安徽某高速公路废旧料利用研究

许 魁， 易 昕

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司;公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心;安徽 合肥 230088)

0 引 言

随着社会经济的迅猛发展，部分既有的双向四车道高速公路已经不能满足经济发展及交通量增长需求,因此高速公路改扩建工程建设将在我国今后交通基础设施建设领域持续一段较长的高潮期。它是在充分考虑资源环境约束力和承载力的前提下，通过集约利用运输通道资源、土地资源和路产资源，针对部分已不能适应经济社会发展的高速公路实施的以优化交通结构、提高运输能力、提升服务质量为目的的一种重要的公路建设形式[1]。

目前国内高速公路改扩建以对既有道路双侧或单侧拼宽建设为主，不可避免地需要对既有的防护、排水圬工进行拆除，同时需要对既有道路路面进行铣刨加铺改善处理，这导致产生大量的废旧料。改扩建过程中废旧的圬工材料露天堆放，造成土地资源浪费[2]。经过长期的日晒雨淋后，废旧的砂浆、混凝土和沥青物质中含有的大量有毒物质，造成土壤和地下水污染[3,4]，同时长时间堆放的废弃物可能会造成边坡滑塌、泄洪不通畅等问题，危及周边居民生活、生产。

根据规范提出的改扩建应遵循“利用与改扩建充分结合”的原则[5,6]，废旧料的循环利用既可以做到节能环保，又可以物尽其用。因此，本研究结合安徽省某高速公路改扩建项目，对废旧料利用展开研究，为类似项目提供参考。

1 废旧料利用原则

废旧料主要分为圬工类废旧料和废旧路面铣刨料。其中，圬工类废旧料主要来源于路基的挡墙、拱形护坡、桥头满铺拆除等，包括废旧片、块石、混凝土块、预制块以及圬工渣等；废旧路面铣刨料主要来源于面层、基层、硬路肩等。针对上述两种废旧料，结合本项目特征制定以下几点废旧料利用原则。

(1)集中利用：分标段集中利用，提高整体利用率，降低运输成本。

(2)降级利用:其中大型结构物的圬工材料可以加工，满足要求后尽量在次级防护工程中应用，而废旧路面铣刨料利用泡沫沥青或者乳化沥青冷再生做下面层，或者添加到热拌料里做中面层和下面层[7]。

(3)强度要求：圬工材料强度不满足要求的一律不得用于防护工程，或用于线外工程，而废旧路面铣刨料的材料强度不满足要求的一律不得用于上中面层。

(4)折损利用:如预制块等防护在拆除时，往往受到一定程度损伤，在重复利用时要考虑损耗。

2 废旧防护、排水圬工利用方法

2.1 废旧防护、排水圬工利用方式

(1)新建防护、排水直接利用。本项目中，新建主线拱护尺寸、规格与拱护预制块规格不同，桥头满铺的预制块不满足新建六棱块的厚度要求，上述圬工材料不能直接利用。但是根据降级利用原则，废旧的预制块、六棱块，可以选择外观良好、规格整齐的用在线外涵洞、排水渠等线外工程的防护加固中。

(2)软基加固利用。防护、排水圬工材料，强度相对较高，碎石化后的材料，比表面积较大，具有良好的透水性，可以减少毛细水上升，适用于软基加固换填。依据软基加固的方法，对圬工材料进行选型。例如，采用抛石挤淤法时，圬工材料中片块石可直接采用；采用换填法时，选择粒径较小和碎石化的圬工材料。

(3)路面底基层、垫层利用。对于废旧片石、块石和预制块，一般需将其碎石化，加工为再生集料。经筛洗并采用无机结合料处治后，可直接应用于路面的垫层或底基层，也可以部分或全部代替二灰稳定碎石和水泥稳定碎石混合料中的集料。

