建筑垃圾混合再生料在景中路底基層的應(yīng)用研究

張冠濤，劉海濤，耿坤鵬，別華山

1.河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，河南 鄭州 450044；2.華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450004；3.鄭州一建集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450004

1 引言

建筑垃圾是指在建設(shè)、拆除、裝修和維修過(guò)程中產(chǎn)生的對(duì)建筑物、構(gòu)筑物本身無(wú)用的排出物料，主要由磚塊、混凝土塊、碎石、渣土、廢金屬、廢木材、廢塑料等組成［1］。在循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論中垃圾被稱(chēng)為是放錯(cuò)了地方的資源，將建筑垃圾經(jīng)過(guò)適當(dāng)加工生產(chǎn)出的骨料可重新應(yīng)用于工程建設(shè)中，所以它仍然是一種具有價(jià)值的資源。建筑垃圾再生利用已成為建筑完整壽命周期中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域資源節(jié)約和節(jié)能減排起到關(guān)鍵作用。

建筑垃圾再生料內(nèi)部組成成分復(fù)雜，磚、混凝土、砂漿等含量很不均勻，學(xué)院派試驗(yàn)室試驗(yàn)確定的參數(shù)（如最大干密度、最佳含水量、抗壓強(qiáng)度等）離散性較大［2-6］，在現(xiàn)場(chǎng)僅依靠前期調(diào)研和學(xué)院派試驗(yàn)參數(shù)無(wú)法完全明確建筑垃圾再生料工程特性，用以指導(dǎo)建筑垃圾再生料工程實(shí)施較為困難。本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，基于國(guó)家相關(guān)規(guī)范選擇有相應(yīng)資質(zhì)的工程實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展實(shí)體工程試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作，將混凝土與磚混結(jié)構(gòu)混合再生料應(yīng)用于城市次干路道路底基層，對(duì)建筑垃圾應(yīng)用于市政道路基層技術(shù)進(jìn)行了有益的嘗試。

2 工程概況

某市二七區(qū)景中路（萍湖路-南四環(huán)）道路工程位于二七區(qū)馬寨鎮(zhèn)，為南北向新建城市次干路，道路紅線(xiàn)寬度30m，全長(zhǎng)約為1360m，設(shè)計(jì)速度40km/h，規(guī)劃為單幅路橫斷面，道路結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖1。景中路施工范圍南起萍湖路北至南四環(huán)，道路沿線(xiàn)地形起伏較大，K0+038-K1+515 范圍內(nèi)紅線(xiàn)現(xiàn)狀路地下為綜合管廊。

圖1 道路結(jié)構(gòu)斷面

為達(dá)到保證工程質(zhì)量、節(jié)約資源和合理利用建筑垃圾再生料的目標(biāo)，道路設(shè)計(jì)選用河南城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司最近兩年關(guān)于建筑垃圾再生利用科研成果［1］［7］，整個(gè)景中路道路基層選用建筑垃圾再生料施工：底基層選用18cm 厚8：2 混凝土與磚渣再生混合料（其中水泥：混合再生料=5.5：94.5；混合再生料中混凝土再生料：磚渣再生料=80：20）；下基層和上基層選用18cm 厚混凝土再生混合料（水泥：混凝土再生料=5.5：94.5）。

3 工程施工

3.1 建筑垃圾再生料

建筑垃圾再生料來(lái)自于鄭州西郊某露天建筑再生料加工廠(chǎng)（圖2、圖3）。除了針片狀顆粒相對(duì)較多之外，骨架密實(shí)級(jí)配混凝土再生粗骨料能夠形成良好的骨架嵌擠結(jié)構(gòu)，抑制由于水分的減少引起的毛細(xì)管作用、吸附作用和分子間作用等的體積收縮，具有較好的強(qiáng)度和抗干縮性能（圖2）。磚渣再生料的離散型較大，吸水率高，壓碎值大，本身強(qiáng)度有限，可以作為填充材料（圖3）。

