高速公路路基中建筑垃圾再生应用研究

2021-01-28牟春龙

黑龙江科学 2021年2期

牟春龙

(内蒙古交通职业技术学院，内蒙古赤峰 024200)

1 建筑垃圾再生利用

建筑垃圾是构筑物、建筑物在搭建、拆除、维修、装修过程中出现的一些对建筑物无用或者不需要的物料，主要来源为建筑的拆除、建筑施工工地的废弃物以及道路开挖的产物。在处理建筑垃圾时产生了很大的问题，很多城市都出现了垃圾围城情况，严重影响了居民的日常生活。我国城市化发展速度加快，建筑垃圾逐渐增多。研究发现，建筑垃圾的路用性能指标完全符合路基回填的需要，且质地坚硬，可以用建筑垃圾再生料来替代基层混合料中的碎石。

2 建筑垃圾应用于高速公路路基中的现状

我国是一个基建大国，公路建设对砂石等材料的需求量较大，如果对垃圾进行分类和再生，替代一些沙石等材料作为公路路基的填筑材料，能够有效解决建筑垃圾污染问题，实现建筑材料资源的可持续发展。日本学者在建筑垃圾再生混凝土研究方面取得了一定成果，建筑垃圾在公路路基材料中的利用率达到了99%。德国建筑垃圾的利用率达到87%，美国、荷兰等对建筑垃圾进行了分类，通过三级利用，总体上能够使建筑垃圾的利用率达到90%。我国主要使用再生砖，而建筑垃圾再生利用率只有5%。相比发达国家，我国在建筑垃圾再生应用方面的技术水平相对较低。建筑垃圾应用应注意以下问题：如果在路基回填时粗集料分布不均匀，可能会导致整体强度偏低、强度变化大等问题。粗集料中如果有一些超大颗粒，会造成表面粒径变化大的情况，匹配水平较低。为了保证路基回填质量，一定要重视良性土和建筑垃圾的比例，合理进行调节和控制，保证路基填筑质量。加强对工程成本的控制，减少建筑废物造成的环境污染。

3 建筑垃圾在高速公路路基中的再生应用

3.1 案例分析

西安至宝鸡的高速公路是陕西地区沟通东西的要道，也是中横向线连云港至霍尔果斯高速公路(G30)在陕西省境内的重要组成路段，在建设过程中标准较高。基底主要使用的是8%的50 cm厚灰土垫层进行填筑，填筑过程中，路基使用的是建筑垃圾，具体如图1所示。

图1 建筑垃圾路基填筑断面图Fig.1 Cross-section diagram of subgrade filling of construction waste

3.2 建筑垃圾的筛分

对建筑垃圾进行筛分。主要选择一些粒径在25 cm以下可以直接用于路基的填筑。对于粒径超过25 cm的，要先进行破碎，再进行填筑。操作过程中需要保证填筑后的压实度超过96%，不需要进行强化。这种施工工艺和传统的黄土路基施工工艺相比，处理工序较为简单，且技术指标较好[1]。

图2 颚式破碎机Fig.2 Jaw crusher

建筑垃圾路基填筑施工过程中，需要加强机械化技术的应用，由低向高逐层进行填筑。在每道工序施工完成后，还需要全面进行检查，只有合格之后才能进入后续工序施工。需要合理地进行排水设备的配置，防止积水将路基浸泡软化。

3.3 建筑垃圾的试验和路面基料的设计

由于建筑垃圾组分不同，在进行基层回填生料配比过程中，需要采取合理的工艺。先取样分析建筑垃圾并试验建筑垃圾的成分、强度、最佳干密度、无侧限抗压强度等。通过试验分析，了解建筑垃圾的参数性能，合理地对铺筑路段的配合比进行调整，确定工艺参数。做好人工分拣工作，清除建筑垃圾中的一些塑料袋、木块等杂质。为了保证路基施工质量和效果，需要合理进行混合料配比，确定建筑垃圾水泥的产量。在高速公路设计过程中，分别掺入20%～30%的垃圾再生料作为路面基层底层基料，替代原有的碎石。还加入了1.5%的水泥，以便让混合料的黏性增加[2]。

3.4 建筑垃圾拌和施工

拌制过程中，需要将加工场的建筑垃圾运送到场内固定的加工设备中，对其进行破碎，集中进行堆放，控制最大粒径。为了减少灰尘量，通过洒水等方式进行控制。由专人对材料进行调配，及时检测和调整再生料的拌和质量和比例。

3.5 摊铺施工

运料车卸料过程中主要使用渐进式铺摊法。为了避免路基填料骨料分布不均，需通过人工方式对较高的堆体进行整平操作，先低后高，先两侧后中央。在完成卸料之后，需要马上进行初平操作，主要是用推土机来推平再生料。操作过程中，需要注意将一层建筑垃圾细料撒布在表面上，接着通过光轮压路机进行稳压[3]，最后再进行精平操作。摊铺混合料时，应审核摊铺质量，保证摊铺效果。如果发现超粒径骨料，及时清除。使用垃圾进行填筑时，应进行找平，加强细节控制，保证路基表面层没有明显的高差。完成摊铺之后，还需要测定建筑填料的含水量，及时洒水，保证含水量符合要求。