吳小英，姚 政

（杭州市城鄉(xiāng)建設(shè)設(shè)計(jì)院股份有限公司，浙江 杭州 310004）

1 建筑垃圾資源化利用現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)和舊城區(qū)改造也在大規(guī)模進(jìn)行，相伴而生的建筑垃圾日益增多，不僅加劇了資源的緊張局面，也嚴(yán)重影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。如何科學(xué)有效地實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的減量化、無害化、資源化已成為城市建設(shè)中的一項(xiàng)難題。

建筑垃圾再生技術(shù)在國外已較為成熟，發(fā)達(dá)國家建筑垃圾資源化率平均已達(dá)到90%以上，且通常以再生骨料的形式對建筑垃圾進(jìn)行循環(huán)利用，其中近70%的再生骨料用于道路工程和建筑物基礎(chǔ)。我國目前建筑垃圾的處置方式仍以填埋與堆放為主，建筑垃圾資源化利用率＜5%。國內(nèi)關(guān)于建筑垃圾資源化的利用，大多圍繞預(yù)制磚、路緣石、人行道板等混凝土預(yù)制塊以及作為水泥穩(wěn)定類材料的骨料進(jìn)行。

2 規(guī)范對路基填料要求的演變

《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》從JTJ 013—95版到JTG D30—2004版，再到現(xiàn)行的JTG D30—2015版，對路基材料的要求并未有大的變化，僅在總則中提出了“因地制宜、就地取材”的原則，并未明確指出建筑垃圾是否可作為填料使用?！胺o禁止即可為”，根據(jù)條文中對填料的要求，符合最小承載比CBR值、最大粒徑以及壓實(shí)度等要求的建筑垃圾可以作為填料使用。

1991年發(fā)布的第一部《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 37—90）第8.1.3條規(guī)定：“路基設(shè)計(jì)應(yīng)因地制宜，合理利用當(dāng)?shù)夭牧吓c工業(yè)廢料”，建筑渣土不在路基填料的可利用范圍。2013年發(fā)布的第一部《城市道路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 194—2013）第4.1.2條規(guī)定：“路基設(shè)計(jì)應(yīng)因地制宜，合理利用當(dāng)?shù)夭牧?、工業(yè)廢渣與建筑渣土”，明確增加了建筑渣土可作為路基填料的規(guī)定。

3 建筑垃圾的性能滿足路基填料的要求

路基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性、抗變形能力和耐久性。路基填料自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定是路基整體穩(wěn)定的前提和基礎(chǔ)，足夠的密實(shí)度可以增加路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低土體的壓縮性、透水性和膨脹性，控制因水分積聚和侵蝕引起的病害，而合適的粒徑和良好的級配則是達(dá)到路基密實(shí)度的保證。因此，規(guī)范對路基填料在材料特性、強(qiáng)度、粒徑上提出了要求，建筑垃圾完全能夠滿足這一要求。

3.1 材料特性符合路基填料的要求

現(xiàn)行公路與城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范對路基材料選擇的表述基本一致，都是應(yīng)優(yōu)先選用級配較好的“礫類土、砂類土等粗粒土作為填料”“強(qiáng)膨脹土、泥炭、淤泥、有機(jī)質(zhì)土、易溶鹽超過允許含量的土不得直接用于路堤填筑”“液限＞50%、塑性指數(shù)＞26的細(xì)粒土（高液限土）不得直接作為路堤填料”。如果是填石路堤，則“膨脹性巖石、易溶性巖石、鹽化巖石不得用于路堤填筑”。

城市內(nèi)的建筑垃圾以施工和拆除產(chǎn)生的建筑渣土為主，成分主要為廢舊混凝土、砂石、磚塊，就其主要成分來說可劃歸為無機(jī)材料。其具有耐酸、耐堿、耐水的特性，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。從物理性質(zhì)來看，建筑垃圾具有集料顆粒大、透水性好、遇水不凍脹、塑性小的特性，且不存在膨脹性、易溶性、鹽化等問題?？梢?，建筑垃圾在物理、化學(xué)特性上符合路基填料的要求，能夠保證路基的穩(wěn)定性和耐久性，可以應(yīng)用于道路工程建設(shè)。

