建筑垃圾在公路工程中的应用研究

雷 蕾

(山西省高速公路开发有限公司，山西 太原 030000)

随着我国城市化进程的加快，建设项目也是无处不在，如：新房建造、危房拆除，以及道路的改扩建等，但这些建设项目的开展每年都会产生大量的建筑垃圾，然而目前对建筑垃圾的处理一般以堆放处理为主，这些建筑垃圾的堆放不仅造成巨大的资源浪费、占用昂贵的城市土地资源还会对环境造成很大的影响，因此，如果能将大量的建筑垃圾应用到公路工程中，不仅能够降低公路工程的造价，还能有效的减少资源的浪费，对我国公路工程的发展、环境的保护都会产生积极的作用。

1 建筑垃圾分类与加工

建筑垃圾一般是指由于城市建筑活动而产生的含有大量混凝土、石粒、砖瓦等组成的建筑废料，其粒径有不同的大小，成分也较复杂，对此我国建设部发布的《城市建筑垃圾管理规定》对其也有较为明确的定义。目前，经过对城市建筑垃圾的详细调查可知，在城市建筑垃圾中，废弃水泥混凝土和废弃砖块所占的比重最大，达到80%以上，且粒径范围较广，组成也较复杂，鉴于此，论文主要针对拆迁和改建后城市建设所产生的废弃砖和混凝土展开研究，并根据废弃的砖和混凝土制备再生骨料，然后对废弃再生混合料的各项物理和化学性能进行研究，研究其在公路工程应用中的可行性。

1.1 建筑垃圾的分类

由于建筑垃圾种类繁多，其组成成分也较复杂，不同的建筑垃圾对各种结合料的适用性也不尽相同，因此，为了更好的研究不同类型的建筑垃圾在不同工程中的适用性，以便更好的对建筑垃圾进行应用，需要对建筑垃圾进行合理的分类，目前对于建筑垃圾的分类主要是从其原有成分和粒径大小上对建筑垃圾进行分类，如对于废弃的钢铁等金属材料可以采用重新回收加工利用的方式进行废物利用，对于废弃的有机类垃圾如木材，橡胶类等可以用作造纸等的原材料，对于废弃的砖、混凝土等可以通过重新加工利用再次应用到公路工程中。经过对建筑垃圾的深入研究可知，在对建筑垃圾进行分类处理后90%以上的垃圾可以重新利用，大大减少了资源的浪费，建筑垃圾的分类表如表1所示。

表1 建筑垃圾分类

对于公路工程而言，其对建筑垃圾的再生利用主要集中在废弃水泥混凝土、砖和废弃砂石料等，但由于建筑垃圾成分的复杂性，含有很多的杂质，因此对其在公路工程中应用的合理性还有待研究，同时还需对如何有效快速的分离建筑垃圾中的杂质进行详细的研究，以便建筑垃圾在公路工程中的进一步合理应用。

1.2 建筑垃圾的加工

对于建筑垃圾的加工而言，由于我国在建筑垃圾的应用方面起步较晚，没有成熟的设备与工艺，因此我国的建筑垃圾与国外不同。国外对建筑垃圾的加工一般分三个阶段进行：第一阶段采用人工处理的方式将建筑垃圾中的杂质清除掉，然后采用破碎机将建筑垃圾破碎成一定粒径的集料；第二阶段主要是对第一次破碎的建筑垃圾根据需要的粒径采用冲击和滚筒装置进行二次破碎；第三阶段是建筑垃圾破碎集料的筛分阶段，对破碎好的建筑垃圾进行筛分处理，筛分成不同粒径大小的再生骨料应用到不同的工程中。国内对建筑垃圾的加工还没有形成统一的工艺流程，其集料的破碎效果与国外相比也有很大的差异，主要是通过颚式破碎机和人工筛料的方式对建筑垃圾进行再生利用加工处理。

