高速公路建筑再生料路基填筑施工工艺

2020-07-01陈仕颋

建筑施工 2020年3期

陈仕颋

上海市基础工程集团有限公司上海 200002

传统建筑旧料处理方式一般为堆放、掩埋及再利用。建筑旧料对环境的污染形式多、程度严重，包括：由于发酵和雨水的淋溶、冲刷，以及地表水和地下水浸泡而渗滤出的污水造成的水污染；在温度、水分等作用下，产生有毒气体；建筑旧料粉尘直接污染空气等。建筑旧料再利用的局限性及其工艺的复杂性直接导致较低的建筑旧料回收利用率。城市高速公路采用建筑旧料再利用的路基填料工艺简单，质量控制明确，可解决大量的因建筑拆迁所产生的建筑废弃物的处置问题[1-2]。

1 工程概况

上海S7公路Ⅱ-2标为S7高速公路跨越G1503的互通式立交，S7公路起止桩号为K6+600～K8+350，全长1.75 km，G1503改建道路为东西走向，起止桩号为K190+146～K192+275，全长2.13 km。工程内容包括高架桥梁、地面道路、地面桥梁、G1503道路拓宽以及本标段规划红线范围内的河道工程。

一般路基填料采用建筑再生料，为保证路基具有足够的强度、稳定性和耐久性，填方路基和零填及挖方路基应保证高度不小于1.2 m。当路基填筑高度达不到最小设计要求时，应采用“挖方填筑”的施工工艺来保证处置厚度。建筑再生料应分层填筑压实，每层建筑再生料的压实厚度应不大于20 cm，路基均采用重型击实标准（图1）。

图1 一般路基横断面示意

2 路基填筑施工的难点和特点

建筑再生料，选取优良的建筑旧料进行回收利用，确保含泥量≤5%，不含草根、木料、钢筋等杂物，填筑时进行破碎施工。本工程区域内厂房、房基、民宅较多，拆迁所产生的建筑旧料量大、质优，可直接利用至建设工程中。建筑旧料的再利用最大限度地降低了对土、石资源的消耗以及对环境的负面影响，同时，也降低了建造投资费用。针对建筑再生料这类填料，在施工过程中将面临以下主要难题：

1）尚未有完全相符的规范及条例，来确定其施工工艺及过程质量控制项目。

2）过往施工案例较少，施工经验缺乏。

3）路基填方量大，约达180 000 m3。

路基填筑施工对路基填料原材料、相应施工工艺、试验检测等均提出了较高的要求。根据现有规范、业主和设计的要求，对建筑再生料填筑路基制订了一套系统的施工方案：

1）清表40 cm（厚度）作业后，路基填筑采用建筑再生料分层回填至水泥稳定碎石底标高，每层回填厚度不大于25 cm，用压路机碾压至稳定、密实，第1层与第2层中间满铺防水土工合成材料；考虑到土基排水需要，在填筑边线外侧布设纵向排水沟。

2）素土包边应根据建筑再生料每层填筑厚度分层填筑，土带宽度不小于1.5 m。

3）采用道路工程原状土标准击实试验、路基回弹模量试验等方法来控制路基施工质量。

3 建筑再生料原材料生产

将建筑旧料从施工便道运入碎石场地，碎石场地面积约1 000 m2，原材料破碎、筛分后，通过传输带将细料、粗料分别置于不同的堆放区（图2）。

图2 施工现场碎石场地布置

3.1 碎石机简介

建筑再生料采用专业重锤式破碎机（图3），碎石机选用规格1 200×1 200型，成套设备尺寸为3 m×10 m，最大动力为132 kW，可满足50～60 m3/h建筑旧料的处理能力，碎石机的最大粒径大小可以按不同的需要进行调节。

3.2 振动筛简介

振动筛主要由筛箱、振动电机、减振系统、底架及传输带等组成。

图3 重锤式碎石机

振动筛工作原理为：筛箱依靠2台相同的振动电机做相反方向自同步旋转，使支承在减振器上的整个筛机做直线振动，物料从入料端落入筛箱后，迅速前进、松散、透筛，完成筛分作业，再经传送带送达指定堆场。

4 路基填筑施工工艺

4.1 清表施工

清表前首先进行导线、中线和高程的复测及布设，标明其轮廓，同时确定开挖边线或坡脚线。

先挖除厚40 cm地表耕植土，清除绿化的根茎、树根等杂物，将原地面整平，然后整形成向外侧2%坡度的断面，再用压路机碾压密实（图4）。

考虑土基排水需要，在填筑边线外侧设置纵向排水沟（图5）。

图4 原状土压实

图5 排水沟设置

4.2 土工合成材料施工

1）清除施工范围内的各种对施工有影响的障碍物，保证土工合成材料铺设施工。

2）对基底及下承层进行检测，保证其宽度、坡度、平整度。

3）所有原材料送检合格后，方可使用。

4）铺设时，使强度高的方向垂直于路堤轴线方向，从一端向另一端进行，端部先铺填，中间后铺填，端部应精心铺设并锚固。铺设时应松紧适度，无绷拉过紧或褶皱现象，同时保证连续性、完整性。施工过程中不要过度拉伸土工合成材料，避免其因所受的力超过强度和变形的极限而发生破坏、撕裂或局部顶破。

5）土工合成材料间连接牢固，连接处的强度不低于材料设计抗拉强度。铺设时，土工合成材料搭接宽度不小于50 cm，保证其搭接宽度和整体性。

6）铺设范围应满足设计要求，土工合成材料铺设后应及时填筑填料，避免受阳光长时间直接暴晒，一般情况下，间隔时间不应超过48 h。

4.3 建筑再生料摊铺

自卸汽车运料至现场，挖掘机摊铺整平，并根据道路设计要求形成2%的单向横坡。建筑再生料的最大粒径不得大于10 cm，材料粒径在料源处轧碎至符合规范及设计要求后，方可用于路基填筑。

应分层填筑，松铺厚度按25 cm进行控制（最终压实厚度≤20 cm）。摊铺时，粗细颗粒应分布均匀，避免出现粗粒料集中堆积现象。当石块含量较多时，其间隙应以石屑铺撒填充。路基填筑时，外侧1 m范围内用较细的材料填筑，禁止大颗粒集中于坡侧。

4.4 分层碾压

碾压机械采用26 t（振动频率33 Hz）自行式光轮压路机。填料的碾压应控制在最佳含水量范围内进行。施工过程中，对填料的含水量进行严格控制，及时测定和调整。碾压时，前后2次轮迹重叠30 cm以上，且均匀。对于压路机无法压实的地方（如邻近桥台边等），采用小型夯具夯实。每一碾压过程前后均需进行中、边桩放样及高程测量，并计算松铺系数。

碾压过程：光轮压路机静压1遍，行驶速度控制为2.5 km/h；光轮压路机弱振1遍，行驶速度控制为2.8 km/h；光轮压路机强振2遍，行驶速度分别控制为3.3、3.5 km/h；光轮压路机静压1遍，行驶速度控制为3.2 km/h。

每完成一个工作循环或增加了碾压遍数，应根据顶层路基回弹模量测试及时调整碾压次序、碾压遍数或压路机行驶速度。

经试验段施工验证，符合设计要求时，压路机轮迹深度在3 mm左右，故每层压实现场实际控制压路机轮迹深度控制在≤5 mm，以压实遍数及轮迹深度进行双控，确保压实度满足要求。