張占洋

(深圳市建設(shè)科技促進中心，廣東 深圳 518000)

1 建筑廢棄物回收再利用方式

1)低級處理，主要包括分級處理與一般性回填，其中，分級處理又可分為中級、高級，主要針對磚瓦、混凝土、瀝青混凝土等；回收利用主要針對木材、金屬、塑料等；一般性回填所用材料主要為磚瓦、混凝土、渣土等；2)中級處理，主要針對再生骨料等。生產(chǎn)再生骨料流程為：粗選、破碎、篩分、 磁選、風(fēng)選等，所得產(chǎn)品主要為：磚再生集料(0～15mm)、混凝土再生砂(0～5 mm)、混凝土再生集料(5～15mm、 15～25mm)等；3)高級利用，將建筑廢棄物通過現(xiàn)代技術(shù)還原為水泥、瀝青等，成本高，技術(shù)應(yīng)用不夠純熟[1]。

2 建筑廢棄物再生工藝

2.1 分選處理

分選處理主要是將建筑廢棄物中不便于后續(xù)處理、不滿足處理工藝要求的，需要進行回收處理再利用的，對物料進行分離處理。根據(jù)建筑廢棄物性質(zhì)的不同，其分選方法也不同，常見分選方式為人工分選，最為簡單便捷，其他分選方式為：重力分選、磁選、光電分選等。分選方式上還可按照粗、細(xì)方式劃分，其中粗分選為人工分選，細(xì)分選主要為機械分選，可利用滾筒篩、風(fēng)力分選設(shè)備等。 在進行細(xì)分選之前，應(yīng)先破碎廢棄物大塊混凝土。滾筒篩、風(fēng)力分選設(shè)備在進行分選時，廢棄物含水率會直接影響設(shè)備工作效率。廢棄物含水率高易堵塞滾筒篩，越難于分離濕廢棄物，嚴(yán)重降低分選效率。

2.2 粉碎處理

對于建筑廢棄物的破碎處理，常見方式為機械破碎、物理破碎。前者主要利用破碎機械對固體廢棄物進行破碎處理，其原理在于借助機械作用力對固體廢棄物施加外力，外力作用下物塊破碎。

2.3 再生骨料生產(chǎn)

再生物料制備上，通過錘擊、切割、分揀方式對建筑廢棄物進行破碎處理，利用磁性分選方式將廢鐵料清除，利用雜物分選方式將木料、塑料等雜物清除；利用腭式破碎機進行一級破碎處理，利用5mm篩分機進行一級篩分處理，篩分出5mm以下粉碎料，初加工5-40mm再生粗骨料，在二級破碎處理上利用水平臥軸式球磨碾碎機，篩分機為5mm，三級篩分主要篩分出0.15～5mm高品質(zhì)再生細(xì)骨料，與小于0.15mm的微細(xì)分料。上述方式主要用于生產(chǎn)公路工程所用的再生骨料。在碎石骨料生產(chǎn)中塊體破碎與骨料篩分屬于較為成熟的工藝，在生產(chǎn)過程中要對分選、潔凈、沖洗等技術(shù)環(huán)節(jié)進行控制，把控其工藝質(zhì)量[2]。

3 水穩(wěn)碎石基層性能要求

公路工程中路面基層主要為水泥穩(wěn)定碎石基層，路面結(jié)構(gòu)中，面層下為基層，直接荷載上層重力，將豎向荷載進行擴散，對路基水穩(wěn)狀態(tài)進行改善，所以，對于水泥穩(wěn)定碎石基層應(yīng)符合下述要求。

3.1 高強度與適宜剛度

公路工程中基層需要承擔(dān)車輪反復(fù)荷載，為防止過多殘余變形，防止發(fā)生疲勞彎拉破壞，應(yīng)確?；鶎泳哂休^高的強度。公路工程水泥穩(wěn)定碎石基層強度構(gòu)成主要依賴于集料與混合料強度。其中集料強度表征主要為以下三方面，即壓碎值、磨耗值或抗壓強度;混合料強度表征主要指規(guī)定齡期抗壓強。對于公路工程水泥穩(wěn)定碎石基層而言，其強度應(yīng)適宜，并非越大越好，應(yīng)協(xié)調(diào)于面層強度。如若基層剛度太大，其中水泥含量大，易出現(xiàn)溫縮、干縮裂縫等問題；反之，剛度太小，拉應(yīng)力過大，易導(dǎo)致面層開裂[3]。

