路基填筑用建筑廢料路用性能試驗研究

崔晉陽

(山西遠大公路橋梁建設養護有限公司，山西 忻州 034000)

1 填筑廢料基本技術要求及用料配合比設計

1.1 填筑廢料基本技術要求

以本文依托項目為例，該工程為既有一級公路路基拓寬改造施工項目，加寬路基部分擬使用建筑廢物混合料填筑，根據路基的設計荷載、設計時速等因素，將建筑廢物填筑料分類三類，即：一類、二類、其他。具體分類標準如表1所示。

表1 路基填筑用建筑廢料粒徑分類表

同一批次的處理后廢料的性能、標準試驗抽檢應以相同批次為單位，不同批次的抽檢頻率不能小于800 m3/次，為了保證建筑廢料進場后的施工檢測準確性，提高檢測效率，必須將不同的建筑廢料分類存放和檢測。

1.2 路基填筑用建筑廢料配合比設計

建筑垃圾作為路基填筑用材料的主要原因是依賴于同體積條件下較高的透水率、壓縮性低、塑性性能穩定及理化性能穩定等優勢，尤其是在地下水充盈的位置，建筑垃圾可以憑借其較高的透水性阻止地下毛細水向上滲透進而破壞路基層結構，將建筑垃圾填筑在持力層可以很好地解決這一問題。填筑剩余廢料可以摻加在水泥中共同拌合混凝土結構用于澆筑路邊石、立柱等附屬工程結構。

在項目現場就近建立建筑垃圾篩分場地，借助機械人工聯合篩分遴選技術對初級建筑垃圾進行分類篩分。

經人工現場遴選發現，本項目中擬使用的建筑廢料的種類主要有：廢舊混凝土、空心磚廢料及水泥砂漿三類，對不同類型的廢料進行標準錘三種配合比方案進行試驗，擬比選出性價比最高的路基填筑廢料施工配合比方案。具體配合比方案如表2所示。

2 路基填筑用建筑廢料主要性能分析

2.1 路基填筑建筑廢料吸水率指標

路基填筑用建筑廢料的最終狀態為土石混合物，其強度特性主要取決于土石混合物中的石料粒徑的骨架作用，滲透吸水性能則得益于土石混合物本身。建筑廢料的綜合吸水率明顯高于單純的級配骨料，通過現場試驗測試發現，土石建筑廢料的綜合吸水率指標能達到20%；而一般的天然級配碎石的吸水率指標最高只能達到5%～8%，將三種配合比方案分別放置于干燥箱內，完全烘干后稱重，再將100%烘干試件置于水中吸水達到飽和狀態。相應的試驗結果如表3所示。

表3 不同配合比方案吸水率指標

圖1為不同配合比方案對應的吸水率變化情況。

圖1 不同配合比方案對應的吸水率變化情況

分析圖1不同配合比方案對應的吸水率變化相關性可知，路基填筑用建筑廢料的吸水率指標與建筑廢料混合物中的空心磚占比存在明顯的正相關關系。因此，在另外兩種建筑廢料混合物的類型和占比按比例變化的基礎上，建筑廢料混合物的吸收率指標主要取決于空心磚料占比，在工程實踐中，可以通過控制空心磚混合料配合比指標間接控制建筑廢料的吸水率。

2.3 路基填筑建筑廢料標準擊實指標

標準擊實試驗主要是在沖擊荷載的作用下，建筑廢料混合料顆粒之間通過抵抗一定的摩擦力而產生的荷載位移，在荷載位移的推進下土體顆粒之間的孔隙率下降，建筑廢料的孔隙率值下降，土體顆粒之間被壓縮，建筑廢料的干密度指標增加。由于路基施工項目現場選用的建筑廢料填筑材料的配合比、含水率指標及壓實施工工況差異，對應的路基壓實效果也存在較大離散性。標準擊實試驗主要是檢測建筑廢料的最大干密度值和含水率指標；同時以上兩個指標也是控制填筑料壓實度的重要標準。由于本項目中設計的三種配合比方案中的原材料主要包括：空心磚廢料、廢舊混凝土、水泥砂漿，通過對三種不同配合比建筑廢料進行標準擊實試驗，得到對應配合比方案下的最大干密度和含水率指標。圖2～圖4為不同配合比方案對應的擊實曲線。

圖2 100%空心磚廢料擊實曲線

圖3 45%空心磚廢料+30%廢舊混凝土+25%水泥砂漿擊實曲線

圖4 25%空心磚廢料+40%廢舊混凝土+35%水泥砂漿擊實曲線

定量分析上圖2～圖4可知，不同配合比設計方案對應的最佳含水率指標和最大干密度指標如表4所示。

表4 不同配合比設計方案對應的最佳含水率指標和最大干密度指標

分析表4可知，對于配合比不同的建筑廢料路基填筑方案的最佳含水率指標和最大干密度指標存在較大差異，采用100%空心磚廢料設計方案對應的最佳含稅指標達到峰值，即14.3%，對應的最大干密度指標為1.874 g/cm3；隨著廢舊混凝土和水泥砂漿占比的增加，對應的建筑廢料的最大干密度和最佳含水率指標分別呈現正相關和負相關關系。

3 總 結

本文以建筑工程廢料的循環、可持續利用為研究切入點，針對工程項目特點，制定了三種建筑廢料配合比方案，分析了不同配合比方案對應的技術指標；通過對比不同方案的技術指標，論證了建筑工程廢料應用在公路路基填筑施工中的可行性，在后續的公路工程路基填筑施工實踐中，應結合路基填筑位置、基底工況及建筑廢料混合物的性能指標綜合制定相應的施工方案。