摘 要：為發(fā)揮出建筑垃圾在公路工程中的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，確定建筑垃圾的摻配比例，提出建筑垃圾在高速公路路基填筑施工中的應(yīng)用要點(diǎn)。研究表明，CBR值在廢舊混凝土與廢舊磚塊的比例為70：30時(shí)最高，在工程施工中可按照該比例控制建筑垃圾的用量；碾壓層厚度為20cm，最多碾壓4遍，否則顆粒將由于過(guò)度碾壓而破碎；碾壓層厚度為30cm時(shí)，碾壓6遍可有效提升填筑材料的密實(shí)性；碾壓層不宜取40cm，原因在于經(jīng)過(guò)充分碾壓后，層頂?shù)牟牧媳粔核椋鴮拥兹狈γ軐?shí)性，路基填筑效果差。

關(guān)鍵詞：高速公路；建筑垃圾；填筑；碾壓；工藝參數(shù)文章編號(hào)：2095-4085（2024）02-0016-03

高速公路建設(shè)里程逐步增加，路基施工對(duì)砂石料的需求量較大，過(guò)度開(kāi)采砂石料將陷入資源緊缺的困境，亟需尋找可替代砂石料的高速公路路基填筑材料。建筑垃圾的數(shù)量多，直接丟棄存在資源浪費(fèi)、環(huán)境污染問(wèn)題，而其中部分建筑垃圾具有利用價(jià)值，將其作為高速公路路基填料可緩解砂石料緊缺、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染等問(wèn)題。因此，深入研究建筑垃圾填筑技術(shù)在高速公路路基中的應(yīng)用具有重要意義。

1 建筑垃圾再生材料特點(diǎn)

以破碎、篩分、分揀工藝處理建筑建設(shè)、修繕、拆除中產(chǎn)生的碎混凝土、碎磚瓦等固體廢物，形成具有高強(qiáng)度、高硬度、抗凍、耐磨、化學(xué)穩(wěn)定性多方面性能均良好的建筑垃圾再生材料。由于建設(shè)、修繕、拆除的建筑類型多樣化，產(chǎn)生的固體廢棄物不盡相同，其中包含可利用和不可利用的建筑垃圾，以農(nóng)村拆改、城中村改建等項(xiàng)目為例，磚混合料屬于數(shù)量較多的固體廢棄物，具有利用價(jià)值，但其中不乏塑料、木塊、泡沫板顆粒等輕質(zhì)物，此類雜物不宜作為路基填筑材料。因此，不同類型建筑垃圾在顆粒組成、強(qiáng)度等方面存在差異，在選取建筑垃圾時(shí)要做針對(duì)性的分析，篩選出綜合性能可靠的建筑垃圾，對(duì)其再生、利用。

2 建筑垃圾的試驗(yàn)分析

試驗(yàn)材料選擇建筑廢舊混凝土和廢舊磚塊，按兩者比例的不同設(shè)計(jì)11種配比方案，具體如表1所示。對(duì)各配比的建筑垃圾做級(jí)配特性分析和CBR試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)建筑垃圾的工程特性，確定合適的配比。

廢舊混凝土摻量為20%～80%時(shí)，Cu高于30，Cc為1～3，此摻量下的建筑垃圾混合料有良好的級(jí)配。隨著廢舊混凝土含量的增加，粒徑超過(guò)5mm部分的占比增加，兩者具有良好的線性相關(guān)性。

隨著建筑廢舊混凝土含量的增加，CBR值具有先增、后降的變化規(guī)律。廢舊混凝土含量＜30%時(shí)，CBR值在50以內(nèi)，待該材料的含量＞30%時(shí)，CBR值達(dá)到80以上，具有較快的增長(zhǎng)速率，該材料的含量增加70%左右時(shí)，CBR值上升變化基本結(jié)束，此后具有緩慢下降的變化趨勢(shì)，但相比較低的混凝土含量，此時(shí)基本可維持在90以上。從CBR值的變化規(guī)律來(lái)看，廢舊混凝土的摻量為70%時(shí)屬于CBR值由上升轉(zhuǎn)變?yōu)橄陆档霓D(zhuǎn)折點(diǎn)，因此將廢舊混凝土含控制在70%較為合適，再生料中剩余30%則采用廢舊磚塊?？紤]到實(shí)際施工中的影響因素多，可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整廢舊混凝土含量，以60%～70%為宜。

