建筑垃圾回填路基施工技术研究

牛永宏等

摘要：为使建筑垃圾作为路基回填材料进行再利用，考虑建筑垃圾相对于普通填料的特殊性，通过对现有工程的总结和研究，提出了回填路基所用建筑垃圾的技术指标及要求。此外，通过对建筑垃圾的处理及建筑垃圾回填路基的施工工艺的分析研究，确定了建筑垃圾回填路基施工质量控制的关键技术，从而为建筑垃圾回填路基的施工提供参考。

关键词：道路工程；建筑垃圾；路基；施工技术

中图分类号：U416.1文献标志码：B

Abstract： In order to use construction waste as the material of roadbed backfilling， after comparing construction waste with regular backfilling material and studying existing projects， technical specifications of construction waste as backfilling material were proposed. Moreover， key technology for quality control of the backfilling process were determined by means of the analysis on construction waste treatment and the construction technology of backfilling， which provides reference for projects alike.

Key words： road engineering； construction waste； roadbed； construction technology

0引言

目前，在中国城市垃圾总量中，建筑垃圾占到30%～40%，并逐年增加，而中国对建筑垃圾的处理方式基本是露天堆放或填埋，这种方式即占用土地，也造成了严重的环境污染。若将建筑垃圾进行处理，并作为再生资源加以利用，不仅可以保护环境，还可以减少石料的开采，实现道路的可持续发展[14]。近年来，建筑垃圾虽逐渐用于道路工程中，但使用建筑垃圾回填路基，尚且存在一些问题。一方面，回填路基的建筑垃圾即没有具体、统一的技术指标及要求，也没有相应的标准或规范。另一方面，建筑垃圾回填路基的施工没有相应的规范指导。上述问题直接导致了建筑垃圾回填路基施工不规范，同时制约了建筑垃圾在填筑路基中的应用。

为使建筑垃圾在路基回填中得到有效利用，本文针对上述建筑垃圾回填路基存在的问题，研究现有工程，提出了作为路基回填材料的建筑垃圾的技术指标及要求，介绍了建筑垃圾的预处理、破碎等加工工艺和回填路基的施工工艺以及施工质量控制，为建筑垃圾回填路基的材料选用、处理和施工提供了技术指导。

1填筑路基建筑垃圾技术指标及要求

根据《公路路基施工技术规范》和《公路路基设计规范》对路基填料的要求，结合建筑垃圾的特点，作为回填路基材料的建筑垃圾应从级配、力学指标及稳定性几方面满足以下要求。

1.1建筑垃圾回填路基级配要求

路基填筑主要要求保证填料密实，对级配的要求不大。建筑垃圾一般是由各种粒径的颗粒组成，且级配差、大颗粒所占比例较大，故不宜直接用作路基填料，必须经过破碎处理并改良后才能使用。经破碎的建筑垃圾，根据大于4.75 mm和0.075 mm的颗粒含量，分为Ⅰ类和Ⅱ类，并应用于路基的不同部位，分类情况见表1。

要严格控制路基压实度，因为路基整体的强度、刚度以及平整度等都依托于路基结构层的充分压实，只有保证合格的压实度才能使路基、路面的使用寿命得到保障甚至延长。为保证路基的压实度，填料有如下要求：路床填料中粗料的比例为75%～85%，最大粒径应小于60 mm；路堤填料中粗料的比例为15%～75%，最大粒径应小于200 mm。

1.2建筑垃圾回填路基力学指标

可采用压碎值、塑性指数、单轴抗压强度、承载比（CBR）作为建筑垃圾力学指标[56]。依据路基规范中对填石路基压碎值的要求，建筑垃圾作路床填料时压碎值不大于40%，作路堤填料时压碎值不大于50%；建筑垃圾作上路床填料时CBR≥8%，作下路床填料时CBR≥5%；建筑垃圾的塑性指数需不大于26%；石料单轴抗压强度不应小于15 MPa。