3.2 水穩(wěn)定性佳

路基填土較低的區(qū)域，地下水在毛細(xì)作用下向基層滲入。雖然瀝青面層會發(fā)生透水問題，但有利于防止路基結(jié)構(gòu)層水分的揮發(fā)。因此，要確?；鶎硬牧暇哂辛己玫乃€(wěn)定性，從而避免影響水泥穩(wěn)定碎石基層的強度、剛度及結(jié)構(gòu)的整體性。

3.3 抗沖刷能力強

公路工程行車荷載作用力大，基層自由水隨之生成較大水壓力，基于沖刷細(xì)料，使得裂縫中出現(xiàn)漿體。車輛反復(fù)碾壓，裂縫漿體逐步離析，即唧漿現(xiàn)象。所以，要求公路基層用用極強抗沖刷能力。

3.4 抗裂性能良好

溫度不斷變化，加之干濕循環(huán)作用，基層出現(xiàn)拉應(yīng)變，當(dāng)拉應(yīng)變大于最大拉應(yīng)變，基層易出現(xiàn)裂縫?；鶎恿芽p會使得基層強度降低，導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)整體性被破壞，長此以往，面層會出現(xiàn)反射裂縫。溫度變化作用下會出現(xiàn)溫縮裂縫，干濕循環(huán)作用下會出現(xiàn)干縮裂縫。所以，為保證基層穩(wěn)定性，必須使其具備較強的抗裂性能。

3.5 疲勞性能良好

公路工程在不斷往來的車輛荷載作用下，溫度影響下，降低了路面強度，使得基層彎拉應(yīng)力高于抗彎拉強度，隨之裂縫貫穿，最終導(dǎo)致路面斷裂，所以，要確?；鶎悠谛阅芰己肹4]。

4 再生骨料原材料指標(biāo)建議值

再生骨料選用某再生資源利用企業(yè)產(chǎn)出的再生骨料，天然骨料源于某建設(shè)工程固體廢棄物?；凇豆仿访婊鶎邮┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》設(shè)定水穩(wěn)碎石骨料的壓碎值、粒徑、級配要求等；基于《再生骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》明確再生骨料中物質(zhì)參數(shù)，如，泥塊與微粉分別的含量、壓碎指標(biāo)、表觀與堆積各自的密度、氯離子含量、空隙率、吸水率、有機物、硫化物、硫酸鹽等指標(biāo)。較之天然骨料，再生骨料中含有表面附著水泥漿的石子、沙礫、水泥石顆粒等，這些會直接影響到吸水率、含泥量、壓碎值等指標(biāo)。再生骨料水穩(wěn)碎石較之再生骨料水泥混凝土，其水泥劑量更低、強度更低，具體以Ⅲ類的部分指標(biāo)為基準(zhǔn)。本試驗主要針對再生骨料、天然骨料進行對比分析，通過試驗得出：二者表面密度契合于《混凝土用再生粗骨料》、《混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料》相關(guān)要求。在吸水率上，再生骨料與《混凝土用再生粗骨料》吸水率要求不符，但是其中的吸水率主要就C25的水泥混凝土而言，如上述所言，水穩(wěn)碎石混凝土較之其他再生骨料水泥混凝土，其水泥劑量更低，強度更低，因此，在指標(biāo)值上應(yīng)適當(dāng)被放寬。此外，二者符合《混凝土用再生粗骨料》壓碎值要求，契合公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于一級與高速公路建設(shè)相關(guān)要求。再生骨料三號料含泥量與《混凝土用再生粗骨料》要求不符，且天然骨料三、四號量也不滿足該規(guī)范要求，但是含泥量不是《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》所硬性要求的指標(biāo)值，結(jié)合公路工程實踐經(jīng)驗，可將天然骨料用于公路工程水穩(wěn)碎石基層施工中。針片狀顆粒與《混凝土用再生粗骨料》中的含量要求相符[7]。相關(guān)試驗結(jié)果見表1。

