摘 要：随着社會經濟的發展，基礎設施建設不斷湧現，建築垃圾成為影響社會環境的一項重要問題。建築垃圾資源化再利用成為解決這一問題的方法之一。通過對已建工程的研究，系統分析了建築垃圾的組成分類，介紹了建築垃圾的工程特性，并在此基礎上提出應用建築垃圾填築路基的技術要求和施工工藝流程。通過分析總結試驗結果，提出了建築垃圾填築路基的質量控制指标與方法，對同類項目的開展與應用提供了參考。

關鍵詞：路基施工;建築垃圾;沉降差;壓實度;質量控制;

近年來，在我國社會經濟迅速發展的環境下，公路建設與日俱增。以往，砂石材料作為公路建設的基礎性材料，被認為是取之不盡、用之不竭，但在公路行業大踏步向前發展的這一形勢下，對砂石材料的需求量也與日俱增，長期的大量建設帶來了資源緊缺的現狀，已嚴重影響公路交通運輸行業建設的可持續性發展。

目前，我國仍有大量的基礎性設施建設在進行中，為确保項目建設的順利進行，同時減少對生态環境的破壞，研究建築垃圾的再利用以實現其資源化[1,2,3],對原有建設材料實現替代變得十分必要。實現建築垃圾資源化，既可以減少運輸、清理、填埋等處理措施的費用，節約社會成本，又能夠減少對土地資源的占用，節約土地資源；同時，處理建築垃圾也能夠減少建築垃圾中的有害物質對環境造成的污染，解決了建築垃圾随意堆放的問題，改善了周圍環境。因此，通過技術手段實現建築垃圾的綜合利用，能夠帶來巨大的經濟效益和社會影響。

建築垃圾以固體廢棄物為主，在建築工程、裝修、拆除等過程中産生[4,5]4,5]。從公路工程建設的角度出發，建築垃圾中能夠實現再利用的類型有碎磚石、碎混凝土、碎砌塊、水泥制品、工程棄土等[6,7]6,7],而其他類型的建築垃圾(諸如廢鋼筋、塑料制品、碎木料、廢舊包裝材料等)則沒有實際再利用的價值。因此，建築垃圾并不能實現在公路工程上的全部利用，有必要對建築垃圾進行分離剔除後再在公路工程建設中利用。目前，常采用碎混凝土塊、碎磚塊、碎砂漿塊等加工後的細料進行公路路基的填築。

(1)屬于一種級配較差的土石混合料，不同類型結構産生的建築垃圾的粗、細集料比例相差較大。

(2)粗集料的粒徑不均勻，所含的大粒徑及超大粒徑的比例較高。

(3)粗集料的強度普遍偏低，變化大且不均勻。

基于以上特點，将建築垃圾作為公路路基填築材料前，必須對填築垃圾進行級配調整，補充強度較大的粗集料，以确保路基壓實度能夠滿足規範要求。

以建築垃圾的工程特性為出發點，結合《公路路基設計規範》(JTG D30-2015)、《公路路基施工技術規範》(JTG F10-2006)和《建築垃圾再生材料公路應用設計規範》(DB 61 T1175-2018),針對用于路基填料的建築垃圾應分别從粒徑級配、力學特點和路基穩定性方面給出相應的技術要求。

針對粒徑級配差、所含大粒徑顆粒多或組成成分單一的建築垃圾均不适合直接用于路基填料，填料密實則是路基填築的重要要求。未經處理的建築垃圾原材料，按粒徑超過4.75 mm和0.075 mm為界劃分類别，分别為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類，見表1。

表1 建築垃圾原材料使用規定 導出到EXCEL

路基結構層的壓實程度決定着路基的整體強度、剛度和平整度，因此為确保路基路面的使用壽命達到設計預期，則需要嚴格篩選建築垃圾原材料的級配組成，嚴格控制路基填料中粗集料的粒徑與比例，從而确保路基壓實度。

填築路基的建築垃圾通常采用塑性指數、壓碎值、單軸抗壓強度及CBR值(加州承載比)作為力學指标[9],确定的技術指标見表2。

表2 建築垃圾路基填料力學指标 導出到EXCEL

根據《建築垃圾填築路基設計施工技術指南》中對路基填料的規定，為确保路基填料的穩定性，對作為路基填料細料的粒徑<4.75 mm的建築垃圾中的腐殖質、有機質、易溶鹽以及雜物等做了明确的技術要求，見表3。

為充分發揮建築垃圾在填築路基中的作用，根據路基的不同位置填築不同等級的建築垃圾，采用分層填築、分層壓實的施工工藝，使用不同的施工機械進行碾壓壓實，具體施工工藝流程[10]見圖1。

