建筑垃圾再生材料填筑路基设计及施工要点

2021-07-04储琚

天津建设科技 2021年3期

储琚

（天津市交通科学研究院，天津300300）

随着城市化进程的推进，基础设施建设、棚户区改造、房地产开发等工程建设产生了大量建筑垃圾[1～2]。这些建筑垃圾露天堆放或填埋处理，不仅占用大量土地资源，也影响城市环境；而将建筑垃圾再生用作筑路材料，一方面能够解决禁止开山以来的石料短缺问题，另一方面也从根本上解决了建筑垃圾的资源化利用难题[3～4]。目前，主要是从添加稳定剂，增加再生材料强度和整体性的角度出发，开展材料性能研究；而从断面设计角度出发，对路基整体稳定性的研究很少。

本文从断面设计角度出发，提出内填建筑垃圾骨料外包黏土的“金包银”式设计断面。

1 建筑垃圾再生材料性能及强度分析

建筑垃圾主要包括砖块、混凝土块和少部分石块。按照标准试验方法要求进行表观密度、洛杉矶磨耗值、集料坚固性试验，由试验结果[5]可以看出：除砖块的表观密度和洛杉矶磨耗值外，其他建筑垃圾再生材料的指标均能满足中下面层用粗集料的技术要求[6]；CBR值能够满足路基设计规范的要求，是一种强度较高的路基填筑材料。见表1。

表1 建筑垃圾原材料性能及强度分析

2 路基填筑断面设计及施工要点

2.1 断面设计

采用包边土的方案（俗称“金包银”）[7～8]不仅能够最大限度地利用建筑垃圾再生材料，而且能够方便地进行边坡绿化。包边土采用黏土，宽度取1 m：一方面能够满足边坡稳定性的要求，距边1.0 m大部分位于土路肩（一般取0.75 m）范围，能够很好地避免横向不均匀沉降；另一方面，施工时包边土加宽填筑0.5 m，包边土总的施工宽度为1.5 m，相对于压路机（一般宽2.5 m左右）来说，具有足够的压实宽度，能够保证包边土的压实度，减少“溜坡”病害的发生。包边土内坡取1∶1.5，外坡取1∶2.0，有利于增加边坡的整体稳定性，同样能够减少“溜坡”病害的发生。封顶土取厚度0.3 m，也就是将上路床采用封顶土来填筑，能够减少水的渗透，避免横向不均匀沉降。见图1。

图1 “金包银”式路基填筑断面形式

2.2 施工方法

采用同步施工法，先摊铺路堤中心的建筑垃圾再生材料（芯料），再摊铺外侧的包边土，每层松铺厚度为25～30 cm。松铺系数应通过试验段来确定，初步建议为1.10～1.20[9]，芯料和包边土可以采用不同的松铺系数，只要确保压实后两者厚度一致即可。

2.2.1 清表碾压和排水

施工前，对红线范围内的水以开排水沟的方式排除，保证适宜进行清表和填前碾压作业。对路基基底进行表土清除，采用推土机，清表厚度平均值为20 cm，清到硬土为止，然后用平地机刮平。场地清理完成后，进行填前碾压，密实度达到规范要求。雨水季节需要开挖排水沟，开挖深度宜为0.8～1.0 m、宽度1.0 m左右，以利于机械作业和水沟排水通畅为准。

2.2.2 填料运输

路基碾压成型一层后，可以承载大功率双后桥自卸车运料，表层含水量需要保持在10%～17%，否则容易出现陷车现象，当出现较深车辙时，要用推土机或压路机及时碾压平整。

2.2.3 芯料的摊铺和整平

建筑垃圾再生材料的透水性好，逐层填筑后，水很容易透过砂层从路基坡脚排出；因此，在填筑时可以控制反向横坡度在1.5%～2.0%。采用履带式推土机按中心低、两侧高施作，形成“锅底”形。摊铺粗平，松铺厚度不超过规定要求后，先洒水至粒料的表层含水量≮10%，再用平地机仔细整平，整平结束后，立即采用压路机碾压。对于局部含水量偏低的部位（主要是路侧），在压实前或压实过程中可采用水车补水至最佳含水量。

2.2.4 包边土的运输和整平

建筑垃圾再生材料整平后，进行包边土施工。土方的挖、装、运均为机械化，一般采用挖掘机配备自卸汽车运土，按每延米用土量严格控制卸土，采用装载机、挖掘机摊铺，平地机整平。包边土分层填筑，严格按照中桩和边桩上标示的标高线控制每层的松铺厚度，摊铺时，按照设计要求控制好纵坡和横坡的坡度。包边土加宽填筑0.5 m，完成后采用人工配合挖掘机削坡、修整。

2.2.5 洒水

洒水，先两侧、后中心，碾压前表面应无积水，碾压过程中表层材料应不液化、不松散。

2.2.6 碾压

填筑面采用平地机仔细整平后，确保包边土和芯料处于最佳含水量范围，压路机由路基两侧向中心碾压，速度控制在2～4 km/h，推荐采用高频率、低振幅、直线进退法进行碾压；碾压时，压路机往返轮迹重叠≮1/3钢轮宽，全路宽碾压完成为一遍。一般采用20 t压路机，振动碾压8～10遍，压实度能够达到设计要求。一层路堤压实完成后，检测压实度和沉降差，满足要求后，施作上一层。填筑路堤分层搭接，上下层错开，搭接阶梯宽度≮2 m，分层压实。

2.2.7 封顶土施工

包边土施工完毕后，进行封顶土层的填筑和包边土的削坡。封顶土的填筑和压实施工方法与包边土类似。