5 再生骨料水穩(wěn)基層配合比設(shè)計

根據(jù)上述試驗，結(jié)合在建工程中再生骨料水穩(wěn)碎石配比，對再生骨料、天然骨料水穩(wěn)碎石開展強度與干縮試驗，再生骨料水泥劑量分別為4%、4.5%、5%，配合比試驗結(jié)果如表2所示。結(jié)果可知：1)水泥劑量增大，水化發(fā)應(yīng)隨之更為強烈，混合料粘結(jié)力強化，水穩(wěn)損失強度增大；2)水泥劑量相同，在7d無側(cè)限抗壓強度上，再生骨料水穩(wěn)碎石>天然骨料水穩(wěn)碎石，且都高于2.5MPa；3)當(dāng)水泥劑量增大，在平均干縮應(yīng)變上再生骨料與天然骨料水穩(wěn)碎石均發(fā)生增大現(xiàn)象，主要由于水泥劑量增大，水化反應(yīng)增強，待水分蒸發(fā)，混合料體系較大幅度收縮；4)當(dāng)水泥劑量相同，在平均干縮應(yīng)變上，再生骨料吸水率>天然骨料吸水率，因此，再生骨料水穩(wěn)碎石含水量>天然骨料水穩(wěn)碎石含水量，待增發(fā)水分，混合料體積大幅收縮，由此，平均干縮上，再生骨料水穩(wěn)碎石>天然骨料水穩(wěn)碎石。[6]

表1 再生骨料原材料試驗結(jié)果

表2 配合比設(shè)計試驗結(jié)果

通過抗壓強度試驗，基于《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》，對于7d無側(cè)限抗壓強度的試驗，其符合規(guī)范中相關(guān)規(guī)定要求；在干縮試驗上，水泥劑量增加，平均干縮應(yīng)力增大，水泥劑量較小，不易于拌合混合料。在符合設(shè)計要求前提下，為保證經(jīng)濟性與施工質(zhì)量等，同時滿足干縮性能等要求，再生骨料水穩(wěn)碎石基層水泥劑量應(yīng)選擇4.5%，可用于填筑二級公路。

6 試驗路鋪筑

6.1 前期準(zhǔn)備

1)清理作業(yè)面表面雜質(zhì)、浮土、積水等，借助灑水等手段使作業(yè)面保持濕潤度；2)攤鋪之前進行測量放樣，按照傳感器間距，結(jié)合機器寬度，直線、平曲線間距分別為10m、5m,科學(xué)搭設(shè)導(dǎo)線支架，精確計算松鋪系數(shù)，對導(dǎo)向控制線高度進行估算，并穩(wěn)妥安放，攤鋪厚度控制上，控制好鋼絲拉力，將其控制在大于800N范圍內(nèi)。

6.2 混合料的拌和

1)開始拌合之前，確保備料量多于7d攤鋪量。對于施工場內(nèi)集料含水量進行檢查，對施工當(dāng)天拌合料配合比進行計算，外加水+天然含水量應(yīng)高于最佳含水量的1%左右。混合料組成設(shè)計水泥劑量是預(yù)期量，實際拌合施工中，水泥劑量可大于預(yù)期的0.5%；2)完成拌合后，為檢查是否符合設(shè)計配合比，可隨機取樣進行試驗檢查，施工后，還要每日定期檢查拌合情況，對含水率、配合比進行抽查。在運輸中，如果天氣炎熱干燥，距離遠(yuǎn)，可在拌合材料中增加含水量，但是水泥粗粒材料對含水量要求極高，一旦控制不好，易出現(xiàn)“彈簧”問題，所以，實踐中對于含水率的調(diào)整應(yīng)謹(jǐn)慎進行；3)拌合設(shè)備料倉數(shù)目需符合預(yù)期規(guī)定備料檔數(shù)，裝載機數(shù)量與料倉加料要求相吻合，拌合料各倉集料備份滿足數(shù)量要求，準(zhǔn)備充足，以保障施工攤鋪連續(xù)性。

6.3 混合料的運輸

1)在混合料的運輸上，多借助大噸位自卸車，運輸之前對車輛情況進行檢查，確保裝料前清理干凈。為保證攤鋪出料持續(xù)有序，應(yīng)保證運輸車數(shù)量充足，確保拌合正常、出料有序、攤鋪持續(xù)；2)運輸中還要緊密覆蓋混合料，卸料時打開覆蓋物，防止混合料流失水分；3)拌合料從裝車到現(xiàn)場，中間耗時最多1h，一旦超過2h，攤鋪成型后，總耗時較長，超出規(guī)定初凝時間，會弱化混合料性能，因此，應(yīng)注意運輸時間。

