高速公路建筑再生料路基填筑施工工藝

陳仕颋

上海市基礎工程集團有限公司 上海 200002

傳統建筑舊料處理方式一般為堆放、掩埋及再利用。建筑舊料對環境的污染形式多、程度嚴重，包括：由于發酵和雨水的淋溶、沖刷，以及地表水和地下水浸泡而滲濾出的污水造成的水污染；在溫度、水分等作用下，產生有毒氣體；建筑舊料粉塵直接污染空氣等。建筑舊料再利用的局限性及其工藝的復雜性直接導致較低的建筑舊料回收利用率。城市高速公路采用建筑舊料再利用的路基填料工藝簡單，質量控制明確，可解決大量的因建筑拆遷所產生的建筑廢棄物的處置問題[1-2]。

1 工程概況

上海S7公路Ⅱ-2標為S7高速公路跨越G1503的互通式立交，S7公路起止樁號為K6+600～K8+350，全長1.75 km，G1503改建道路為東西走向，起止樁號為K190+146～K192+275，全長2.13 km。工程內容包括高架橋梁、地面道路、地面橋梁、G1503道路拓寬以及本標段規劃紅線范圍內的河道工程。

一般路基填料采用建筑再生料，為保證路基具有足夠的強度、穩定性和耐久性，填方路基和零填及挖方路基應保證高度不小于1.2 m。當路基填筑高度達不到最小設計要求時，應采用“挖方填筑”的施工工藝來保證處置厚度。建筑再生料應分層填筑壓實，每層建筑再生料的壓實厚度應不大于20 cm，路基均采用重型擊實標準（圖1）。

圖1 一般路基橫斷面示意

2 路基填筑施工的難點和特點

建筑再生料，選取優良的建筑舊料進行回收利用，確保含泥量≤5%，不含草根、木料、鋼筋等雜物，填筑時進行破碎施工。本工程區域內廠房、房基、民宅較多，拆遷所產生的建筑舊料量大、質優，可直接利用至建設工程中。建筑舊料的再利用最大限度地降低了對土、石資源的消耗以及對環境的負面影響，同時，也降低了建造投資費用。針對建筑再生料這類填料，在施工過程中將面臨以下主要難題：

1）尚未有完全相符的規范及條例，來確定其施工工藝及過程質量控制項目。

2）過往施工案例較少，施工經驗缺乏。

3）路基填方量大，約達180 000 m3。

路基填筑施工對路基填料原材料、相應施工工藝、試驗檢測等均提出了較高的要求。根據現有規范、業主和設計的要求，對建筑再生料填筑路基制訂了一套系統的施工方案：

1）清表40 cm（厚度）作業后，路基填筑采用建筑再生料分層回填至水泥穩定碎石底標高，每層回填厚度不大于25 cm，用壓路機碾壓至穩定、密實，第1層與第2層中間滿鋪防水土工合成材料；考慮到土基排水需要，在填筑邊線外側布設縱向排水溝。

2）素土包邊應根據建筑再生料每層填筑厚度分層填筑，土帶寬度不小于1.5 m。

3）采用道路工程原狀土標準擊實試驗、路基回彈模量試驗等方法來控制路基施工質量。

3 建筑再生料原材料生產

將建筑舊料從施工便道運入碎石場地，碎石場地面積約1 000 m2，原材料破碎、篩分后，通過傳輸帶將細料、粗料分別置于不同的堆放區（圖2）。

圖2 施工現場碎石場地布置

3.1 碎石機簡介

建筑再生料采用專業重錘式破碎機（圖3），碎石機選用規格1 200×1 200型，成套設備尺寸為3 m×10 m，最大動力為132 kW，可滿足50～60 m3/h建筑舊料的處理能力，碎石機的最大粒徑大小可以按不同的需要進行調節。

3.2 振動篩簡介

振動篩主要由篩箱、振動電機、減振系統、底架及傳輸帶等組成。

圖3 重錘式碎石機

振動篩工作原理為：篩箱依靠2臺相同的振動電機做相反方向自同步旋轉，使支承在減振器上的整個篩機做直線振動，物料從入料端落入篩箱后，迅速前進、松散、透篩，完成篩分作業，再經傳送帶送達指定堆場。

