建筑垃圾碎石路基填筑摊铺施工技术研究

崔晋阳

(山西远大公路桥梁建设养护有限公司，山西 忻州 034000)

0 引 言

伴随城市化进程的不断发展和推进，城市建设进度和迭代更新频率日益加快，在基础设施建设更迭的过程中，势必产生了大量的建筑废物和建筑垃圾；目前，国内大部分的基础设施建设施工垃圾未经任何的处理和回收便直接作为弃方，不但造成了严重的区域粉尘污染，还严重有悖于建筑绿色化和低碳化的根本宗旨。以公路工程施工项目作为研究切入点，就建筑垃圾碎石在公路路基填筑和摊铺施工中的重复利用问题展开相关研究，明确了建筑垃圾废料填筑路基的关键施工工艺和技术流程，并就后续的路基摊铺施工质量检测和长期监测进行针对性分析，拟为省内建筑垃圾在公路工程中的循环利用提供借鉴和参照。

1 建筑垃圾碎石路基填筑摊铺施工工艺及技术

1.1 依托项目概况

本文选定省内某市市政道路拓宽改造施工项目为研究案例，改造标段为高速过境连接线，改造升级后的道路设计标准为一级，车道布置形式为双向六车道，起点桩号为K0+100，终点桩号为K20+100，全线里程20 km，设计标准时速为80 km/h，经项目施工勘察，土方预开挖量约为22.3 m3，填方量达46.8 m3，总体填挖方量较大，施工总体难度偏高。通过项目调查发现，对原有的路基、路面进行铣刨后，外加改造施工项目方圆5 km内的建筑废料总规模将达520 000 m3，为了降低施工总体成本，实现建筑废料的就地、循环、可持续利用，拟对拓宽改造升级标段内的路基工程选用经处理后的建筑废料进行填筑。由于不同来源的建筑废料的粒径、强度、刚度及级配等指标离散性较大，为了保证后续标段施工的正常进行，先选定标段工程内部分路段进行填筑试验，积极开展现场工程实体试验研究，收集第一手检测数据和信息，以指导后续建筑废料路基填筑施工工作。

1.2 建筑垃圾碎石路基填筑摊铺施工关键技术

由于建筑废料的粒径、强度、刚度及级配等指标离散性较大，为了最大程度控制建筑废料填筑路基的均匀性、密实性和承载能力，应根据不同路基层控制对应填筑废料的粒径标准、虚铺及压实厚度标准等指标。表1为项目现场根据本工程特点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

在正式施工前应进行必要的施工前准备工作，由于建筑废料中的空心砖碎石占比较高，空心砖碎石的吸水性能较强，为了控制建筑垃圾的含水率，应避免在潮湿或者是降水条件下施工，尽量选择气象条件较好的时间段进行建筑垃圾碎石分拣和填筑；应使用专用空心式分离机械对建筑垃圾碎石进行预筛选，剔除建筑废料中的非建筑垃圾材料、硬质金属、泡沫制品等，对于颗粒直径大于300 mm的碎石应先使用电镐破碎后再筛分，筛分孔最大直径为250 mm，未通过筛分的垃圾碎石不能用于后续的路基填筑。

选取拟进行试验的标段进行性能试验，以确定要使用的施工机械及对应的施工流程，试验过程中要明确的核心参数包括：压实机械选型、碎石路基填筑及压实施工方案及填筑路基含水率控制等。图1为建筑垃圾填筑试验段路基的施工流程。

图1 建筑垃圾填筑试验段路基的施工流程

在建筑垃圾碎石路基填筑施工过程中，应根据试验段明确的松铺厚度及压实方案进行，本工程项目经试验段试验对比确定的最佳松铺系数为1.21，根据摊铺厚度和压实系数将预压实建筑垃圾碎石填筑在路床上；压实施工应严格以最新的《公路路基施工技术规范(JTG F10-2015)》为基准，保证最终压实完毕的路基沉降指标不大于2.5 mm。压实施工应做好压实施工机械的内部组合，选用凸钢轮振动压实机械、光圆振动压实机械与静态胶轮压实机械组合。表2为建筑垃圾碎石填筑压实流程表。

表2 建筑垃圾碎石填筑压实流程

2 建筑垃圾碎石路基填筑摊铺施工质量检测

2.1 建筑垃圾碎石路基弯沉值检测

路基弯沉指标是决定路基压实质量的重要指标之一，目前，所有的公路工程项目中基本均以弯沉指标作为判定路基压实度、承载能力及抗变形刚度的良好指标；路基弯沉采用标准双轮组后轴作用下的轮间隙中线位置的弯沉回弹值作为标准，中线位置的荷载回弹值能够系统反馈出路基及路面的综合承载能力。图2为本工程中的压实层数量与对应弯沉指标的相关关系。

图2 本工程中的压实层数量与对应弯沉指标的相关关系

分析上图1可知，在第4层之前的，由于路基层压实经历了从松铺到压实的变化历程，路基层弯沉值变化梯度较大，在第4层及以后，路基压实弯沉指标基本稳定在0.6 mm附近，弯沉在后续压实过程中的变化梯度不明显，弯沉发展基本消失，路基弯沉指标基本稳定，可以认定建筑废料压实层的弯沉指标满足规范及设计施工要求。

2.2 建筑垃圾碎石路基弯回弹检测

除了路基压实弯沉指标以外，路基压实层对应的回弹指标也是反应路基压实质量、 承载能力及抗变形刚度的重要指标之一。图3反映出路基压实层数与路基压实回弹模量之间的相关关系。

图3 路基压实层数与路基压实回弹模量相关关系

分析上图3可知，在第4层之前的，由于路基层压实经历了从松铺到压实的变化历程，路基层回弹模量变化梯度较大，在第4层及以后，路基压回弹模量指标基本稳定在160 MPa附近，回弹模量在后续压实过程中的变化梯度不明显，回弹模量发展基本消失，路基回弹模量指标基本稳定，可以认定建筑废料压实层的回弹模量指标满足规范及设计施工要求。

3 总 结

综上分析可知，建立建筑垃圾的循环、可持续利用机制是实现公路工程施工低碳化、可持续化发展的必由之路，在工程实践中必须重视建筑垃圾碎石的在二次加工和重复利用；文章以某一级公路改扩建项目为研究对象，通过选定试验段，明确了建筑垃圾碎石填筑路基的关键施工技术，总结了成套施工经验，并建立了与之相匹配的质量检测指标体系，为后续的应用实践积累了大量经验。