1.3建筑垃圾回填路基稳定性要求

为了保证路基填料的稳定性，参照《建筑垃圾填筑路基设计施工技术指南》中对于建筑垃圾填料的技术要求，采用建筑垃圾填料粒径小于4.75 mm细料进行有机质含量和易溶盐含量试验。作为路基填料的建筑垃圾，腐殖质的含量应不大于5%，有机质含量不大于5%，易溶盐的含量不大于0.3%。建筑垃圾填料中除混凝土、砂浆、砖瓦、石和土之外的杂物含量不大于1%。

2建筑垃圾的处理

2.1建筑垃圾的特点

建筑垃圾具有以下特点。

（1） 粗集料的总体强度偏低，且变化大、分布不均。

（2） 粗集料的粒径变化较大，超大颗粒含量较高。

（3） 建筑垃圾是一种土石混合料，粗、细集料比例不稳定，级配很差。

建筑垃圾具有上述不良性状，因此建筑垃圾作为路基填料必须经过相应的处理，调整级配至合理范围，才能保证后期施工能达到规定的路基压实度。

2.2建筑垃圾的预处理

（1） 人工挑拣建筑垃圾里的有机垃圾。

（2） 利用破碎锤对超大块材料进行预先破碎，人工剪除钢筋以避免大量钢筋缠绕。

（3） 洒水除尘，湿法施工，避免生产时扬尘过大。endprint

（4） 预先通过筛孔为200 mm的筛分设备，分离满足工程要求的建筑垃圾并单独存放。其余建筑垃圾需要进一步加工破碎。

2.3建筑垃圾的破碎

较大粒径的建筑垃圾，需进行破碎处理，根据具体工程及施工路段确定破碎程度。宜选用生产能力满足要求，可靠性高、易于运输、操作和维修简单、符合环保标准的破碎设备。目前，较为先进的破碎设备每小时可加工建筑垃圾200～350 t。其中有些设备配有磁性分离器，能有效分离建筑垃圾中的钢筋、铁屑；最后进行筛分，去处超大颗粒，或筛分成不同的粒径再按级配要求进行掺配，使材料的级配能够达到规范的要求。经破碎、筛分处理的建筑垃圾，可用于路基填筑。

3建筑垃圾回填路基的施工

3.1施工技术要求

运送满足施工要求的建筑垃圾至方便使用且不影响施工的区域，分类堆放。单独堆放不能使用的建筑垃圾。

对建筑垃圾取样，分析其成分、各粒径质量比等物理力学指标，测定其最佳含水率和干密度，以便指导路基施工，同时提出以下技术要求。

（1） 控制最大粒径，在施工过程中进行人工翻检，并对掺杂的杂物予以清除。

（2） 应控制填筑路基的建筑垃圾的含量在一定范围，保证有充足的良性土含量，调整其比例，每层最大厚度不超过25 cm。

（3） 由于建筑垃圾含水量小，施工碾压前需提前24 h闷料，并提高撒水量，保证最佳含水量和最大干密度能够满足施工要求时方可进行碾压施工。

3.2施工工艺

（1） 基底处理。

施工前，应按规定清除原地面表层植被，挖除树根及杂草，并将挖除的表层土集中堆放。原地面的低洼和坑洞，必须经仔细填补及压实，对于松散处应松土晾晒并重新碾压，达到平整密实。按照《公路路基施工技术规范》（JTG F10—2006）的规定，高速公路、一级公路和二级公路路基基底压实度不应小于90%。两侧坡脚各超宽50 cm，确保碾压质量。

（2） 摊铺、整平。

在摊铺前，首先根据试验数据确定建筑垃圾在路基填筑时的松铺系数，以确定松铺厚度。根据运输车车载体积、松铺厚度，在填筑段用石灰画好方格网。采用后退式摊铺

法铺筑建筑垃圾。布料后用推土机进行初平，为避免离析，用铲车进行二次翻拌。初平后再撒布1层5 cm厚的建筑垃圾细料，并采用光轮压路机稳压1～2遍，最后采用平地机进行精平。沿路线纵向方向，利用平地机整平，保持中间高两边低，整平后无明显的高差台阶。

