建筑垃圾作为路基填料的资源再利用

建筑垃圾作为路基填料的资源再利用摘要：在改革开放的新时期，我国的经济发展十分迅速，为了研究建筑垃圾作为路基填料的使用性能，通过标准击实试验和加州承载比试验，分别就再生粗骨料掺量和砖混凝土比例两个因素对建筑垃圾路基填料性能的影响进行了系统的实验，分析了建筑垃圾用于路基填料的可行性。实验结果表明：再生粗骨料掺量在30%〜40%之间时，混合料的最大干密度、CBR值到达最大值；且试验中所测得CBR值在30%〜45%之间，完全满足现行规范的要求，可以应用于路基填筑工程中。关键词：路基工程；砖混凝土比；CBR；试验引言建筑垃圾属于城市垃圾中危害程度较小的部分，进行合理利用后不会造成二次污染。所有建筑垃圾中，渣土、砖瓦、混凝土块等无机材料占90%以上的比例，具有稳定的物理及化学性质；另外，建筑垃圾具有来源集中性、产生阶段性、分选难度小等特点，因而目前中国大部分研究都是考虑将其作为建筑材料进行再利用，如制备砌块、应用于道路材料等。1概述随着大规模基础设施建设和城市化进程的加快，交通基础设施对砂石骨料的总需求不断增加，长时间对青山绿水中砂石骨料的随意开采，致使砂石资源缺乏，河床改道，山体滑坡，严重破坏生态环境。另一方面，随着城市化进程的迅速发展和大量旧建筑物寿命逐渐达到使用年限，我国建筑垃圾排放量呈现逐年上涨的趋势。我国建筑废料的回收利用率较低，绝大部分建筑垃圾未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，采用露天堆放或填埋的方式进行处理，占用了大量的临时用地，并且耗费了一笔不菲的垃圾清运经费。同时，在清运和堆放过程中，不可避免出现遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题；在垃圾堆放以后，由于废木材、涂料、油漆等装修材料，在雨水、阳光的作用下，发酵、反应而产生的物质会对周边的土壤、水源、空气产生污染。如何处理好基础建设中砂石材料的大量需求与建筑垃圾不断产生堆积而严重影响环境的矛盾，是当前经济发展中亟需解决的重要问题。2配合比设计为了保证整个路基填筑工程的使用质量，用于填筑路基的建筑垃圾混合料必须合理确定路基填料各组成成分的比例，满足工程各方面的要求。在进行配合比设计时，主要考虑两方面：一方面是再生粗骨料掺量；另一方面是废混凝土再生骨料与废砖再生骨料比例的确定。（1）再生粗骨料掺量的确定试验过程中，初步拟定五种再生粗骨料掺量进行试验，即：10%、20%、30%、40%、50%。（2）废混凝土再生骨料与废砖再生骨料比例的确定。为了研究废砖再生骨料和废混凝土再生骨料比例对混合料性能的影响，选定三种比例进行试验研究，即：砖混凝土2:1、砖混凝土1:1、砖混凝土1:2。3击实试验3.1试样制备根据再生骨料的性质，采用干土法制备试样。在试样制作过程中，混合料的含水率是否分布均匀对击实试验结果影响很大。再生砖粗骨料的吸水率远大于再生混凝土粗骨料，如果按照常规方法进行闷料，很容易出现含水率分布不均现象。所以，如何严格掌握混合料的含水率是击实试验成功的关键因素之一。3.2布料及整平工艺布料之前一定要注意对路基填筑的边桩进行现场放样，放样宽度需要达到相关要求再进行初步试验，施工过程中需要获取相应的施工控制参数，比如说压实系数，填筑层压实厚度、运输车的容积，对每车填料的铺设面积进行计算，并且在现场进行方格的设置，将填料均匀的在方格当中卸下，依照相应的松铺厚度来对标高控制点进行测定。