建筑垃圾再生材料在路基填筑中的应用

林青 LIN Qing

（中铁十七局集团第三工程有限公司，石家庄 050200）

0 引言

我国人口众多，随着城市化建设加快，西安有大量城中村改建、农村拆改等项目，因此建筑垃圾与日俱增，再加上环保形式日渐严峻，提高建筑垃圾的资源化利用率，降低天然材料的消耗量，让建筑垃圾资源回收利用，减少建筑垃圾堆放引发的土地占用和环境污染问题迫在眉睫。西安外环项目在设计中大力推广使用建筑垃圾作为路基填料，用建筑垃圾来进行路基填筑不但能解决天然材料消耗，还能减少取土场对环境不必要的破坏，同时解决了路基填料的问题。

1 建筑垃圾再生材料特点及技术要求控制

1.1 建筑垃圾再生材料特点

建筑垃圾再生材料是各类建筑物、构筑物、管网在建设、拆除、修缮过程中所产生的固体废弃物，采用专用设备破碎、筛分、分拣后形成的再生建筑材料。其成份主要由碎砖瓦、碎混凝土、砂浆、碎砾石土等固体废弃物构成，具有较强的硬度、强度、耐磨性、韧性、抗冻性、水稳定性、化学稳定性，且遇水不收缩，冻胀危害小，是公路工程难得的水稳定性好的填筑材料。建筑垃圾再生材料受所拆建工程的结构影响，产生的固体废料有所不同，城中村改建、农村拆改等项目固体废物主要是砖混合料，楼板钢筋，里面还包含了一些不适宜于路基填筑密度的轻质杂物（如塑料、木块、布片、纸屑、泡沫板颗粒等）。可以看出建筑垃圾再生材料由于拆建结构的原因导致组成材料不稳定，粗细颗粒比例不稳定，各材料强度变化也大，材料粒径变化高。

1.2 建筑垃圾再生材料技术要求控制

根据《公路路基施工技术规范》及《公路路基设计规范》的要求，路基填料应满足路基强度和回弹模量的要求，填料最大粒径应小于150mm。结合建筑垃圾再生材料的特点建筑，垃圾再生材料应满足下列要求。

①料源控制：从源头对钢筋、木屑、泡沫、生活垃圾等杂物进行清理，确保加工后建筑垃圾再生材料轻物质含量、有机质含量等符合要求，如有条件可向加工厂派驻工程技术人员和质检人员加强建筑垃圾再生材料质量控制。

②进场要求：严格控制填料粒径，路床填料最大粒径超过60mm、路基填料最大粒径超过150mm、垫层材料最大粒径超过100mm，不允许进场。

表1 建筑垃圾再生材料级配和最大粒径要求

③采用建筑垃圾再生材料中粒径小于4.75mm 的细粒料进行有机质含量和易溶盐含量试验。

④建筑垃圾再生材料的技术要求按DB61/T1149-2018 建筑垃圾再生材料路基施工技术规范控制。

2 建筑垃圾再生材料压实标准确定

①由于建筑垃圾再生材料颗粒级配不稳定，建筑垃圾再生材料依据JTGE40-2007《公路土工试验规程》中T0131-2007 的方法进行。试验材料备料时采用细料和粗料的比例分别为0-5mm∶5-40mm=20:80~80:20 七种掺配比例进行标准击实，根据掺配比例和最大干密度进行线性回归计算得到的回归公式用于施工，表2 为我标段施工回归曲线，应根据材料变化试验确定。

表2 建筑垃圾再生材料技术数据与回归曲线

②当＞40mm 颗粒含量在5%~30%时，采用＞40mm 颗粒的含量与毛体积密度进行修正，因集料中含砖块等吸水率大的材料，毛体积密度检测偏差太大，故宜采用表观密度代替毛体积密度进行修正。

③取细料和粗料的掺配比例为0-5mm:5-40mm=30:70、50:50、70:30 三种掺配比例，按重型击试验方法分三层击实，每层30、50、98 击数，试件泡水96 小时测得对应93区、94 区、96 区CBR 值（见表3），建筑垃圾再生材料的承载能力满足公路路基施工技术规范高速公路对填料最小承载比要求。

表3 建筑垃圾再生材料CBR 检测表

表4 建筑垃圾再生材料质量检测表

表5 施工机械设备配置表

表6 建筑垃圾再生材料路基施工碾压厚度及遍数

3 建筑垃圾再生材料施工控制

3.1 试验段碾压参数确定

我标段选择100m 路基作为建筑垃圾再生材料试验段，通过合理配备机械组合，确定松铺厚度、碾压遍数、碾压含水量等参数。

3.2 试验段所用建筑垃圾再生材料原材料检测结果

3.3 建筑垃圾再生材料路基施工机械设备配置

3.4 建筑垃圾再生材料路基施工工艺流程

图1 建筑垃圾再生材料路基施工工艺流程图

3.5 建筑垃圾再生材料路基施工碾压参数确定

3.6 施工注意事项

①建筑垃圾再生材料路基填筑采用机械化流水作业，施工机械配置充足，振动羊足碾宜选用拖式振动羊足碾。

②建筑垃圾再生材料装运前，应采用机械对建筑垃圾再生材料进行拌合，尽量使其混合均匀，避免大粒径颗粒集中装运。

③布料时用白灰划出方格线，应根据最大干密度按照路基最大松铺系数、运输车的容积及路基宽度计算每个方格所需的填料数量和卸车数量，并按计算松铺厚度测定标高。卸料时采取路堤全宽水平分层，先低后高，先两侧后中间，卸料摊铺过程中应配备洒水车降尘，并及时测出建筑垃圾再生材料的含水率。