3.2 強(qiáng)度滿足路基填料的最小強(qiáng)度要求

最小承載比CBR值作為路基填料強(qiáng)度的重要指標(biāo)，也是表征材料的水穩(wěn)定性和抵抗壓入變形能力的指標(biāo)，是選擇路基填料的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。根據(jù)《城市道路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 194—2013），當(dāng)采用細(xì)粒土填筑路基時(shí)，填料最小強(qiáng)度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，如表1所示。

表1 填料最小強(qiáng)度（CBR）

填料的強(qiáng)度要求隨道路等級、層位的降低而降低，等級越低、層位越深，強(qiáng)度要求也越低。相對于用作混凝土預(yù)制塊及水泥穩(wěn)定類材料的骨料，路基填料是道路建筑中強(qiáng)度要求比較低的部分。

建筑垃圾骨料除了強(qiáng)度較高的混凝土、砂石，還有強(qiáng)度相對較低的磚塊。由于碳化原因，這些骨料與原始材料相比略顯疏松，因此再生骨料的強(qiáng)度比天然石質(zhì)骨料的強(qiáng)度要低一些。建筑垃圾再生純細(xì)粒料及純磚料2種最不利狀況的試驗(yàn)研究表明，建筑垃圾純細(xì)料（粒徑＜4.75mm）在壓實(shí)度為96%時(shí)的CBR值達(dá)到13.6%，純磚料在壓實(shí)度為96%時(shí)的CBR值可達(dá)到21.6%，2種最不利狀況下的CBR值均滿足快速路、主干路上路床填筑的最高要求。可見，磚塊、混凝土塊等建筑垃圾再生料完全能夠達(dá)到路基填料的最小強(qiáng)度要求。

3.3 粒徑容易達(dá)到路基填料的要求

粒徑是路基設(shè)計(jì)中另一個(gè)重要的控制指標(biāo)。為提高路基頂面的平整度，使其受力均勻并有利于與路面結(jié)構(gòu)層的連結(jié)，規(guī)范規(guī)定，路床填料應(yīng)均勻、密實(shí)，路床范圍填料的最大粒徑應(yīng)＜10cm，路床以下部分填料的最大粒徑應(yīng)＜15cm。

建筑垃圾資源化處置的生產(chǎn)工藝一般可劃分為分選除雜、一級破碎、二次分揀除雜、二級破碎、成品骨料篩分及消毒、環(huán)保除塵、再生制品生產(chǎn)等環(huán)節(jié)。一般的建筑垃圾經(jīng)過分選除雜、一級破碎2道工序后粒徑基本可達(dá)到0～15cm，滿足路床以下部分填料的粒徑要求；再經(jīng)二次分揀除雜、二級破碎2道工序后粒徑可達(dá)到＜10cm，滿足路床部分填料的粒徑要求。

4 建筑垃圾作為路基填料的質(zhì)量控制要點(diǎn)

在現(xiàn)行《城市道路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 194—2013）發(fā)布前，建筑垃圾基本未作為路基填料使用過，因此現(xiàn)行規(guī)范雖已明確可以使用，但實(shí)際使用的并不多。由于使用不多、使用時(shí)間不長，目前還沒有形成統(tǒng)一的技術(shù)指標(biāo)和施工要求，也沒有專門的規(guī)范作為指導(dǎo)。因建筑垃圾在材料組成、壓實(shí)性能等方面與天然的填料有明顯的差異，為保證路基質(zhì)量，建筑垃圾作為路基填料使用時(shí)應(yīng)在雜物含量、集料級配、最佳含水率以及使用層位方面做好控制。

