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建筑垃圾应用于高速公路路基中的施工要点

2018-07-11

山西建筑 2018年16期
关键词:碾压路基垃圾

杜 庆 宏

(山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西 晋中 030600)

近年来,随着我国经济的迅速发展,城镇化建设规模不断壮大,产生的建筑垃圾的数量越来越多,建筑垃圾体量越来越大,很多城市产生了垃圾围城困局,对于城市居民的生活造成了极大影响。将建筑垃圾作为道路路基成为解决问题的一个重要方向,实现变废为宝,废弃材料再生重大意义。

随着我国公路交通事业的迅猛发展,基础设施建设规模发展迅速,导致传统资源极度短缺。建筑材料需求巨大与碎石、砂砾等材料短缺的矛盾日益突出。为确保我国公路交通业的可持续发展,使用建筑垃圾替代部分传统材料,作为路用材料使用,是降低工程造价,弥补资源短缺的有效途径。

建筑垃圾是放错地方的资源,建筑垃圾再生材料是作为路基填筑的一种新兴填料。我国建筑垃圾回收利用主要是用来制作混凝土骨料、再生砌块、铺道砖等,应用时要将其中的渣土剔除,应用效益低,利用率不足10%。将建筑垃圾应用于道路工程建设是一种国外处治建筑垃圾的成熟方式。据统计,道路施工是实现建筑垃圾循环利用的最主要方式,美国的利用率在70%左右,德国在90%以上。

我省(山西)新型城镇化进程的加快、城市建设与改造提速,省内各地建筑垃圾大量产生,环境污染和垃圾围城等问题突出。2018年,山西省在《关于进一步加强建筑垃圾管理加快推进资源化利用的通知》要求,到2020年,建筑垃圾资源化利用率达到30%以上,公路路基垫层等须优先采用建筑垃圾再生产品。

1 建筑垃圾工程特性

建筑垃圾是指在对建筑物、构筑物的建设、维修、拆除和装修的活动中产生的对建筑物本身无用或不需要的排出物料。主要来源道路开挖、建筑工地施工、旧建筑拆除。

在我国,随着城市化规模的加快,建筑垃圾堆放普遍存在,垃圾围城问题突出,实现建筑垃圾的循环利用率尚不足2%。其来源主要是市政工程、房地产工程等产生的水泥混凝土及砖块等废弃物骨料。研究表明,我国建筑垃圾的路用性能指标完全能满足路基回填要求,质地坚硬,具有碎石一半以上的抗压强度,可将基层混合料中的碎石用建筑垃圾再生料来代替。将建筑垃圾再生料用于高速公路路基填筑,既达到了路基质量标准要求,又降低了施工成本,是一种消纳大量建筑垃圾的有效措施。

在应用建筑垃圾进行路基回填设计时,需注意到以下几点:粗集料分布不均匀,表现出强度变化大、整体强度偏低的问题;粗集料中含有的超大颗粒含量高,表现出粒径变化大的问题;级配差,表现在其中混杂的土含量不小,容易出现粗细集料比例不稳定问题。为确保路基回填施工质量,须重视进行建筑垃圾与良性土掺加比例的调整和控制,将建筑垃圾的不良特性和影响有效消除后进行应用,有利于控制工程成本,同时也为降低建筑废料环境污染做出贡献。

2015年完工的西咸北环高速公路是我国首条以建筑垃圾为筑路材料的高等级公路,实现了建筑垃圾变废为宝的绿色理念。2015年,河南新郑道路软基施工中,采用了破碎的建筑垃圾再生骨料。2017年,北京顾八路大修工程中使用了建筑垃圾再生料,80%的基层材料都使用了废旧砖混建筑垃圾。建筑垃圾在上述工程中的成功应用,表明了建筑垃圾破碎再生是科学的处理方法,作为路基施工是可行的,且经济效益显著。

2 建筑垃圾路基施工要点

在西咸北环线高速公路施工中,基底采用50 cm厚的8%灰土垫层进行填筑,路堤采用建筑垃圾填筑,如图1所示。本文笔者对我国一些省市采用建筑垃圾路基工程中的施工经验进行了总结,分析了各工序的控制要点,以期进行应用和推广。

在公路基层应用建筑垃圾填筑中,筛分后的建筑垃圾粒径在25 cm以下的,可直接用于填筑路基,将25 cm以上的破碎后再填筑。要求填筑后的压实度不小于96%,无需进行强夯。填筑施工工艺比传统黄土路基处理简单,且技术指标比传统填料要好。