（3） 碾压。

采用洒水车洒水，确保铺层材料的最佳含水量。要均匀洒水，避免出现水分分布不均现象。

碾压组合方案：先使用18 t自行式羊角碾与18 t光轮压路机的组合对建筑垃圾填料进行碾压，然后采用20 t拖式振动羊角碾与18 t光轮压路机的组合对填料进行最后的压实。碾压速度宜控制在3 km·h-1，遵循先慢后快、先两边后中间的碾压原则。

建筑垃圾的压实度随碾压遍数的增加而增加，达到一定程度后，再增加压实功[56]。建筑垃圾路基的碾压遍数应结合具体的工程性质和试验段施工情况确定，以沉降差2 mm为标准确定碾压遍数。

4建筑垃圾回填路基施工质量控制

4.1材料质量及材料均匀性控制

建筑垃圾本身差异很大，在工程实践中，应对原材料中有机质、易溶盐及杂质的含量进行严格控制，使建筑垃圾满足稳定性要求。同时需对建筑垃圾的压碎值、承载比、石料的单轴抗压强度进行实时检验，以保证所用材料具有足够的力学强度。

由于大部分建筑垃圾中粗颗粒含量较多，对于经过破碎、筛分处理的建筑垃圾，最大粒径和级配需满足表1中相应的技术要求。在摊铺过程中，宜采用卸上推下的施工方法，利用推土机均匀粗平，防止大粒径的建筑垃圾块聚集，减少人为的离析。摊铺过程中有明显离析的地方应及时补充细料，填补空隙。

4.2包边土处理

建筑垃圾回填路基易被水冲刷，所以其边坡防护比填土路基更为重要。路基填到需要高度后，路床宜采用黏土封顶，在路基两侧加做包坡护肩土，可以防止路基内部进入雨水和地表水，有利于边坡的养护。

宜选择塑性指数大于15的土作为护土，用细粒土做包边土时应注意：细粒土可为低液限黏土或低液限粉土，其包边宽度应不小于1.0 m；因压实问题，不应使用高液限黏（粉）土；因坡面冲刷问题，有研究认为细粒土中粗粒（大于0.074 mm）含量不宜大于35%。所以，对用于包边的细粒土除应测得液、塑限和塑性指数之外，还应用水洗法（洗去小于0074 mm颗粒）测得土中粗粒含量。

为避免包边土和建筑垃圾碾压后高程出现差异，包边土松铺系数一般大于建筑垃圾松铺系数的10%～15%。施工中采用先填筑包边土再填筑建筑垃圾的办法时，包边土修筑的快慢必将制约建筑垃圾的填筑速度，实施推土机推平和人工配合整型的措施，可有效解决这一问题。包坡护肩土也采取分层填筑的方式，一般在填筑建筑垃圾前，先填包坡护肩土，并进行预压，使其较同层建筑垃圾高出5～8 cm，然后再与该层建筑垃圾填料同步压实，以增加结构整体性。包边土与建筑垃圾接触面不得有大块石，保证接触面密实，避免出现空洞和凹槽等现象。

4.3质量检测

对于已完成的施工路基，应进行压实效果检测，主要方法如下。

（1） 沉降量观测。

在预先设置的沉降观测点上进行沉降量观测。具体方法为：将水准仪架在路基外，测量碾压前后各测点的读数差，即为各测点的沉降量。为防止压路机的振动对仪器高度产生影响，在远离路基处选一稳定点作为参照点，以检验仪器高度是否变化。经过稳压、强振碾压和静压三个阶段的观测，得出沉降量的变化趋势，若波动范围由逐渐大变小，且在接近压实状态下，沉降量小于2 mm，则说明压实过程中填料的刚度和整体密实性逐渐加大，稳定性好。该观测方法简便易行。endprint

（2） 弯沉法检测。

利用贝克曼梁或落锤式弯沉仪（FWD）测定路基的回弹弯沉来评价建筑垃圾回填路基的整体承载能力。按照相关规范对选定路段进行弯沉测试，通过计算得出该路段的代表弯沉值，然后与规范要求值进行对比，如果小于规范要求值，说明该路段的路基整体承载能力达到要求，反之，则说明路基整体承载能力较差，或说明路基压实质量未达到相应的要求。

