建筑渣土作为道路填筑材料的改性试验研究

朱光明 王国贞

摘要：在市政道路路基工程中，积极有效地使用建筑渣土可实现资源的循环利用，对于改善城市生态环境，解决土方、建筑材料远距离运输的费用困难具有明显的经济效益与社会效益。本文即针对此问题，从基本力学性能试验具体探讨了建筑渣土应用于路基工程的可行性，并简要地从施工工艺分析及相关注意事项对该问题作了进一步的探讨与说明。

关键词：建筑渣土；市政道路；路基工程

1 前言

建筑渣土主要指旧建筑物维修、拆除或新设施建设过程中产生的包含混凝土碎块、散落砂浆渣土以及碎砖块等在内的固体废弃物。据统计资料显示，2008年我国建筑施工面积即高达18亿m2，每万m2的全现浇结构或砖混结构建筑施工就会产生约500～600t的建筑废渣，且建筑渣土量正以年均10%的速度递增，由此产生的固体废弃物在城市垃圾总量中约占30%至40%间的比重，是废物管理中的难题。而在城市现代化进程的飞速推进中，市政道路建设也随之得到了较大发展，其日益增长的土石方工程量所需的大量道路填筑材料正可以满足建筑渣土的清运、埋填处理要求，也能较好地解决工程取土、建材运输等多方面困难。因此，继续加强对稳定建筑渣土早期强度与长期稳定性的研究，在增强城市环保效应外，对于扩展基层材料在路基工程中的应用范围，提升路面施工整体质量，增强社会经济效益也有着重要意义。

2 建筑渣土作为路基填料的基本力学性能试验

市政道路路基多为低填，将建筑渣土应用于市政道路路基工程，首先应确保其适用于相应规范标准。尤其是路基填料包括强度高、水稳定性好、施工压实便利以及压缩性好等特征，以运距短的土、石材料为宜。换言之，就是要考察建筑渣土是否可同时兼顾料源、经济性特征以及填料性质合适度等要素。

2.1 建筑渣土的颗粒组成特征

建筑渣土的主要成分包括碎混凝土块、石灰、碎砖块等，但其粒径相差悬殊，混凝土砌块会影响搬运及运输难度，粒径小者又可能产生风季扬尘。鉴于建筑渣土颗粒粗大、成分复杂，因此在筛分实验前应先进行多遍振动碾压，再人工捡除、现场取样并进行颗分试验。从级配曲线图结论来看，建筑渣土颗粒分布不均匀、粒径级差较大。总体而言，其粒径多集中于10mm以上部分，且颗粒级配不佳。据《公路土工试验规程》中土关于粒径分布特征的分类，可将其确定为粗粒土中的砾类土。

2.2 建筑渣土的物理指标

按92：8的拌合比例将建筑渣土与粉煤灰拌合所形成的渣土物理指标，其检测结果可从以下几点加以分析：（1）含水量（W）。建筑渣土通常亲水性较好、孔隙比很大，如砖渣类在以固体形式侵入土壤时，其持水孔隙度可达29.87%～22.33%。因而在建筑渣土中拌合少量粉煤灰，可使粉煤灰有效地从从建筑渣土中吸取部分水分以降低其含水量，但就实验结论来看，拌合后的建筑渣土在整体上仍可达到约150%～250%的含水量；但在晾晒后这些水分可较快的蒸发散失，较快地达到或接近最优含水量。（2）比重（Gs）即相对密度。利用比重瓶法可测定建筑渣土的相对密度为2.36。（3） 易溶盐含量100%。（4）塑液限。由于建筑渣土骨架是由具备较强亲水性的CaCO3为主要构成物质，且因建筑渣土比重较低。因而建筑渣土的塑限、液限相对较高，塑性指数为18.2，塑限、液限分别为62.4%、80.6%。但在选取建筑渣土经碾压后破碎产生的细颗粒检测可发现，如碎砖细粒的液塑限试验结论为，液限29%、塑限25%、塑性指数4。其液限及塑性指数均分别远低于路基工程对填料的标准要求即50%、26。