(1)确定合适的施工季節，減少雨季施工對路基的影響。

表3 建築垃圾路基填料檢測項目 導出到EXCEL

圖1 路基分層碾壓施工工藝流程 下載原圖

(2)填築前，進行建築垃圾處理，必要時采用人工方式揀除塑料、鋼筋等雜物和大粒徑(粒徑超過150 mm)填料或進行人工破碎處理。

(3)對建築垃圾路基填料進行檢驗，以确定易溶鹽、顆粒含量、成分分析、壓碎值、CBR值等指标[11]滿足路基填料使用要求，具體檢測項目見表3。

路基施工前，對原地面附着植被進行清除，并将表層土進行挖出處理和集中堆放。對原地面存在低窪、坑洞處進行填補、壓實。

布料前，首先進行恢複中樁和邊樁放線，兩側坡腳各加寬50 cm, 并結合試驗結果确定松鋪系數和松鋪厚度，确定布料控制标高，采用灰線方格的方式進行布料。布料後，先采用推土機進行初平，以漸進式攤鋪的方式進行施工以防填料發生離析。然後，鋪設5 cm細料，光輪壓路機碾壓2遍後利用平地機進行精平處理，确保路基沿路線方向呈中間高、兩邊低的設計橫坡，且無明顯錯台、坑槽。

根據試驗測定的填料含水率确定所需要的補水量，以确保路基填料的最佳含水率。灑水時根據現場的氣溫條件進行分次、均勻灑水，避免出現局部積水的現象。

碾壓采用振動壓路機(羊角碾壓路機和光輪壓路機兩類)施工，頻率采用30～35 Hz, 碾壓速度控制在3 km/h, 宜采用先慢後快、先輕後重的方式。碾壓時，從路基兩側向路基中間進行，保證一定的輪迹重疊。在一定的碾壓次數範圍内，路基壓實度會随着碾壓次數的增加而增加，需結合現場施工情況進行确定。當碾壓時無明顯輪迹，且相鄰兩次振動碾壓前後的标高差不超過2 mm, 則認為碾壓次數滿足要求。

本文依托某高速公路改擴建工程，針對施工現場在施工前就已堆積大量的建築垃圾的調研，并結合施工要求對路基區域進行地質勘察，選定區段K1 600～K1 700作為路基試驗段，經試驗得到各項指标結果和分析。

表4 建築垃圾路基填料含水率與對應幹密度試驗結果 導出到EXCEL

根據擊實試驗得到建築垃圾路基填料的最佳含水率為15.6%,最大幹密度為1.788 g/cm3,見圖2。

圖2 擊實曲線 下載原圖

表5 建築垃圾路基填料CBR試驗結果 導出到EXCEL

對建築垃圾進行CBR試驗，得到不同孔隙率對應的CBR值，見圖3。根據壓實要求，路床位置孔隙率≤14%,路堤位置孔隙率≤16%,從試驗結果得出，孔隙率為14%時的CBR值為57.7%,孔隙率為16%時的CBR值為46.2%,均滿足力學特性指标要求，表明建築垃圾作為路基填料能夠滿足強度方面的要求。

圖3 不同孔隙率對應的CBR值 下載原圖

在現場整平後，對原地面高程進行初次測量，再進行填料鋪築，并分别測量鋪築後、碾壓3遍後、碾壓5遍後、碾壓7遍後和碾壓9遍後的地面高程，從而得到松鋪厚度、沉降差及松鋪系數。在試驗段内取3個位置進行布點測試，測點試驗數據見表6、表7和圖4。

表6 不同位置處的松鋪厚度 導出到EXCEL

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表7 不同位置處的沉降差計算 導出到EXCEL

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圖4 沉降差與碾壓遍數關系 下載原圖

由表6、表7和圖4可以看出，當建築垃圾路基填料松鋪厚度低于35 cm時，經5次碾壓後，沉降差顯著降低，繼續增加碾壓次數，沉降差仍在減小，且變化速率也明顯變緩，可拟合得到的沉降差與碾壓遍數的函數關系為y=99.700e-0.517 4x。經過7遍碾壓測得的沉降差平均值為3.4 mm, 已滿足設計要求的5 mm, 則可認為該路段的沉降差已控制在規範允許值範圍内。不同位置處壓實厚度和松鋪系數見表8和表9。

表8 不同位置處的壓實厚度 導出到EXCEL

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表9 不同位置處的松鋪系數 導出到EXCEL

由表8可以看出，經壓實後的試驗段内的各測點的實測值在0.184～0.298 m範圍内，與表6的松鋪厚度對比後得到松鋪系數，在1.09～1.15範圍内。

(1)由于建築垃圾本身就屬于非均質性材料，存在較大差異，其中摻雜不同類型的有機質、易溶鹽及其他雜物，這些對路基穩定性會産生不利影響，因此嚴格控制建築垃圾填料成分十分重要。

