建筑垃圾在城市道路中的应用研究

艾珺马军利

摘 要：建筑垃圾的大量产生、倾倒和清运，造成建设资金的浪费，也导致环境污染和占用土地。合理利用建筑垃圾，必将产生显著的经济效益和社会效益。本文从试验分析、施工质量控制等方面介绍了建筑垃圾在城市道路工程中的应用。

关键词：城市道路; 工程; 建筑垃圾; 应用

Abstract: The emergence, dumping and carry of the construction waste in large scale cause the waste ofconstruction fund, and also environment pollution and land taking. Reasonable use of construction waste must produce the remarkable economic and social benefits. This paper, from the test analysis, construction quality control, introduces the application of construction waste in urban road engineering.

Keywords: the city road; engineering; construction waste; application

中图分类号: R124.3文献标识码：A文章编号：

1.建筑垃圾利用及研究意义

随着城市化进程的不断加快，城市建筑垃圾的产生和排出数量也在快速增长。就西安市而言，每年产生建筑垃圾总量约500万立方米，主要来源于城中村改造工程、市政工程和房地产工程。建筑垃圾的反复产生、倾倒和清运，形成了恶性循环，不仅造成大量建设资金的重复投入，同时也由于污染环境、占用土地等原因而产生很大社会影响。市政工程建设具有点多、面广、线长的特点，随着城市扩张的全面进行，西安市市政工程建设范围已逐渐涉及到原来的城郊结合部，也是建筑垃圾较为集中的区域。因此，将会越来越多地会遇到类似问题。如果能够对建筑垃圾合理利用，将产生巨大的经济效益和社会效益。而建筑垃圾综合利用也是符合国家节能减排环保产业政策的一项举措。因此，研究市政建设产生的建筑垃圾再利用问题，具有广阔的应用前景。

西安市三环路长乐立交以北，原为居民高度密集区，东三环线位贯穿梁家街村。该处在2006年5月进行了集中拆迁，拆迁工作完成后在K9+550～K10+250段现场遗留了大量的建筑垃圾，初步估算约有30万方，涉及长度约700米，地表上建筑垃圾平均厚度约3米左右。而建筑垃圾堆放区域的路基设计为填方段，填方高度2.5-4米，根据施工图设计要求，现场的建筑及生活垃圾混合物等要全部清除，路基采用素土回填。如按此要求实施，其中仅将现场垃圾全部清运就需花费资金约1200万元，同时需耗时近一个月。根据西安市委、市政府确定的的三环路阶段性建设目标，当年底必须保证东三环主线贯通。如不马上展开路基施工，该建设目标将无法实现。而进出施工现场的唯一道路为原有农耕路，因当时受雨水浸泡泥泞不堪，短期内无法满足重型运输车辆通行条件。在客观上制约了现场建筑垃圾清运和外购黄土的运输环节。根据以上客观因素，必须对原设计处理方案进行变更，科学合理的就地利用建筑垃圾，以大幅节约建设资金，最大限度的省却运输环节，并使雨天能够正常施工以保证工期。经过建设、设计、监理、施工单位的多方考虑，最终确定改变原设计施工垃圾外运方案，充分利用现场的建筑垃圾作为路基填料。并立即就此展开研究，在东三环EK9+900～EK10+200里程段进行试验，以指导即将开始的施工应用。

通过本次应用研究，将会对西安市市政工程的设计、施工等方面提供可借鉴经验，为特殊环境下的市政施工提供新的思路。

三环路拆迁后形成的建筑垃圾

2. 试验分析

2.1 技术路线及试验方案的确定

依据击实和筛分试验与现场碾压试验对比分析，确定建筑垃圾颗粒组成及填料的最佳含水量和最大干密度；建立碾压遍数和压实度与建筑垃圾填料中细料与粗料质量比之间的关系；总结寻找压实度与现场施工中松铺厚度、碾压遍数、机械组合的关系；通过对建筑垃圾填料的无侧限抗压强度试验，了解该材料的工程力学特性，分析路基的稳定性。

2.2 击实试验

在进行室内试验时，考虑到现场试验路用材料的实际情况，为了使室内击实试验所选用的试样能够真实反映填料在施工状态的状况，试验选用试样均从现场取得。在现场取样时，为了考察不同场地的建筑垃圾的颗粒组成状况及其相应的最佳含水量与最大干密度的变化特性，分别从建筑垃圾场地内三个位置进行了取样，在室内利用四分法进行选样，通过室内击实筛分试验与室内击实试验分析，具体试验结果如下表2-1所示。

通过试验可知，不同拆迁场地上的建筑垃圾经室内击实后的颗粒组成基本上是一致的，其所对应的最佳含水量与最大干密度也较为一致，路基施工中可以选用一个单一的指标进行压实控制。

2.3 现场碾压筛分试验

取试验段2到5层碾压土进行筛分试验，每层土从第10遍碾压后取料分析直到第18遍，共取5遍碾压后土料进行筛分试验，试验结果如下表2-2、2-3、2-4、2-5所示。

由上述4表可以看出，不同碾压遍数作用下，四层填料的颗粒分布范围基本上是一样的，颗粒粒径绝大部分分布在0.075mm至40mm之间。由现场碾压后的建筑垃圾的颗粒组成来看，当碾压遍数达到18次，细料与粗料的质量比增大到＝1.1～1.3，表明建筑垃圾中细料的含量有较大的增加，此时建筑垃圾的结构状况有较大改变。经分析表明，建筑垃圾由原来的骨架－空隙结构变为悬浮－密实结构，此时细料充满整个较大孔隙，孔隙比有较大降低，渗透性降低，抵抗变性的能力增加，路用性能得到改善。

2.4 建筑垃圾颗粒组成与压实关系分析

碾压遍数比较小时，填料的变形主要是由孔隙比的减小所引起的，当碾压遍数较大时，由于填料颗粒之间紧密接触，此时粗骨料开始产生破碎，填料中细骨料的含量明显增加，填料的结构得到明显的改善，但是碾压遍数达到18遍以后，填料中细料的含量增加速率显著降低，填料的颗粒组成基本稳定。由粗、细骨料质量比随着碾压遍数及压实度的变化规律来看，通过机械碾压的手段使填料的颗粒组成最佳碾压遍数为18遍左右。

2.5 无侧限抗压试验

为分析建筑垃圾填料经现场碾压达到要求时的路基土体的整体稳定性，通过现场取土，室内进行了无侧限抗压强度试验。进行试验时，首先控制填料的含水量为最佳含水量，然后在振动台上进行振动压密，使其最大干密度与现场土体经碾压后的最大干密度基本一致，试件成型后，在恒湿条件下进行养生，然后进行相应试验，使所得到的试件的强度能够较为真实地反映路基填料在压密状态下的实际强度。另外，为分析饱水情况对路基填料强度的影响，在饱水状态下进行了相同的试验，为便于进行平衡分析，每种情况下共进行6个试件的强度试验，其中试件的具体尺寸为Ф150mm×150mm ，最佳含水量15.5％，最大干密度1.81g/㎝3 ，试件压实度97.0％，具体试验结果如下表2-6所示。