再生料路基填筑施工工藝在高速公路中的應(yīng)用

杜鵬浩

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，石家莊 050000）

1 引言

高速公路路基工程具備工期長(zhǎng)、難度高、技術(shù)要求高等特點(diǎn)，路基填筑質(zhì)量直接影響著公路的穩(wěn)定性和安全性，若處理不到位，在公路的在建期或運(yùn)營(yíng)期容易產(chǎn)生路基不均勻沉降問(wèn)題，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致路面病害。因此，高速公路路基填筑施工質(zhì)量把控尤為重要。針對(duì)高速公路路堤，需要大量的路基填料進(jìn)行填充壓實(shí)，對(duì)土石方的需求量往往較大，同時(shí)還需配備一定的料場(chǎng)和施工便道，帶來(lái)的施工成本非常巨大，所以，就近取得路基填料為施工首選[1]。由于建筑廢棄物具備一定的堅(jiān)硬度，并且粒徑等級(jí)豐富，進(jìn)行重新加工后可巧妙用于公路路基填筑施工中，達(dá)到廢物利用、變廢為寶的效果，同時(shí)極大地節(jié)約了施工成本。本文主要圍繞再生料路基填筑施工工藝在高速公路中的應(yīng)用展開(kāi)研究，并在具體工程中應(yīng)用。

2 工程概況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目里程長(zhǎng)達(dá)124.649 km，雙向四車(chē)道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)行車(chē)速度為100 km/h，路基寬度為26.5 m，路面設(shè)計(jì)為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式。該高速公路全線橋隧比為42.9%，路基工程占比較大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，公路全線路基填筑高度在2～8 m，且填方共計(jì)212 萬(wàn)m3，需要土石方路基填料量較大，另外，由于該高速公路所處山區(qū)橫縱坡較大，土石方填料若從外地購(gòu)買(mǎi)運(yùn)輸成本高，且運(yùn)輸不方便，會(huì)增加較多的工程投入，不利于項(xiàng)目投資控制和精細(xì)化管理。經(jīng)過(guò)勘察，臨近公路所在位置建筑廢棄物較多，若經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的再生處理可用于路基填筑，節(jié)約碎石、混凝土等材料的用量，緩解路基填料供應(yīng)不足問(wèn)題，因此，本項(xiàng)目經(jīng)研究決定采用建筑廢棄物再生料用作路基填料。

3 建筑廢棄物再生料工程特性

結(jié)合高速公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)要求，以粒徑5 mm 為界，結(jié)合顆粒的物理力學(xué)性能指標(biāo)，建筑廢棄物可分為一級(jí)、二級(jí)兩個(gè)等級(jí)，其中，二級(jí)建筑廢棄物無(wú)法直接投入高速公路路基填筑施工使用，需先用水泥進(jìn)行加固處理，將其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提升至規(guī)范要求后方可進(jìn)行施工； 一級(jí)建筑廢棄物則可完全充當(dāng)再生料用于公路工程施工中。

建筑廢棄物內(nèi)部成分復(fù)雜，研究表明，建筑廢棄物中所含有一定含量（5%以內(nèi)）的有機(jī)質(zhì)及腐殖質(zhì)，同時(shí)還含有含量0.5%以內(nèi)的易溶鹽，主要為廢棄混凝土塊狀物，用于施工前，可選擇采用石灰或粉煤灰等材料改良處理，有效增強(qiáng)建筑廢棄物的壓實(shí)度、路用性能、水穩(wěn)定性以及抗?jié)B性能等[2]。

建筑廢棄物再生料的施工原理為，首先將建筑廢棄物進(jìn)行破碎、篩分、除雜質(zhì)等環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)出一定級(jí)配，以此來(lái)進(jìn)行高速公路路基填筑施工。通常情況下，建筑廢棄物再生料在指定場(chǎng)地進(jìn)行集中生產(chǎn)，到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后再結(jié)合設(shè)計(jì)最佳含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)水操作[3]，并通過(guò)灑水、悶料、補(bǔ)水等一些列工序達(dá)到最佳含水量后，再選用壓路機(jī)碾壓密實(shí)，以提高路基整體承載能力。建筑廢棄物如圖1 所示。

4 建筑廢棄物再生料路基施工技術(shù)要點(diǎn)研究

4.1 施工準(zhǔn)備

首先，需進(jìn)行嚴(yán)格的路基基底處理，完后應(yīng)保證驗(yàn)收合格。同時(shí)完善施工過(guò)程中的排水系統(tǒng)，將永久性排水設(shè)施和臨時(shí)排水設(shè)施相結(jié)合。結(jié)合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行測(cè)量放樣，根據(jù)路基填筑寬度和高度設(shè)計(jì)各施工區(qū)域所需卸車(chē)數(shù)量和填料數(shù)量。由于建筑廢棄物內(nèi)部組成復(fù)雜，對(duì)應(yīng)的制作工藝也不一致，正式路基填筑施工之前還應(yīng)進(jìn)行必要的試驗(yàn)段施工，以得出正式施工時(shí)的碾壓方式、松鋪厚度、碾壓遍數(shù)等施工參數(shù)[4]。