2 建筑垃圾基本性能研究

2.1 主要组分特性

经过对不同地方的建筑垃圾取样分析后可知建筑垃圾的组分特性如表2所示。

表2 建筑垃圾主要组分特性

由表2可知建筑垃圾中砖块的吸水率较大，且其毛体积密度较小，可以看出砖块属于质轻结构，在受力时易于破碎，其工程性质较差。

2.2 杂物含量

杂物含量一般是指建筑垃圾中除了水泥混凝土、石块砖块之后的其他杂质，经过对不同建筑垃圾的成分分析可知，建筑垃圾中的杂物主要是指，废旧木条、废旧塑料管线、植物的根叶等也包括一些金属、玻璃等，在建筑垃圾混合料中所占的质量比，一般建筑垃圾中的杂物含量越大，则建筑垃圾混合料的性能越差，因此在建筑垃圾使用前要通过合理的方式确定混合料中的杂物含量，并通过筛分、挑拣的方式将建筑垃圾中的杂物清除掉，以免过多的杂物对混合料的路用性能造成影响，本文中所用的建筑垃圾中其杂物含量为0.3%，满足规范的使用要求。

2.3 压碎值

建筑垃圾只有具有一定的强度才能满足路用性能的要求，在车辆荷载的反复作用下，道路才不致于快速的破坏，对于道路工程用的无机结合料一般用压碎值的大小来评价骨料的强度。论文收集了不同地方的建筑垃圾土混合均匀后根据《公路工程集料试验规程》的规定，测量压碎值时，粒径控制在13.2 mm～16 mm，依次做两组平行试验。压碎指标按式δα计算，如式(1)所示：

(1)

其中，m0为实验前所取试样的质量;m1为试验后试样过2.36 mm筛后，筛余质量。试验结果如表3所示。

表3 试样压碎值

由压碎值试验结果可知，建筑垃圾骨料的强度较弱，可能是由于建筑垃圾中砖块的含量较多，所以建筑垃圾其强度较弱和天然石料相比其性能较差，本试验得出的压碎值为15.8%，根据JTJ 034—2000公路路面基层施工技术规范规定，材料做基层或底基层时的压碎值不能大于 30%，故试验结果满足规范要求。

3 建筑垃圾混合料性能研究

3.1 击实试验

建筑垃圾能否用做路基的填料，必须要经过合理的配合比设计分析才能确定，论文对收集的不同地域的建筑垃圾进行了合理取样,取样方案如表4所示，并经破碎成了具有一定粒径的混合料，然后对所得的试验样品进行了合理的分析后进行了标准击实试验。

表4 试样取样方案

根据JTG E51—2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程规定，选取无机结合料稳定材料击实试验中的丙法，由于试样最大粒径为37.5 mm，故宜采用重型Ⅱ标准击实方法，击实试验结果如表5所示。

3.2 CBR试验

在表征路基填料的强度时，通常采用CBR值这一指标，故其重要性可见一斑，同时也用其作为一个标准和依据来进行路基填料的选择。建筑垃圾承载比CBR值试验，依据规范规定的试验方

法，压实度按98%进行试验，进行单轴贯入试验得到混合料的CBR值，试验结果如表6所示。

表5 建筑垃圾击实结果

表6 CBR试验结果

根据试验结果得出建筑垃圾的CBR值为43.0%，强度完全满足规范中对路基填料的要求。但建筑渣土的CBR较低，无法满足路基填料的需要，采用水泥稳定后其CBR值有比较大的提升，因此对于建筑垃圾渣土而言，可以采用水泥对其稳定后再应用到公路工程中。

综合以上承载比试验结果表明，建筑垃圾混合料试验材料的承载比指标为37.7%～82.2%，完全满足公路的强度要求。且经试验可知其膨胀率也较小仅为0.016%，具有很好的水稳定性。

4 结语

论文主要对建筑垃圾的分类与研究现状进行了详细的研究，并对建筑垃圾的基本性能进行了系统分析，并通过击实试验研究了不同处理措施下不同粒径混合料的最佳含水率和最大干密度，并由CBR试验可知，不同混合料的建筑垃圾均能满足作为路基填料的路用性能要求，并建议建筑垃圾混合料试验材料的承载比指标为37.7%～82.2%。