3 建筑垃圾填筑技術(shù)應(yīng)用

3.1 基底處理

填筑前處理路基基底，路基高度小于10m、10～20m時(shí)，基底承載力分別不低于150kPa、200kPa，隨著路基高度的增加，適當(dāng)提高基底承載力控制標(biāo)準(zhǔn)。路堤設(shè)置在土質(zhì)基底上時(shí)，修筑厚度為30～50cm的過(guò)渡層。土質(zhì)基底的承載性能有限，可設(shè)置30cm厚的8%灰土墊層，提升路基的穩(wěn)定性?；椎耐临|(zhì)以濕陷性黃土和軟土為主時(shí)，設(shè)防滲土工布，做好路基基底防水工作。

3.2 建筑垃圾的運(yùn)輸

裝料前，用挖掘機(jī)將填料拌和至均勻狀態(tài)，采用“品”字型方法裝料。根據(jù)高速公路路基填筑施工要求，準(zhǔn)備適量運(yùn)輸能力較強(qiáng)的車輛，將建筑垃圾運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)。運(yùn)料應(yīng)連續(xù)，供料量充足，滿足現(xiàn)場(chǎng)不間斷填筑的施工要求。提前規(guī)劃運(yùn)輸路線，力求運(yùn)距短、道路平穩(wěn)以及交通秩序良好，運(yùn)輸期間由專人指揮，有序卸料。

3.3 填筑

以路中線為準(zhǔn)，用白灰劃出方格線。經(jīng)計(jì)算，卸車數(shù)量為24m3，每個(gè)方格的填料量為8m3，每車裝載的料卸載至3個(gè)方格內(nèi)。卸料遵循先兩側(cè)后中間、先低后高的原則，在專人的指揮下卸料，再用大功率推土機(jī)初平，鋪設(shè)層厚為5cm的建筑垃圾細(xì)料，光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓1～2遍，平地機(jī)沿路線縱向精平，在保證攤鋪料具有平整性的同時(shí)將路基橫向做成合適的橫坡。整平期間，剔除超粒徑骨料，用建筑垃圾細(xì)料找平凹陷的部位，整平后路基填料層不可出現(xiàn)較大的高差臺(tái)階。

3.4 碾壓

按照試驗(yàn)方案，于施工現(xiàn)場(chǎng)取長(zhǎng)度為100m的試驗(yàn)段，按20cm、30cm、40cm的碾壓層厚度分別碾壓，檢測(cè)項(xiàng)目為壓實(shí)度和沉降差，對(duì)比分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，判斷不同碾壓層厚度的壓實(shí)效果，最終確定合適的碾壓厚度和碾壓遍數(shù)。

3.5 碾壓效果分析

碾壓層厚度為20cm、30cm、40cm時(shí)，不同碾壓遍數(shù)的壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果，如圖1所示。

圖1（a），壓實(shí)度在碾壓次數(shù)達(dá)到4次以后的增長(zhǎng)幅度放緩，壓實(shí)度達(dá)到96%以上，碾壓6次時(shí)達(dá)到最大值，碾壓8次時(shí)反而有所下降。因此，對(duì)層厚為20cm的建筑垃圾回填料做碾壓處理時(shí)，碾壓4遍后壓實(shí)度基本達(dá)到要求，若仍繼續(xù)碾壓，難以有效提高壓實(shí)度，甚至?xí)?duì)建筑路基回填料的密實(shí)性產(chǎn)生不良影響。

圖1（b），壓實(shí)度在碾壓次數(shù)達(dá)到6次以后的增長(zhǎng)幅度放緩，但隨著碾壓遍數(shù)的增加，壓實(shí)度仍有提高，最終在96%以上，原因在于碾壓層厚度由20cm增加至30cm，在相同壓實(shí)工藝下，隨著層厚的增加，需要增加碾壓遍數(shù)才可取得良好的壓實(shí)效果。

圖1（c），壓實(shí)度在碾壓次數(shù)達(dá)到8次以后增長(zhǎng)幅度放緩，隨著碾壓遍數(shù)的增加，壓實(shí)度仍有提高，但最終僅為95.4%，相比96%的設(shè)計(jì)值而言更低，碾壓層厚度為40cm時(shí)的碾壓效果不達(dá)標(biāo)。因此，若要使建筑垃圾填筑結(jié)構(gòu)的壓實(shí)度達(dá)標(biāo)，碾壓層厚度需在40cm以下。

3.6 沉降差分析

根據(jù)沉降量測(cè)量結(jié)果，確定建筑垃圾填筑路基的碾壓次數(shù)。沉降值的測(cè)定采用觀測(cè)法和輪跡法。碾壓采用26t的振動(dòng)壓路機(jī)，按照從外向內(nèi)、低振幅、高頻率的方式碾壓，壓實(shí)設(shè)備在縱方向上保持平行，對(duì)填筑到位的建筑垃圾做多次碾壓，保證密實(shí)性。碾壓重疊量分橫方向和縱方向考慮，分別約為0.5m、2～5m。