4.2 填料生產(chǎn)及運(yùn)輸

本項(xiàng)目選用移動(dòng)式破碎設(shè)備（見(jiàn)圖2）進(jìn)行建筑廢棄物再生填料生產(chǎn)，將周邊建筑垃圾進(jìn)行集中收集，再統(tǒng)一加工生產(chǎn)。移動(dòng)式破碎設(shè)備占地面積小，且成本低，生產(chǎn)效率和速度高，可實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地轉(zhuǎn)換，可快速生產(chǎn)建筑廢棄物再生料，實(shí)現(xiàn)垃圾內(nèi)部混凝土和鋼筋等材料的完全分離。建筑廢棄物再生料的生產(chǎn)流程可歸納為：破碎—分選—除鐵—細(xì)碎—篩分。

圖2 移動(dòng)式建筑垃圾再生料破碎設(shè)備

4.3 布料

布料施工之前，首先需針對(duì)路基中樁和邊樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣，將邊樁放樣寬度設(shè)定為50 cm，且于邊樁和中樁線上每20 m加設(shè)一個(gè)標(biāo)高控制墩，并于控制墩上端灑布白灰，用于標(biāo)識(shí)。結(jié)合填筑層壓實(shí)厚度、 壓實(shí)系數(shù)以及運(yùn)輸車(chē)容量等參數(shù)計(jì)算填料的攤鋪面積，得出各方格內(nèi)建筑廢棄物再生填料量。建筑廢棄物經(jīng)加工后按比例與石灰、 粉煤灰等材料充分拌和改良處理[5]。

4.4 填筑與整平

根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)，建筑廢棄物再生料經(jīng)加工、改良后內(nèi)部的不均勻系數(shù)為4～5。因此，現(xiàn)場(chǎng)采用漸進(jìn)式攤鋪方式進(jìn)行施工，以避免建筑廢棄物再生料產(chǎn)生離析，首先將建筑廢棄物再生料卸至經(jīng)初步整平填料面之上，再將第二車(chē)填料卸至首車(chē)料推平末端，并將首車(chē)料未推完處填充滿。選用推土機(jī)推移攤鋪填料，使底部離析部分內(nèi)部自動(dòng)被細(xì)料予以填充，確保整體密實(shí)度，避免大粒徑填料產(chǎn)生堆積現(xiàn)象。結(jié)合控制墩采用平地機(jī)進(jìn)行精平，順著設(shè)計(jì)和縱向形成的路線平行縱坡進(jìn)行整平處理，橫向施作符合設(shè)計(jì)要求的橫坡，路基表面經(jīng)整平后需確保無(wú)明顯的錯(cuò)臺(tái)[6-7]。需要注意的是，在施工過(guò)程中需安排施工人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)填料中存在的有機(jī)雜質(zhì)予以清除，確保級(jí)配完整。建筑廢棄物再生料路基填筑施工如圖3 所示。

4.5 質(zhì)量檢測(cè)

建筑廢棄物再生料路基碾壓階段中，首先對(duì)碾壓前后的高差進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)松鋪厚度為30 cm 時(shí)，不同碾壓遍數(shù)的測(cè)點(diǎn)沉降差見(jiàn)表1。

表1 不同碾壓遍數(shù)的測(cè)點(diǎn)沉降差

由表1 數(shù)據(jù)得出，為控制路基沉降變化，碾壓遍數(shù)應(yīng)選定為4 遍[8]。

建筑廢棄物再生料路基施工完畢后，選取若干具代表性的典型路段進(jìn)行平整度、壓實(shí)度等指標(biāo)檢測(cè)，本項(xiàng)目采用預(yù)埋沉降板和水袋法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

表3 砂礫卵石土路基表面平整度檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)結(jié)果表明，建筑廢棄物再生料路基碾壓施工完畢后，首先其對(duì)應(yīng)的空隙率滿足規(guī)范要求，證實(shí)了路基的整體穩(wěn)定性和強(qiáng)度良好。另外，壓實(shí)度和平整度均在規(guī)范要求范圍內(nèi)，說(shuō)明采用的施工技術(shù)方案合理可行。

5 結(jié)語(yǔ)

本文就再生料路基填筑施工工藝在高速公路中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，結(jié)合實(shí)際高速公路路基工程，圍繞建筑廢棄物再生料工程特性、施工技術(shù)要點(diǎn)等展開(kāi)研究，并對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。本文研究結(jié)果表明，將建筑廢棄物進(jìn)行重新加工、改良后，可滿足公路路基填筑施工要求，且建筑廢棄物再生料路基的整體穩(wěn)定性和強(qiáng)度良好，壓實(shí)度和平整度均滿足規(guī)范要求，有效提高了路基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性，可延長(zhǎng)公路使用壽命，同時(shí)有效節(jié)約施工成本，保護(hù)環(huán)境，具有較強(qiáng)的可行性和實(shí)用性。