（3） 密度检测法（灌砂法）。

建筑垃圾填筑路基的碾压过程是颗粒级配重新排列的过程，每隔一定距离在不同截面位置对碾压层进行压实度检测。路基压实度不应小于96%。

由于建筑垃圾有一定的级配，但级配不规则。如果用灌砂法检测压实度，往往检测结果离散性很大，易引起检验数据存在较大偏差，不仅不能代表所检测路段的压实度，而且还会对碾压完成的路基造成破坏。弯沉法检测较为复杂，沉降量观测法更加简便、直观，较为适用，因而宜采用沉降量观测法进行分层压实检测。

5结语

（1） 通过对建筑垃圾特性的分析与研究，结合相关公路路基设计、施工规范，提出了建筑垃圾作为路基回填材料，需满足的级配、力学指标及稳定性要求。

（2） 通过对建筑垃圾回填路基施工的总结与研究，针对建筑垃圾粗、细集料比例不稳定，级配差等特点，建议先对其中超大粒径的颗粒进行预破、预筛分，分离出满足工程要求的建筑垃圾，再对其余建筑垃圾进行破碎、筛分。同时需在满足相应技术要求的前提下，进行地基处理、摊铺及碾压等施工工艺。

（3） 通过对建筑垃圾回填路基施工工艺的分析研究与总结，提出了建筑垃圾回填路基施工质量控制关键技术。施工过程中，应对建筑垃圾的质量及均匀性进行严格控制，以保证其满足工程要求。同时为减少雨水对建筑垃圾回填路基的冲刷，建议对路床采用黏土封顶，在路基两侧加做包坡护肩土，包边宽度不小于1.0 m，一般在1.0～2.0 m之间。综合考虑建筑垃圾回填路基的特点，建议采用沉降量观测法对路基压实度进行检测。

参考文献：

[1]夏伟龙，田军，张博.建筑垃圾在高速公路路基中的应用研究[J].公路交通科技，2012（5）：7072.

[2]陈福东.城市道路路基填料中建筑垃圾的处理[J].筑路机械及施工机械化，2008，25（9）：4446.

[3]徐宝龙.建筑垃圾土性能及其作为路基填料的施工[J].中国市政工程，2011（2）：6769.

[4]李又云，李哲.建筑渣土在城市道路中的应用研究[J].公路，2013（7）：235240.

[5]王健，李懿.建筑垃圾的处理及再生利用研究[J].环境工程，2003，21（6）：4952.

[6]秦健，赵建新.建筑垃圾渣土在世博园区道路工程中的应用[J].中国市政工程，2009（3）：1923.

[责任编辑：杜卫华]endprint

（2） 弯沉法检测。

利用贝克曼梁或落锤式弯沉仪（FWD）测定路基的回弹弯沉来评价建筑垃圾回填路基的整体承载能力。按照相关规范对选定路段进行弯沉测试，通过计算得出该路段的代表弯沉值，然后与规范要求值进行对比，如果小于规范要求值，说明该路段的路基整体承载能力达到要求，反之，则说明路基整体承载能力较差，或说明路基压实质量未达到相应的要求。

（3） 密度检测法（灌砂法）。

建筑垃圾填筑路基的碾压过程是颗粒级配重新排列的过程，每隔一定距离在不同截面位置对碾压层进行压实度检测。路基压实度不应小于96%。

由于建筑垃圾有一定的级配，但级配不规则。如果用灌砂法检测压实度，往往检测结果离散性很大，易引起检验数据存在较大偏差，不仅不能代表所检测路段的压实度，而且还会对碾压完成的路基造成破坏。弯沉法检测较为复杂，沉降量观测法更加简便、直观，较为适用，因而宜采用沉降量观测法进行分层压实检测。

5结语

（1） 通过对建筑垃圾特性的分析与研究，结合相关公路路基设计、施工规范，提出了建筑垃圾作为路基回填材料，需满足的级配、力学指标及稳定性要求。

（2） 通过对建筑垃圾回填路基施工的总结与研究，针对建筑垃圾粗、细集料比例不稳定，级配差等特点，建议先对其中超大粒径的颗粒进行预破、预筛分，分离出满足工程要求的建筑垃圾，再对其余建筑垃圾进行破碎、筛分。同时需在满足相应技术要求的前提下，进行地基处理、摊铺及碾压等施工工艺。