(2)為确保路基的壓實度，要求建築垃圾在壓碎值、CBR值及石料類垃圾的單軸抗壓強度均應進行試驗檢測，以保證路基填料的力學性能滿足使用要求。

(3)未經處理的建築垃圾的粒徑組成差異性較大，特别是大粒徑混凝土塊、樁頭混凝土等需進行破碎、篩分，填料尺寸應符合表3中規定的前提下使用。

(4)進行攤鋪粗平過程中，嚴格控制大粒徑顆粒的堆積，避免發生離析現象。一旦出現明顯離析的區域，則應及時補充細料，對空隙區域進行填補。

壓實度作為路基施工質量檢測的主要技術指标，其常用的檢查方法如下。

即預先設置好沉降觀測點，在施工路段外架設水準儀，在每個攤鋪、碾壓階段實施後對各測點進行觀測，統計各測點的沉降差變化值與變化趨勢。當沉降差小于2 mm時，即可認為路基已接近壓實狀态，從而說明路基在整個壓實過程後已經具備良好的整體密實度和穩定性。該方法的優點就是操作簡便，較為直觀，且易于實現。

該方法是以路基回彈彎沉值作為檢測指标，通過貝克曼梁或者FWD(落錘式彎沉儀)測定，将實測值與規範容許值進行比較，若小于規範容許值，則表明路基的整體承載能力滿足設計要求；否則，表明路基壓實度未達标，整體承載能力差。該方法的缺點就是較為複雜。

路基填料在碾壓過程中實際上是發生了重新排列的過程，但由于建築垃圾顆粒的不均勻性較高，在實際檢測過程中，得到的試驗結果偏差很大，離散性高，測試結果不具有代表性。

(1)通過分析建築垃圾的材料特性，結合路基設計與施工要求，對作為路基填料的建築垃圾提出在顆粒級配、力學特性以及穩定性方面的技術要求。通過建築垃圾填料的含水率、最大幹密度和CBR試驗結果表明，滿足使用要求的建築垃圾可以用作路基填料。

(2)結合建築垃圾填築路基的施工經驗，為充分發揮建築垃圾在填築路基中的作用，需對建築垃圾采取預分類處理、大粒徑破碎、粒徑篩分等措施，同時為确保填築路基達到設計要求，也需嚴格執行路基基底處理、攤鋪整平、碾壓等工藝。

(3)結合沉降差的試驗結果，建築垃圾填料厚度取35 cm為宜，碾壓遍數不低于7遍，測得沉降差平均值為3.4 mm,滿足設計要求，并拟合得到沉降差與碾壓遍數的函數關系。

(4)結合建築垃圾填築路基的施工特點和材料特點，提出利用建築垃圾填築路基的施工質量控制内容。重點加強對材料質量和均勻性的控制，施工壓實采用沉降差觀測法對路基壓實度進行質量控制。

[1] 闫鳳文.建築垃圾填築高速公路路基施工技術[J].交通世界，2019,(25):38-39.

[2] 張威.建築垃圾路用再生填料的加工與施工工藝研究[D].長安大學，2014.

[3] 王蒙，王雙晨.建築工程垃圾在公路路基中的力學性能研究[J].公路工程，2019,44(4):285-290.

[4] 劉建鑫，白義奎，周楓桃.建築垃圾用于路基回填土密實度控制試驗研究[J].公路工程，2017,42(6):301-305 331.

[5] ，賈錦繡，張昕，關江.城市道路路基垃圾坑處理方案及施工工藝研究[J].交通工程，2019,19(2):56-60.

[6] 申東.建築廢棄物填築淺層路基施工技術[J].交通世界，2019,(8):45-47.

[7] 王健，李懿.建築垃圾的處理及再生利用研究[J].環境工程，2003,(6):49-52 4.

[8] 秦健，趙建新.建築垃圾渣土在世博園區道路工程中的應用[J].中國市政工程，2009,(3):19-20 23 88.

[9] 杜慶宏.建築垃圾應用于高速公路路基中的施工要點[J].山西建築，2018,44(16):104-106.

[10] 趙傳海，趙大軍，劉蘭蘭，李曉樂.建築垃圾回收再生骨料應用在黃土地基加固的數值模拟研究[J].公路工程，2018,43(1):221-225 280.

[11] 李少康.建築垃圾在公路路基中的應用研究[D].長安大學，2014.

[12] 夏偉龍，田軍，.建築垃圾在高速公路路基中的應用研究[J].公路交通科技：應用技術版，2012,8(5):70-72.

[13] 劉志義.津港高速公路垃圾填埋段路基修築技術研究[D].長安大學，2012.

[14] 徐寶龍.建築垃圾土性能及其作為路基填料的施工[J].中國市政工程，2011,(2):67-69 93-94.

[15] 陳福東.城市道路路基填築中建築垃圾的處理[J].築路機械與施工機械化，2008,(9):44-46.

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