在使用建筑垃圾填筑路基施工中,应采用配套的机械化施工,纵向分段、水平分层、由低向高、逐层填筑。每道工序完工后,须进行全面质量检查,合格后方可进入下道工序施工。施工时间尽可能避开雨季。设置排水措施,避免积水浸泡软化路基。

在进行正式施工前,须进行基层清表后确保压实度不小于90%。

2.1 设计

建筑垃圾组分不同,应用于基层回填的再生料配比和回填工艺也不同。

对采用的建筑垃圾进行取样分析,通过试验分析其成分、最佳含水量、最佳干密度、粗细集料质量比及无侧限抗压强度等试验数据。经试验分析,确定最大含水量及最大干密度值。通过进行试铺段的配合比验证及调整,合理确定各种工艺参数。

应人工翻检,将建筑垃圾中的钢筋、木块、塑料袋、泡沫轻物质等杂质配合机械剔除。

为保证路基质量,应合理进行混合料配合比设计,合理确定建筑垃圾,水泥等掺量。

在西咸北环线高速公路设计中,分别掺加了20%,30%的建筑垃圾再生粒料作为路面基层、底基层集料掺配替代碎石。一般添加1.5%水泥增加混合料黏性。

2.2 拌制

运至加工场的建筑垃圾采用移动式加工设备或场内固定式加工设备进行破碎并集中堆放,如图2所示,进行最大粒径控制。

对采用的建筑垃圾应分类堆放。对其洒水应均匀,以减少灰尘量。

设置专人进行填料调配指挥,及时对再生料拌和质量进行检查和调整。

2.3 铺摊

运料车卸料时,采用渐进式铺摊法,以防止路基填料骨料分布不均。路堤全宽水平分层,先低后高,先两侧后中央。人工对较高堆体进行整平,松铺层厚度为25 cm。

卸料后,立即进行初平作业,使用推土机将再生料推平。在初平作业结束后,将一层建筑垃圾细料在表面层撒布后使用光轮压路机稳压2遍,撒布厚度一般为5 cm。最后进行精平作业,使用平地机沿路线纵向方向进行,如图3所示。

在混合料铺摊过程中,设置专人进行铺摊质量核查,可人工将超粒径骨料予以清除,使用建筑垃圾细料将发现的不平整处进行找平,确保精平后的路基表面层无明显高差。

铺摊后的建筑垃圾填料含水量及时进行测定,必要时使用洒水车洒水,如图4所示,洒水应均匀,确保含水量处于最佳含水量±2%之内。

2.4 碾压

通过碾压作业,确保砖块破碎、粒径变小,填料颗粒重新排列,以降低空隙率,保证路基整体强度及变形稳定。

采取“拖式羊角碾+光轮压路机”结合的分层碾压方案,合理确定单钢轮振动压路机和振动羊角碾压路机(如图5所示)的组合方式及数量配置,以确保混合料生产、运输、铺摊及碾压能力间的相互协调。

在基层碾压中,作业须按照“先边缘后中间、先慢后快”的原则进行。为确保压实效果,要求压实路线纵向互相平行,应严格按确定的遍数进行。

2.5 检测

碾压完毕后,路基表面应平整、密实,无明显凹凸现象,无粒料离析现象,无明显可视杂物。

碾压结束后,使用灌砂法进行路基压实度检测,要求压实度不小于96%。

为提高路面基层稳定性,还可以通过采取设置包边土进行种草防护等措施,以避免雨水渗入基层或冲刷边坡。

3 结语

道路修筑是最大的人造工程。以高速公路沥青路面为例,其对砂石材料的消耗巨大。回收建筑垃圾加工生产再生料,将其应用于公路工程,可以在路基、路面基层、构件预制、临建设施、建筑装饰等方面综合利用。将建筑垃圾大量应用于道路工程,能有效避免堆放导致的污染难题,符合绿色发展要求。

将建筑垃圾应用于公路路基,是目前大量消纳建筑垃圾的最有效途径。由于路基结构层次多,随着结构层次深入,对原材料的要求逐渐降低。对建筑垃圾进行合理分类,将其中质量、组分较好的部分代替部分砂石材料在基层上层施工中使用,将质量差的可在基层下层施工中使用,实现建筑垃圾在基层施工中的差异化利用是以后的发展方向之一。

目前,我国的建筑垃圾填筑路基再利用处于起步阶段。在建筑垃圾处置立法及建筑垃圾分类标准缺乏,规范化使用和政策引导才刚刚起步。随着立法、规范和施工工艺的完善,建筑垃圾资源化利用具有极大的发展空间。

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