（3） 通过对建筑垃圾回填路基施工工艺的分析研究与总结，提出了建筑垃圾回填路基施工质量控制关键技术。施工过程中，应对建筑垃圾的质量及均匀性进行严格控制，以保证其满足工程要求。同时为减少雨水对建筑垃圾回填路基的冲刷，建议对路床采用黏土封顶，在路基两侧加做包坡护肩土，包边宽度不小于1.0 m，一般在1.0～2.0 m之间。综合考虑建筑垃圾回填路基的特点，建议采用沉降量观测法对路基压实度进行检测。

参考文献：

[1]夏伟龙，田军，张博.建筑垃圾在高速公路路基中的应用研究[J].公路交通科技，2012（5）：7072.

[2]陈福东.城市道路路基填料中建筑垃圾的处理[J].筑路机械及施工机械化，2008，25（9）：4446.

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[5]王健，李懿.建筑垃圾的处理及再生利用研究[J].环境工程，2003，21（6）：4952.

[6]秦健，赵建新.建筑垃圾渣土在世博园区道路工程中的应用[J].中国市政工程，2009（3）：1923.

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（2） 弯沉法检测。

利用贝克曼梁或落锤式弯沉仪（FWD）测定路基的回弹弯沉来评价建筑垃圾回填路基的整体承载能力。按照相关规范对选定路段进行弯沉测试，通过计算得出该路段的代表弯沉值，然后与规范要求值进行对比，如果小于规范要求值，说明该路段的路基整体承载能力达到要求，反之，则说明路基整体承载能力较差，或说明路基压实质量未达到相应的要求。

（3） 密度检测法（灌砂法）。

建筑垃圾填筑路基的碾压过程是颗粒级配重新排列的过程，每隔一定距离在不同截面位置对碾压层进行压实度检测。路基压实度不应小于96%。

由于建筑垃圾有一定的级配，但级配不规则。如果用灌砂法检测压实度，往往检测结果离散性很大，易引起检验数据存在较大偏差，不仅不能代表所检测路段的压实度，而且还会对碾压完成的路基造成破坏。弯沉法检测较为复杂，沉降量观测法更加简便、直观，较为适用，因而宜采用沉降量观测法进行分层压实检测。

5结语

（1） 通过对建筑垃圾特性的分析与研究，结合相关公路路基设计、施工规范，提出了建筑垃圾作为路基回填材料，需满足的级配、力学指标及稳定性要求。

（2） 通过对建筑垃圾回填路基施工的总结与研究，针对建筑垃圾粗、细集料比例不稳定，级配差等特点，建议先对其中超大粒径的颗粒进行预破、预筛分，分离出满足工程要求的建筑垃圾，再对其余建筑垃圾进行破碎、筛分。同时需在满足相应技术要求的前提下，进行地基处理、摊铺及碾压等施工工艺。

（3） 通过对建筑垃圾回填路基施工工艺的分析研究与总结，提出了建筑垃圾回填路基施工质量控制关键技术。施工过程中，应对建筑垃圾的质量及均匀性进行严格控制，以保证其满足工程要求。同时为减少雨水对建筑垃圾回填路基的冲刷，建议对路床采用黏土封顶，在路基两侧加做包坡护肩土，包边宽度不小于1.0 m，一般在1.0～2.0 m之间。综合考虑建筑垃圾回填路基的特点，建议采用沉降量观测法对路基压实度进行检测。

参考文献：

[1]夏伟龙，田军，张博.建筑垃圾在高速公路路基中的应用研究[J].公路交通科技，2012（5）：7072.

[2]陈福东.城市道路路基填料中建筑垃圾的处理[J].筑路机械及施工机械化，2008，25（9）：4446.

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[5]王健，李懿.建筑垃圾的处理及再生利用研究[J].环境工程，2003，21（6）：4952.

[6]秦健，赵建新.建筑垃圾渣土在世博园区道路工程中的应用[J].中国市政工程，2009（3）：1923.

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