①在卸料之后通过推土机进行初平，避免填料产生离析情况，在现场通过渐进式铺摊的手段进行施工，也就是把建筑垃圾填料。②车料卸料需要在第一车料推平的末端，并且把第一车料未退完的位置填平，接着通过推土机做好铺摊工作。③需要注意平地基，依照松铺高层对控制桩进行精平，根据线路的情况，做好相应的平铺工作，确保中间高两边低，横向依照设计形成横坡，并且确保路基在正平之后不会产生明显的坑洼和错台的情况。④需要注意整平之后及时对建筑垃圾再生填料的松铺厚度进行测定，否则就马上需要通过平地机进行整平工作，直至达到相关要求为止。3.3颗粒分析（1）细料含量粒径小于4.75mm的细料含量对于建筑垃圾填料的结构类型起着至关重要的作用，也是混合料的干密度乃至强度的重要影响因素之一。再生粗料主要起骨架支撑作用，而细料起着填充粗料之间的空隙和连接骨料的作用，粗细骨料相互补充。随着细料含量的增加，混合料的结构类型由骨架一空隙结构（摩擦角小、粘聚力小、渗透性强）逐渐变为悬浮一密实结构（摩擦角大、粘聚力大、渗透性小），此时混合料具有强度高、承载力高的特点。（2）不均匀系数和曲率系数级配是反映土颗粒组成特征的重要指标，它是描述土料的最基本组成的指标。Cu<5的土称为匀粒土，级配不良；Cu越大，表示粒组分布越广，再生材料的Cu值如果偏大，其粗细颗粒就容易离析，影响工程质量。Cu>10的土级配良好，但Cu过大，表示可能缺失中间粒径，属不连续级配，故需同时用曲率系数来评价。当级配连续时，Cc的范围约为1〜3。当CcV1或Cc>3时，均表示级配曲线不连续。3.4试验结果与分析（1）再生粗骨料掺量对击实性能的影响对表3中的数据进行处理，以再生粗骨料掺量为自变量，最大干密度为因变量，绘制其关系曲线，随着再生粗骨料掺量的增加，混合料最大干密度影响呈抛物线形式变化。当再生粗骨料掺量在30%〜40%时，混合料最大干密度值较大。说明此掺量下的级配较好，细粒土最大限度的填充了混合料的空隙，使混合料具有较高的密实度，击实效果最好。（2）砖混凝土比例对击实性能的影响从击实试验结果来看，不同再生粗骨料掺量下，砖混凝土比例对混合料击实性能的影响规律相似。当再生混凝土粗骨料比例增加时，混合料的最大干密度也随之增加，而最佳含水率的变化趋势则与其相反。以再生粗骨料掺量为40%的混合料为例，砖混凝土比为1：2的混合料最大干密度要是砖混凝土比为2:1的混合料最大干密度的1.1倍左右。结语（1）在试样制作过程中，混合料的含水率是否分布均匀对击实试验结果影响很大。由于再生砖粗骨料的吸水率远大于再生混凝土粗骨料，如果按照常规方法备料，很容易出现含水率分布不均现象。因此，为减小试验误差，在闷料过程中应采取相应措施。（2）再生粗骨料掺量对混合料击实性能和CBR值影响的变化规律相似，均呈抛物线形式发展。再生粗骨料掺量在30%〜40%之间时，混合料的最大干密度、CBR值到达最大值，作为路基填料的性能最好。（3）砖混凝土比例对建筑垃圾混合料的击实性能和CBR值影响较大。随着砖混凝土比例的提高，最佳含水率增大，最大干密度减小，砖混凝土比例为1：2时的混合料CBR值是砖混凝土比例为2:1混合料的1.1〜1.2倍。（4）CBR试验中，混合料的最优再生粗骨料掺量随着砖混凝土比例的增大而降低，这主要由于废砖和废混凝土的强度不同所导致，所以针对不同地区建筑垃圾组成情况的不同需要选择适宜的再生骨料掺量。（5）试验所得建筑垃圾混合料的CBR值在30%〜45%之间，完全满足《公路路基设计规范》（JTGD30—2015