2.3 建筑渣土的力学指标

（1）直接剪切试验。选取制备含水量为30%～70%间的多个试验土样，分别进行未浸水与浸水的快剪强度试验。结论证实，当土中部分结合水转化为自由水，或渣土内的易溶盐遇水溶解、破坏原有骨架时，浸水后的浸水渣土的内摩擦角、粘结力均有较大幅度的降低，但其强度仍不低于普通工程强度指标。（2）压缩试验。通过对含水量55%、干容重8.8kN/m3的建筑渣土击实土样的压缩试验，可检测出建筑渣土属于低压缩性的土。（3）无侧限抗压强度测试也表明建筑渣土龄期效应不明显。

综合以上建筑渣土路用性能的试验研究结论，可证实该类材料水稳定性好、最优含水量小、CBR强度高，基本可满足市政道路路基填料各项指标的要求。

3 建筑渣土在市政道路路基工程中的具体应用

在市政工程建设中可首先以试验段测试建筑渣土的路用性能，底基层厚度规范标准为20cm，但在試验段可适当提升至30cm，并分两层施工、层厚15cm。

3.1 建筑渣土在路基工程中的施工工艺分析

（1）准备下承层。在准备下承层应首先测定其弯沉值，仔细填补、压实下承层中存在的低洼或坑洞，松散处要及时疏松洒水并重新碾压，确保建筑渣土下承层表面的平整坚实，无松散材料与软弱地块。（2）施工放样。底基层施工前应按设计标准确定或恢复中线，以20m为限，在两侧路肩边缘处设指示桩；并根据水平测量结果，在路肩两侧指示桩上以较为明显的标记标出设计标高。（3）备料。建筑渣土的应用应依据底基层厚度与压实度标准，将实验材料配合比计算得出的建材单位面积重量、用量换算为单位面积体积用量备料所需的建筑渣土，备料完成后应按试验段长度将建筑渣土均匀卸载于试验段沿线两侧，摊铺前应先测出混合料含水量，并按天然含水量与最佳含水量的差别进行均匀的洒水闷料，避免出现局部水分过多的现象。（4）拌和。在将水泥以实际配合比拌合并均匀摊铺到混合料上时，要注意使拌和深度达到稳定层底，并安排专门的操作员配合拌和机操作员检查、调整拌和深度。（5）整型、碾压。在使用平地机初步整平、整型的过程中，施工单位要严禁车辆通行，以人工辅助消除其中混合料不均匀之处。在使用重型轮胎压路机、振动压路机振动重复碾压的过程中，要注意保持建筑渣土表面潮湿，可在渣土表面蒸发较快时补洒少量水分。

3.2 建筑渣土在路基填筑施工中应注意的问题

（1）建筑渣土用于优质路基填料施工时应采用以下技术措施：进行拣除或破碎，消除渣土中存在的超标颗粒，保证建筑渣土的水稳性、强度等以满足市政道路路基填料标准；适当添加细粒成分并将其控制于细料含量1倍左右，以有效提升建筑渣土干密度与路用性能；在建筑渣土强度改良上可适当添加石灰或水泥；季冻区、多雨区市政道路建设应考虑采用或设计防冻层、防水层。（2）以建筑渣土作为路基填筑材料，可适当增加施工含水量，并采取与碎石土路基填筑相同的施工工艺。（3）在建筑渣土压实度检测中，施工单位应考虑采用灌砂法，联系实际应用的细料、粗料质量比计算试坑的干密度和压实度。（4）鉴于建筑渣土离散性特征明显，在不同施工现场将其作为道路填料加以应用时，要注意进行相关试验。

4 结语

整体而言，当前建筑渣土的循环应用仍主要局限于楼房地基的使用，市政道路路基工程中尚无较多的应用。笔者认为，在简单的技术处理后，建筑渣土所具有的水稳性强、强度高等特征均证明其是性能优良的道路路基填料。且建筑渣土路基填料的应用不仅可以有效缓解城市气、水等污染，维护园林化城市景观的完整美观，对于建筑渣土良好的回收应用同样也是一个重要的途径。

参考文献：

[1]沈克金.某水库面板堆石坝坝体填筑碾压试验[J].西部探矿工程，2012（04）：46.

[2]应周杰，林春娥.市政道路规划设计与建设改进分析探讨[J].价值工程，2010（06）：163.

[3]伍倩仪.基于全寿命周期成本理论的绿色建筑经济效益分析[D].北京交通大学，2011（05）：56.