6.4 混合料的攤鋪

1)松浦厚度要基于嚴(yán)格計算松鋪系數(shù)，明確控制線高度，繼而掛好控制線支架；2)對基層厚度與高程進行嚴(yán)格控制，使路拱、橫坡度等符合預(yù)期設(shè)計要求；3)在實際攤鋪施工中，對攤鋪功率進行控制，在120kw以上，可采取兩臺機器同時進行，如果攤鋪機功率大，抗離析能力強，可利用單機攤鋪；4)如果兩臺攤鋪機同時進行并排進行攤鋪，應(yīng)確保兩臺機器型號形同，且磨損程度一致。在開展施工過程中，攤鋪機前后間距應(yīng)在10m以內(nèi)。對于路面高程的控制，前臺攤鋪機與后臺攤鋪機分別在路中的導(dǎo)梁、路測鋼絲，及路中滑靴、路側(cè)鋼絲對高程厚度等進行控制。單機作業(yè)中，則道路兩側(cè)利用鋼絲對高程進行控制；5)控制好攤鋪速度，不易過快或過慢，1m/min為最佳，根據(jù)機器拌合與運輸能力決定攤鋪速度；6)螺旋布料器需確保2/3在混合料中。

6.5 混合料的碾壓

1)完成攤鋪修整后，攤鋪機后緊隨壓路機，全寬范圍內(nèi)進行碾壓，原則為“由輕到重、由慢到塊、由低到高”。完成攤鋪后，需要壓路機隨后，嚴(yán)格控制碾壓長度，一般在50～80m范圍內(nèi)。在碾壓過程中，要注意層次明確、界限清晰；2)根據(jù)試驗確定碾壓工藝與流程。

6.6 橫縫設(shè)置

施工中需設(shè)置橫縫的情況如下：1)攤鋪混合料過程中，應(yīng)確保施工作業(yè)的連續(xù)性。水泥穩(wěn)定碎石混合料，如果其中中斷時間超過2h，應(yīng)設(shè)置橫縫；2)完成每日施工后，在第二日開工時應(yīng)在接頭斷面位置設(shè)置橫縫；3)在明通、明涵等橋梁涵洞需要設(shè)置兩邊橫縫；4)在設(shè)置橫縫上，應(yīng)垂直于路面車道中心線。

6.7 養(yǎng)護管理與交通管制

1)為保證施工質(zhì)量，完成碾壓施工后還要做好基礎(chǔ)養(yǎng)護，檢查壓實度，確保合格后進行養(yǎng)護。首先，覆蓋土工布在碎石層頂面，為保持濕潤度，隨時用灑水車進行濕潤養(yǎng)護，確保7d內(nèi)路面處于濕潤狀態(tài)，后續(xù)每天1～2次灑水即可；2)交通管制上，養(yǎng)護作業(yè)期間，封閉交通，避免影響碾壓完整性。

6.8 檢測分析

本工程施工鋪筑深度32m,完成施工后，對水泥劑量、壓實度、厚度、平整度進行檢測，結(jié)果表明，再生骨料水泥穩(wěn)定碎石基層無論是在水泥劑量，還是在7d 無側(cè)限抗壓強度，或?qū)嵲趬簩嵍?、厚度和平整度等方面，較之天然骨料水泥穩(wěn)定碎石基層，稍顯遜色，但仍能滿足規(guī)定要求。可見，施工中應(yīng)用再生骨料水泥穩(wěn)定碎石基層滿足設(shè)計與施工要求，可進行試驗路段鋪筑施工，符合質(zhì)量規(guī)范要求。

6.9 效益分析

通過上述施工應(yīng)用，建筑廢棄物在公路工程中的應(yīng)用，不僅可實現(xiàn)資源的有效利用，滿足節(jié)能減排要求，符合循環(huán)經(jīng)濟理念，更具有較高的經(jīng)濟效益。首先，本工程中，再生骨料與天然骨料在應(yīng)用于水穩(wěn)碎石基層中，相同配比前提下，再生骨料總價降低43.8%，有效節(jié)省施工成本，經(jīng)濟效益突出。其次，可減少開采天然石材，減少對自然資源的消耗，降低環(huán)境污染。同時也節(jié)省出了開山采石相關(guān)費用 。

7 結(jié)語

本文通過對建筑廢棄物利用方式，再生骨料生產(chǎn)，水穩(wěn)碎石性能要求等的分析，結(jié)合再生骨料水穩(wěn)碎石再利用技術(shù)在公路工程中的實際應(yīng)用，對其綜合效益進行分析，通過相關(guān)試驗發(fā)現(xiàn)各項要求均滿足規(guī)范要求，即符合《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》，滿足工程設(shè)計要求，滿足干縮性能要求。建筑廢棄物應(yīng)用于實際公路工程中，以再生骨料作為原料，代替天然骨料，實現(xiàn)了資源的再利用，變廢為寶，減少廢棄物推擠造成的污染，有效降低工程造價，其經(jīng)濟效益、環(huán)境設(shè)計、社會效益突出，可應(yīng)用于現(xiàn)代公路工程中，并進行廣泛推廣。