(4)路基、其他填筑利用。由于圬工渣存在含泥量偏大，性能不稳定。可以掺石灰、水泥对其进行处治后，用于路基填筑。圬工渣也可直接用于清淤换填、凹地填平等其他填筑。

2.2 废旧防护、排水圬工利用案例

项目全线废旧防护、排水圬工总量170 216 m3，其中混凝土106 208 m3，片石64 007 m3，边沟盖板5 076 m3。依据折损原则和现场调查盖板损坏情况，考虑采用50%损失率，直接利用盖板2 284 m3。空心、实心六棱块总量1 919 m3，而空心六棱块在拆除过程中损坏率相对较高，考虑采用70%损失率，直接利用六棱块576 m3，用于线外通道、排水沟的砌石护坡。剩余混凝土、片石圬工需要进行筛选，按照其用于填筑料的材料要求进行处理。

对比新建防护、排水工程数量，盖板利用数量占新建排水数量的6.7%。圬工材料体积较大，再加上防护效果、美观性等方面的考虑,因此不能被直接利用，处理时应充分考虑方式的经济性。地下水丰富的低填浅段，路床底可以填筑圬工废料；清淤回填的还塘挖方可以用较大碎石块回填，还节约了圬工材料碎石化处理的费用。

3 废旧路面铣刨料利用方法

3.1 废旧路面铣刨料利用方式

(1) 沥青铣刨料。本项目通过利用率比选，采用厂拌热再生料的工艺，流程如下: ①对改建沥青路面进行铣刨；②把回收所得的废旧料拉至拌和场地，和新加的骨料、沥青一并放至相关的搅拌设备中开始进行再生、加热处理；③将新拌的成品料卸入运输车, 并将其运至施工现场；④进行摊铺与压实处理。

(2)水稳铣刨料。水泥稳定碎石的再生集料大粒径所占比例较小，物理性质相对均匀，改良后继续用于新建路面结构水稳层。本项目的“四车道保通”方案，可以满足尽快利用的需求，考虑新建水稳层适当应用部分。

(3)底基层挖除料。石灰土是较好的路基填筑材料，可将开挖出来的底基层废料作为路基填筑材料。

3.2 废旧路面铣刨料利用案例

结合项目施工组织“保通四车道”的要求，先开挖既有硬路肩，待两侧拼宽部分施工至中面层后，方可转移交通至同一侧，然后铣刨既有路面上面层并进行病害处理，全线老路挖除的路面总量为851 501 m3，其中沥青面层为243 492 m3，基层408 000 m3，底基层200 009 m3。

全线长102.664 km，四车道总长82.384 km，六车道长20.280 km。四车道铣刨沥青面层195 400 m3，六车道铣刨沥青面层48 092 m3。推荐硬路肩沥青混合料再生利用于拼接部分上基层，硬路肩面层铣刨料共计83 040 m3，按5%的损耗率，将有78 888 m3可用于拼宽部分上基层及下面层。

本项目主线拼宽路面结构中AM-25层利用沥青热再生料共142 170 m3，用去老路沥青铣刨料42 651 m3，利用率为30%。主线拼宽、新建匝道路面下面层共137 775 m3，用去老路沥青铣刨料37 349 m3，利用率为30%，剩余面层铣刨料碎石作为下基层的集料，具体应用情况见表1。

表1 沥青铣刨料再生应用情况(单位：m3)

基层水稳铣刨料考虑部分再生利用，全线设计利用76 468 m3，用于主线、新建匝道拼宽利用率为25%。本项目土方总体以借方为主，因而在路基填筑及其他填筑中可以考虑利用碎石。具体应用情况见表2。

表2 基层铣刨料再生应用情况(单位：m3)

老路底基层为石灰土，部分段落挖除的石灰土含水率较高。一般来说，经过长期的固结及硬化，强度相对较高，适当改良可以直接填筑路基，其中200 009 m3用于底基层料，200 009 m3用于路堤填筑。

4 结束语

本研究主要依托实体安徽某高速公路改扩建工程，对改扩建项目中的废旧料利用展开研究，发现圬工废弃物可以有效地应用于防护和排水工程，废旧路面铣刨料可以应用于面层、基层、底基层和路基的填筑。废弃物的循环利用能够有效地缓解资源紧张和环境问题，但是沥青废弃料的重复利用率有待进一步提升，而且，老路底基层的石灰土能否不经改良直接用于路基、路床填筑亟须进一步的试验研究。