建筑垃圾在公路工程中的應用研究

雷 蕾

(山西省高速公路開發有限公司，山西 太原 030000)

隨著我國城市化進程的加快，建設項目也是無處不在，如：新房建造、危房拆除，以及道路的改擴建等，但這些建設項目的開展每年都會產生大量的建筑垃圾，然而目前對建筑垃圾的處理一般以堆放處理為主，這些建筑垃圾的堆放不僅造成巨大的資源浪費、占用昂貴的城市土地資源還會對環境造成很大的影響，因此，如果能將大量的建筑垃圾應用到公路工程中，不僅能夠降低公路工程的造價，還能有效的減少資源的浪費，對我國公路工程的發展、環境的保護都會產生積極的作用。

1 建筑垃圾分類與加工

建筑垃圾一般是指由于城市建筑活動而產生的含有大量混凝土、石粒、磚瓦等組成的建筑廢料，其粒徑有不同的大小，成分也較復雜，對此我國建設部發布的《城市建筑垃圾管理規定》對其也有較為明確的定義。目前，經過對城市建筑垃圾的詳細調查可知，在城市建筑垃圾中，廢棄水泥混凝土和廢棄磚塊所占的比重最大，達到80%以上，且粒徑范圍較廣，組成也較復雜，鑒于此，論文主要針對拆遷和改建后城市建設所產生的廢棄磚和混凝土展開研究，并根據廢棄的磚和混凝土制備再生骨料，然后對廢棄再生混合料的各項物理和化學性能進行研究，研究其在公路工程應用中的可行性。

1.1 建筑垃圾的分類

由于建筑垃圾種類繁多，其組成成分也較復雜，不同的建筑垃圾對各種結合料的適用性也不盡相同，因此，為了更好的研究不同類型的建筑垃圾在不同工程中的適用性，以便更好的對建筑垃圾進行應用，需要對建筑垃圾進行合理的分類，目前對于建筑垃圾的分類主要是從其原有成分和粒徑大小上對建筑垃圾進行分類，如對于廢棄的鋼鐵等金屬材料可以采用重新回收加工利用的方式進行廢物利用，對于廢棄的有機類垃圾如木材，橡膠類等可以用作造紙等的原材料，對于廢棄的磚、混凝土等可以通過重新加工利用再次應用到公路工程中。經過對建筑垃圾的深入研究可知，在對建筑垃圾進行分類處理后90%以上的垃圾可以重新利用，大大減少了資源的浪費，建筑垃圾的分類表如表1所示。

表1 建筑垃圾分類

對于公路工程而言，其對建筑垃圾的再生利用主要集中在廢棄水泥混凝土、磚和廢棄砂石料等，但由于建筑垃圾成分的復雜性，含有很多的雜質，因此對其在公路工程中應用的合理性還有待研究，同時還需對如何有效快速的分離建筑垃圾中的雜質進行詳細的研究，以便建筑垃圾在公路工程中的進一步合理應用。

1.2 建筑垃圾的加工

對于建筑垃圾的加工而言，由于我國在建筑垃圾的應用方面起步較晚，沒有成熟的設備與工藝，因此我國的建筑垃圾與國外不同。國外對建筑垃圾的加工一般分三個階段進行：第一階段采用人工處理的方式將建筑垃圾中的雜質清除掉，然后采用破碎機將建筑垃圾破碎成一定粒徑的集料；第二階段主要是對第一次破碎的建筑垃圾根據需要的粒徑采用沖擊和滾筒裝置進行二次破碎；第三階段是建筑垃圾破碎集料的篩分階段，對破碎好的建筑垃圾進行篩分處理，篩分成不同粒徑大小的再生骨料應用到不同的工程中。國內對建筑垃圾的加工還沒有形成統一的工藝流程，其集料的破碎效果與國外相比也有很大的差異，主要是通過顎式破碎機和人工篩料的方式對建筑垃圾進行再生利用加工處理。