④路基施工过程中应有专人清捡建筑垃圾再生材料中混有的塑料袋、木块、塑料片、布片、纸屑、泡沫轻物质等，对局部大颗粒骨料集中部位应由人工采用建筑垃圾细粒料填充处理，摊铺过程中必须保证无明显离析。

⑤洒水一般分两次进行，洒水前应测定摊铺后建筑垃圾再生材料的天然含水率。第1 次洒水约为最佳含水率的60%～70%（一般略大于最佳含水率2%～3%，根据现场气温调节），洒完水后进行闷料，2h 后挖开数点检查，待渗透深度超过厚度的3/4，且路基表面无大面积积水时，采用羊足碾压路机振动碾压2-3 遍然后喷洒第2 次水，洒水量约为最佳含水率的30%-40%，洒完后即可采用羊足碾进行振压，使水在振动根压过程中继续下渗，继续闷料1-2h（以不粘轮为度），方可采用钢轮压路机进行振压。洒水应均匀，防止出现表面局部水分过多现象，如施工时路基裸露时间长、气温过高，应适当进行补水。

⑥碾压按照先边缘后中间、先轻后重、先慢后快的原则进行，碾压路线纵向互相平行进行碾压，直线地段由边坡向路基中心碾压，曲线路段由曲线内侧向外侧碾压。碾压顺序：光轮压路机稳压→羊足碾压路机强振碾压→平地机整平→光轮压路机弱振→光轮压路机强振→光轮压路机静压收面。

4 建筑垃圾再生材料压实质量检测

①压实度采用灌砂法进行检测，含水量采用烘干法检测，由于建筑垃圾再生材料细料和粗料含水量偏差较大，坑内材料含水量采用全样烘干确定，再根据筛分确定含石率，通过含石量的回归关系式计算压实度。

②建筑垃圾再生材料路基施工压实度检测频率为每压实层每1000 平方不少于2 点，不足1000 平方时检验2点（段落超过200 米时应增加检测点数）。下路堤压实度≥93%、上路堤压实度≥94%、路床压实度≥96%。

③由于建筑垃圾再生材料填筑表面粗糙度比较大，EVD 检测时要用少量干燥砂对检测面进行找平。

④动态变形模量检测每压实层每100m 等间距检查2个断面6 点，每断面左、中、右各1 点，左右取点距路基边缘1m 处，路基≥30MPa、路床≥40MPa。当动态变形模量不满足规定值，则需进一步测定该点的压实度，压实度满足要求时，则该点合格，压实度不满足要求，则该点不合格。

⑤按试验段压实参数进行压实施工，后续通过对93区、96 区300 组压实数据与EVD 检测数据分析，按3σ 剔除异常值，得到压实度与EVD 关系图。

图2 压实度与Evd 对应关系图

根据对压实度与EVD 数据分析进行回归关系对应可看出，EVD 检测值＞32.4 满足93 区压实要求，EVD 检测值＞48.2 满足96 区压实要求，在满足压实参数情况下，可通过EVD 快速检测施工路段压实度。

⑥路床设计弯沉为120（0.01mm），通过对200 组建筑垃圾再生材料EVD 与落锤式弯沉仪检测数据剔除不符合数据后分析，得到弯沉值与EVD 关系图。

根据弯沉检测数据统计得到弯沉平均值为78.2（0.01mm），弯沉代表值为102.6（0.01mm），根据对弯沉值与EVD 数据分析进行回归关系对应可看出，EVD 检测值＞53.9 满足弯沉设计要求，在路床施工时为满足设计弯沉要求，要提高压实功率。

图3 弯沉与EVD 对应关系图

5 结论

随着各省城镇化建设的快速发展，我国有大量的老旧建筑逐渐达到使用寿命，需要拆改，造成建筑垃圾逐年增长，建筑垃圾堆放也引发大量的土地占用，造成环境污染。通过我标段的工程实例分析，利用建筑垃圾填料进行路基填筑，可以有效地减少资源浪费和环境污染。传统的路基填筑材料通常需要大量的天然石料或沙土，而使用建筑垃圾再生材料可以充分利用废弃物资源，减少对自然资源的开采，降低环境负荷。

建筑垃圾再生材料具有良好的工程性能和稳定性。经过科学处理和加工后的再生材料可以达到规定的技术要求，并且具有较高的密实度、承载力和耐久性。这些特点使得它们在路基填筑中能够更好地承受车辆荷载和自然环境变化带来的影响。

使用建筑垃圾再生材料还能够降低施工成本。相比于传统材料，建筑垃圾再生材料往往价格更低，而且可以在现场进行处理和加工，减少了运输和处理的成本。因此，在大规模路基填筑工程中，使用建筑垃圾再生材料可以帮助节约施工资金，提高经济效益。

需要注意的是，在应用建筑垃圾再生材料时，需要进行科学合理的设计和施工。这包括选择适当的再生材料类型、控制其质量和配比、采取合适的施工方法等。同时，还要加强监督和管理，确保建筑垃圾再生材料在路基填筑中能够发挥出良好的效果，并且不会对交通安全和环境造成不良影响。

综上所述，建筑垃圾再生材料在路基填筑中的应用具有重要意义。它们可以有效地解决资源短缺和环境污染问题，提高工程质量和经济效益。但需要注意科学合理的设计与施工，并加强监督管理。通过正确使用建筑垃圾再生材料，我们可以为可持续发展做出贡献，并达到资源循环利用的目标。