4.1 控制雜物的含量

建筑垃圾中除了混凝土、磚塊、砂石，或多或少都存在鋼筋、塑料、木材、紙張、泡沫等雜物，這些雜物的存在會(huì)影響路基的強(qiáng)度。建筑垃圾承載比（CBR）隨雜物含量的增大逐漸減小，有研究表明，當(dāng)雜物含量增加到3.5%時(shí)，CBR值下降為8%；且雜物含量＞2%時(shí)，CBR值急劇下降，因此建筑垃圾再生材料填筑路基時(shí)雜物含量宜控制在2%以下。

4.2 控制集料的級配并充分拌和

合適的粒徑和良好的級配是路基密實(shí)度的保證，未經(jīng)破碎處理的建筑垃圾級配差、大顆粒所占比例大，不容易碾壓密實(shí)。鑒于工地自行破碎的建筑垃圾質(zhì)量難以保證，因此即使是用于路床以下部分的填料，也應(yīng)使用工廠化破碎處理后的再生骨料。建筑垃圾再生骨料在碾壓前應(yīng)進(jìn)行充分的拌和，以保證填料的均勻性和穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)粗細(xì)料離析現(xiàn)象。

4.3 控制最佳含水率

土的壓實(shí)效果與壓實(shí)時(shí)的含水量有關(guān)，在最佳含水率時(shí)壓實(shí)填料，可以獲得最經(jīng)濟(jì)的壓實(shí)效果并達(dá)到最大密實(shí)度。建筑垃圾的成分不同于天然集料，其中的磚塊具有非常高的孔隙率，吸水率很大，一般可達(dá)到30%左右。由于磚塊的存在，建筑垃圾的最佳含水率比天然集料高。廢舊混凝土、砂石、磚塊的性能不同，不同成分、不同含量的建筑垃圾的最佳含水率也不相同。在砂石含量不變時(shí)，混合料的最大干密度和最大壓實(shí)度隨著混凝土塊含量的增多而增大，最佳含水率則逐漸減小；隨著磚塊含量的增加，混合料的最大干密度和最大壓實(shí)度減小，最佳含水率則逐漸增加。在施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑垃圾各成分的含量比例試驗(yàn)確定其最佳含水率，必要時(shí)應(yīng)提高撒水量并提前悶料，以達(dá)到最佳的壓實(shí)效果。

4.4 控制使用層位

現(xiàn)行《城市道路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 194—2013）雖然明確增加了建筑渣土作為路基填料的規(guī)定，但是，在該版路基設(shè)計(jì)規(guī)范征求意見稿中，也曾在條文說明中提出了“為保障路基的長期使用性能，在路床（尤其是上路床）部位，應(yīng)避免使用建筑渣土”，但在正式發(fā)布時(shí)又取消了該說明。由此可以看出，如何使用建筑渣土還是存在過爭議的。因此，為保證路基質(zhì)量，在路基填筑時(shí)應(yīng)從下往上，首先考慮在下路堤中使用，其次是上路堤，在路床（尤其是上路床）部位，應(yīng)盡量避免使用建筑垃圾再生集料。

5 結(jié)語

相較于混凝土預(yù)制塊及水泥穩(wěn)定類材料的骨料用量，道路路基填料具有用量大、要求低的特點(diǎn)，具有更好的使用前景。建筑垃圾的性能滿足路基填料的要求，將建筑垃圾再生材料作為填料應(yīng)用于路基工程，不僅大大減少了對天然砂石的開采，而且將使建筑垃圾得到充分的資源化利用，減少對環(huán)境的污染，保護(hù)土地資源，降低工程造價(jià)。

由于缺乏專門的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，建筑垃圾再生利用時(shí)需要修筑試驗(yàn)路段，導(dǎo)致參與道路建設(shè)的各方積極性不高，這極大地制約了建筑垃圾在道路路基中再生利用的推廣。為此，各地應(yīng)在試驗(yàn)或修筑試驗(yàn)路段的基礎(chǔ)上，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，適時(shí)推出相關(guān)的地方標(biāo)準(zhǔn)，助力建筑垃圾在道路路基中的再生利用。