2 建筑垃圾基本性能研究

2.1 主要組分特性

經過對不同地方的建筑垃圾取樣分析后可知建筑垃圾的組分特性如表2所示。

表2 建筑垃圾主要組分特性

由表2可知建筑垃圾中磚塊的吸水率較大，且其毛體積密度較小，可以看出磚塊屬于質輕結構，在受力時易于破碎，其工程性質較差。

2.2 雜物含量

雜物含量一般是指建筑垃圾中除了水泥混凝土、石塊磚塊之后的其他雜質，經過對不同建筑垃圾的成分分析可知，建筑垃圾中的雜物主要是指，廢舊木條、廢舊塑料管線、植物的根葉等也包括一些金屬、玻璃等，在建筑垃圾混合料中所占的質量比，一般建筑垃圾中的雜物含量越大，則建筑垃圾混合料的性能越差，因此在建筑垃圾使用前要通過合理的方式確定混合料中的雜物含量，并通過篩分、挑揀的方式將建筑垃圾中的雜物清除掉，以免過多的雜物對混合料的路用性能造成影響，本文中所用的建筑垃圾中其雜物含量為0.3%，滿足規范的使用要求。

2.3 壓碎值

建筑垃圾只有具有一定的強度才能滿足路用性能的要求，在車輛荷載的反復作用下，道路才不致于快速的破壞，對于道路工程用的無機結合料一般用壓碎值的大小來評價骨料的強度。論文收集了不同地方的建筑垃圾土混合均勻后根據《公路工程集料試驗規程》的規定，測量壓碎值時，粒徑控制在13.2 mm～16 mm，依次做兩組平行試驗。壓碎指標按式δα計算，如式(1)所示：

(1)

其中，m0為實驗前所取試樣的質量;m1為試驗后試樣過2.36 mm篩后，篩余質量。試驗結果如表3所示。

表3 試樣壓碎值

由壓碎值試驗結果可知，建筑垃圾骨料的強度較弱，可能是由于建筑垃圾中磚塊的含量較多，所以建筑垃圾其強度較弱和天然石料相比其性能較差，本試驗得出的壓碎值為15.8%，根據JTJ 034—2000公路路面基層施工技術規范規定，材料做基層或底基層時的壓碎值不能大于 30%，故試驗結果滿足規范要求。

3 建筑垃圾混合料性能研究

3.1 擊實試驗

建筑垃圾能否用做路基的填料，必須要經過合理的配合比設計分析才能確定，論文對收集的不同地域的建筑垃圾進行了合理取樣,取樣方案如表4所示，并經破碎成了具有一定粒徑的混合料，然后對所得的試驗樣品進行了合理的分析后進行了標準擊實試驗。

表4 試樣取樣方案

根據JTG E51—2009公路工程無機結合料穩定材料試驗規程規定，選取無機結合料穩定材料擊實試驗中的丙法，由于試樣最大粒徑為37.5 mm，故宜采用重型Ⅱ標準擊實方法，擊實試驗結果如表5所示。

3.2 CBR試驗

在表征路基填料的強度時，通常采用CBR值這一指標，故其重要性可見一斑，同時也用其作為一個標準和依據來進行路基填料的選擇。建筑垃圾承載比CBR值試驗，依據規范規定的試驗方

法，壓實度按98%進行試驗，進行單軸貫入試驗得到混合料的CBR值，試驗結果如表6所示。

表5 建筑垃圾擊實結果

表6 CBR試驗結果

根據試驗結果得出建筑垃圾的CBR值為43.0%，強度完全滿足規范中對路基填料的要求。但建筑渣土的CBR較低，無法滿足路基填料的需要，采用水泥穩定后其CBR值有比較大的提升，因此對于建筑垃圾渣土而言，可以采用水泥對其穩定后再應用到公路工程中。

綜合以上承載比試驗結果表明，建筑垃圾混合料試驗材料的承載比指標為37.7%～82.2%，完全滿足公路的強度要求。且經試驗可知其膨脹率也較小僅為0.016%，具有很好的水穩定性。

4 結語

論文主要對建筑垃圾的分類與研究現狀進行了詳細的研究，并對建筑垃圾的基本性能進行了系統分析，并通過擊實試驗研究了不同處理措施下不同粒徑混合料的最佳含水率和最大干密度，并由CBR試驗可知，不同混合料的建筑垃圾均能滿足作為路基填料的路用性能要求，并建議建筑垃圾混合料試驗材料的承載比指標為37.7%～82.2%。