第4層及以后，路基壓回彈模量指標基本穩(wěn)定在160 MPa附近，回彈模量在后續(xù)壓實過程中的變化梯度不明顯，回彈模量發(fā)展基本消失，路基回彈模量指標基本穩(wěn)定，可以認定建筑廢料壓實層的回彈模量指標滿足規(guī)范及設計施工要求。

3 總 結(jié)

綜上分析可知，建立建筑垃圾的循環(huán)、可持續(xù)利用機制是實現(xiàn)公路工程施工低碳化、可持續(xù)化發(fā)展的必由之路，在工程實踐中必須重視建筑垃圾碎石的在二次加工和重復利用；文章以某一級公路改擴建項目為研究對象，通過選定試驗段，明確了建筑垃圾碎石填筑路基的關鍵施工技術，總結(jié)了成套施工經(jīng)驗，并建立了與之相匹配的質(zhì)量檢測指標體系，為后續(xù)的應用實踐積累了大量經(jīng)驗。