4 路基填筑施工工藝

4.1 清表施工

清表前首先進行導線、中線和高程的復測及布設，標明其輪廓，同時確定開挖邊線或坡腳線。

先挖除厚40 cm地表耕植土，清除綠化的根莖、樹根等雜物，將原地面整平，然后整形成向外側2%坡度的斷面，再用壓路機碾壓密實（圖4）。

考慮土基排水需要，在填筑邊線外側設置縱向排水溝（圖5）。

圖4 原狀土壓實

圖5 排水溝設置

4.2 土工合成材料施工

1）清除施工范圍內的各種對施工有影響的障礙物，保證土工合成材料鋪設施工。

2）對基底及下承層進行檢測，保證其寬度、坡度、平整度。

3）所有原材料送檢合格后，方可使用。

4）鋪設時，使強度高的方向垂直于路堤軸線方向，從一端向另一端進行，端部先鋪填，中間后鋪填，端部應精心鋪設并錨固。鋪設時應松緊適度，無繃拉過緊或褶皺現象，同時保證連續性、完整性。施工過程中不要過度拉伸土工合成材料，避免其因所受的力超過強度和變形的極限而發生破壞、撕裂或局部頂破。

5）土工合成材料間連接牢固，連接處的強度不低于材料設計抗拉強度。鋪設時，土工合成材料搭接寬度不小于50 cm，保證其搭接寬度和整體性。

6）鋪設范圍應滿足設計要求，土工合成材料鋪設后應及時填筑填料，避免受陽光長時間直接暴曬，一般情況下，間隔時間不應超過48 h。

4.3 建筑再生料攤鋪

自卸汽車運料至現場，挖掘機攤鋪整平，并根據道路設計要求形成2%的單向橫坡。建筑再生料的最大粒徑不得大于10 cm，材料粒徑在料源處軋碎至符合規范及設計要求后，方可用于路基填筑。

應分層填筑，松鋪厚度按25 cm進行控制（最終壓實厚度≤20 cm）。攤鋪時，粗細顆粒應分布均勻，避免出現粗粒料集中堆積現象。當石塊含量較多時，其間隙應以石屑鋪撒填充。路基填筑時，外側1 m范圍內用較細的材料填筑，禁止大顆粒集中于坡側。

4.4 分層碾壓

碾壓機械采用26 t（振動頻率33 Hz）自行式光輪壓路機。填料的碾壓應控制在最佳含水量范圍內進行。施工過程中，對填料的含水量進行嚴格控制，及時測定和調整。碾壓時，前后2次輪跡重疊30 cm以上，且均勻。對于壓路機無法壓實的地方（如鄰近橋臺邊等），采用小型夯具夯實。每一碾壓過程前后均需進行中、邊樁放樣及高程測量，并計算松鋪系數。

碾壓過程：光輪壓路機靜壓1遍，行駛速度控制為2.5 km/h；光輪壓路機弱振1遍，行駛速度控制為2.8 km/h；光輪壓路機強振2遍，行駛速度分別控制為3.3、3.5 km/h；光輪壓路機靜壓1遍，行駛速度控制為3.2 km/h。

每完成一個工作循環或增加了碾壓遍數，應根據頂層路基回彈模量測試及時調整碾壓次序、碾壓遍數或壓路機行駛速度。

經試驗段施工驗證，符合設計要求時，壓路機輪跡深度在3 mm左右，故每層壓實現場實際控制壓路機輪跡深度控制在≤5 mm，以壓實遍數及輪跡深度進行雙控，確保壓實度滿足要求。

4.5 工序檢驗及沉降觀測

4.5.1 工序檢測

根據規范、設計等要求，以碎石路基為基礎，以每200 m道路工程為一個檢驗批進行質量控制。

回彈模量試驗結果為39.2 MPa，大于設計要求的35.0 MPa，符合要求。

4.5.2 沉降觀測

沉降板須埋設在中央分隔帶或土路肩范圍內。鋪設路面結構時，中間帶沉降觀測點應保存完好，以備后期進一步觀測之需；土路肩處沉降觀測點在設置擋土墻段處拔除。深層沉降板在耕植土清除并壓實后回填2層填料，再局部開挖埋設，確保深層沉降板埋設牢固；淺層沉降板在路基填土結束后埋設（圖6）。

圖6 沉降板平面布置示意（半幅）

試驗段路基填筑后，沉降即已趨于穩定，約1個月后基本無明顯沉降（圖7），驗證了路基填筑施工控制措施的有效性。

圖7 試驗段100 m沉降觀測曲線

竣工后，保留部分深層沉降板，持續進行工后沉降觀測，跟蹤觀察道路使用情況，為工程養護積累提供可信的數據資料。

5 結語

建筑再生料路基填筑施工工藝將被拆除的建筑舊料再加工利用，為城市環境保護管理解決了難題，給廢料再利用提供了處置方法。工程實踐證明，建筑舊料再利用技術可降低對土、石等自然資源的消耗，同時也相應降低了工程造價。

上海S7公路新建工程Ⅱ-2標的一般路基結構全部采用建筑舊料再生利用技術，經過檢驗和檢測，施工工藝質量符合設計及現行驗收規范要求，證明施工技術方法是可行的，可為市政道路或公路工程設計和施工提供參考。