圖2 混凝土再生料（一元硬幣）

圖3 磚渣再生料（一元硬幣）

基于鄭州地區(qū)建筑垃圾的生產(chǎn)狀況［1］，通過(guò)合理調(diào)整再生料粒徑，將混凝土再生料與磚渣再生料按8：2 進(jìn)行混合，委托河南省建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心站有限公司進(jìn)行工程試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果滿(mǎn)足市政道路底基層混合料強(qiáng)度要求。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)施工

本道路工程將再生料應(yīng)用于道路的水穩(wěn)半剛性底基層建設(shè)，采用廠(chǎng)拌法施工，根據(jù)相關(guān)規(guī)范［8］［9］并結(jié)合再生料自身的性能特點(diǎn)，對(duì)建筑垃圾再生料應(yīng)用于路面水穩(wěn)基層建設(shè)的施工工藝進(jìn)行優(yōu)化。

在做好相關(guān)準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，整個(gè)底基層施工過(guò)程嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行［8］。基于建筑垃圾混合料的工程特點(diǎn)，結(jié)合施工期間天氣、環(huán)保等外部狀況，對(duì)工藝過(guò)程調(diào)整如下：

（1）混合料攤鋪前一天灑水一次濕潤(rùn)灰土層；清掃后、攤鋪施工前再灑水一次，保證接觸面干凈、濕潤(rùn)、無(wú)積水；

（2）攤鋪施工含水量調(diào)整為最優(yōu)含水率+2%（觀(guān)察碾壓、振動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)混合料有聚塊和泌水現(xiàn)象）；

（3）裝料過(guò)程中要求汽車(chē)“U”型移動(dòng)，避免大小顆粒嚴(yán)重離析；

（4）碾壓過(guò)程分為：初壓、復(fù)壓和終壓，采用靜壓、動(dòng)碾、搓揉相結(jié)合的方法；采用輕型壓路機(jī)，提高振動(dòng)壓路機(jī)行駛速度，增加輪胎壓路機(jī)壓實(shí)遍數(shù)。

3.3 施工檢測(cè)檢驗(yàn)

底基層鋪筑完成后在立即進(jìn)行人工灑水養(yǎng)生（24 小時(shí)后以灑水車(chē)養(yǎng)生為主），整個(gè)養(yǎng)生期內(nèi)始終保持面層濕潤(rùn)狀態(tài)，養(yǎng)生期間封閉交通。養(yǎng)生7d 后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鉆芯取樣，共選取十個(gè)直徑×高度=150mm×150 mm混凝土磚渣再生混合芯料，整個(gè)取樣過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)不成形或離散試樣，現(xiàn)場(chǎng)取樣情況如圖4所示。

圖4 底基層混合料現(xiàn)場(chǎng)取樣

工程實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果（表1）顯示，現(xiàn)場(chǎng)所采用的建筑垃圾再生混合料強(qiáng)度滿(mǎn)足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，其中較好荷載值達(dá)到2.4MPa，將混凝土和磚渣混合再生料運(yùn)用到市政道路工程中是可行性。

表1 混合料芯樣檢測(cè)結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

建筑垃圾再生料投入至實(shí)際工程項(xiàng)目的案例還不是很多，還未發(fā)現(xiàn)磚渣再生料直接應(yīng)用到是具體工程中的案例。建筑垃圾再利用仍需要更多的試驗(yàn)路段來(lái)驗(yàn)證，需要更詳細(xì)、更全面地分析討論試驗(yàn)路段、實(shí)際工程施工過(guò)程中建筑垃圾再生料的影響。

基于景中路底基層實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，借鑒河南城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司近幾年關(guān)于建筑垃圾再生利用相關(guān)科研成果，選擇有相應(yīng)資質(zhì)的工程實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展實(shí)體工程試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作，將混凝土與磚渣混合再生料應(yīng)用于市政道路底基層，對(duì)建筑垃圾的再生利用進(jìn)行了有益的嘗試。