3.7 顆粒級(jí)配變化分析

根據(jù)篩分試驗(yàn)結(jié)果確定建筑垃圾填筑料中各粒徑含量在振動(dòng)壓實(shí)后的變化規(guī)律，量化分析顆粒破碎情況。建筑垃圾填筑路基施工結(jié)束后，取樣進(jìn)行篩分試驗(yàn)，將實(shí)測(cè)級(jí)配數(shù)據(jù)與碾壓前的原始數(shù)據(jù)對(duì)比。

碾壓層厚度為20cm時(shí)，d＞5mm的粗粒料在碾壓前、后的含量分別為63.0%、 46.9%，而破碎率為25.6%。粗粒料因充分的振動(dòng)碾壓作用而減少，細(xì)粒料的含量增加。建筑垃圾中的粗粒料在經(jīng)過(guò)6遍振動(dòng)碾壓后已經(jīng)遭到破壞，容易影響填筑路基的密實(shí)性和穩(wěn)定性，綜合上述對(duì)壓實(shí)度和沉降差試驗(yàn)結(jié)果的分析，認(rèn)為碾壓遍數(shù)不宜超過(guò)4遍。

碾壓層厚度為30cm時(shí)，粗粒料破碎率在碾壓6遍、8遍時(shí)分別為6.3%、 9.5%，可見(jiàn)隨著碾壓遍數(shù)的增加，粗粒料的破碎情況更為明顯，雖然骨料不容易遭到明顯的破壞，但仍需要在確保實(shí)際壓實(shí)效果達(dá)到要求的前提下減少碾壓遍數(shù)。綜合上述對(duì)壓實(shí)度和沉降差試驗(yàn)結(jié)果的分析，認(rèn)為碾壓遍數(shù)以6遍為宜，此時(shí)即可滿足施工要求。

碾壓層厚度為40cm時(shí)，建筑垃圾填筑基層底部10cm的骨料級(jí)配在碾壓8遍后無(wú)明顯變化，但頂部10cm建筑垃圾中粗粒料的含量較之于碾壓前大幅降低，細(xì)粒料的含量增加，說(shuō)明經(jīng)過(guò)8遍的碾壓后，仍難以保證底部的壓實(shí)度，而頂部的粗粒料則由于過(guò)度碾壓而破碎，最終的碾壓效果不符合要求?？梢?jiàn)，碾壓層厚度不宜超過(guò)40cm。

基于前述對(duì)壓實(shí)度、沉降差以及顆粒級(jí)配變化的分析，認(rèn)為碾壓層厚度為40cm時(shí)缺乏可行性；碾壓層厚度為20cm、30cm時(shí)，最佳碾壓遍數(shù)分別為4遍、6遍。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)本文對(duì)建筑垃圾填筑施工技術(shù)的研究后，做如下總結(jié)，以期給同仁提供參考，提高建筑垃圾在高速公路路基施工中的應(yīng)用水平：

（1）廢舊混凝土和廢舊磚塊屬于兩類常見(jiàn)的建筑垃圾，可作為高速公路路基的填筑材料，在兩者比例為70：30時(shí)，CBR值最高，施工質(zhì)量較好。

（2）碾壓層厚度為20cm時(shí)，碾壓遍數(shù)以4遍為宜，若過(guò)度碾壓，將導(dǎo)致粗粒料的占比減小，級(jí)配異常變化，難以保證建筑垃圾填筑層骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（3）碾壓層厚度為30cm時(shí)，碾壓遍數(shù)以6遍為宜，可以保證路基的壓實(shí)度，避免沉降差過(guò)大和粗粒料被大量壓碎的情況。

（4）碾壓層厚度為40cm時(shí)，不宜進(jìn)行路基施工，原因在于底部10cm粒料的粒徑基本無(wú)變化，缺乏密實(shí)性，頂部10cm的粒料已經(jīng)被大量壓碎，整體穩(wěn)定性差。

（5）碾壓設(shè)備采用25t振動(dòng)壓路機(jī)，可按照20cm、30cm的碾壓層厚度要求進(jìn)行施工，分別碾壓4遍、6遍，碾壓速度全程不高于20km/h。

參考文獻(xiàn)：

［1］楊云全，耿傳宇，武兵.高速公路路基施工中建筑垃圾再生材料的應(yīng)用［J］.中國(guó)公路，2022（12）：118-119.

［2］辛勇.建筑垃圾填筑高速公路路基施工技術(shù)研究［J］.交通世界，2022（13）：157-158，162.

［3］陳新軍.建筑垃圾再生材料在高速公路回收再利用探討［J］.價(jià)值工程，2022，41（9）：139-141.

［4］張友.建筑垃圾填筑高速公路路基施工技術(shù)研究［J］.交通世界，2021（10）：26-27.