摘要：本文选取蚌埠市拆迁垃圾经再生设备加工后形成再生填料，对建筑垃圾再生填料的颗粒组成、级配特征、最佳含水率、CBR、杂物含量等性能路用性能指标进行试验研究，结果表明，建筑垃圾再生加工后作为路基填料有强度高、稳定性好的特征，是理想的路基填料。
关键词：建筑垃圾；路基填料；承载比；压实度；杂物含量
Abstracts：In this paper, the construction waste in Bengbu was processed to the regenerated filler. The particle composition, grading characteristics, the optimum water rate ,CBR and impurities content performance were tested. The results showed that the regenerated construction waste was used as a road base filler with high strength and good stability. It is an ideal Roadbed Filler.
Key Words：construction waste;Roadbed Filler;CBR;Content of sundries
近年来，随着我国经济发展和城市化进程加快，城市基础设施建设、维修、拆除中产生的混凝土块、废砖及渣土等（以下统称“建筑垃圾”）总量与日俱增。然而公路等基础设施建设对砂石材料的需求量不断增长，对地材需求的依赖也日益加深，但长期开采造成了资源枯竭，使得公路交通行业可持续发展与碎石、砂砾等地材短缺的矛盾日益突出[1-3]。因此，在土地及自然资源严重短缺的情况下，如何对建筑垃圾进行科学处理和综合利用，实现建筑垃圾减量化、资源化和无害化，已成为工程建设中急需解决的重大问题。
建筑垃圾其成分主要由碎混凝土、碎砖瓦、碎砂石土等无机物构成，化学成分是硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物及硫酸盐等，具有较好的硬度、强度、耐磨性、韧性、抗冻性、水稳定性、化学稳定性，且遇水不收缩，冻胀危害小，是公路工程难得的水稳定性好的建筑材料[4-5]。
1 建筑垃圾再生填料物理性质
本次试验使用的建筑垃圾为蚌埠市拆迁垃圾，料源以砖混结构建筑物为为主的拆迁垃圾，粒径大小不一，利用再生破碎筛分设备加工后形成建筑垃圾再生填料对建筑垃圾再生填料进行筛分，从级配筛分结果可以看出，再生填料粒径在53mm以下，级配较均匀，4.75mm
以上含量在15%以上，0.075mm以下在1%左右。
对再生填料筛分，并取细集料进行液塑限试验，液限25.75%，塑限19.95%，塑性指数5.8，满足路基设计规范中液限≤50%，塑性指数≤26的要求。按土工试验规程中土的分类，建筑垃圾细集料属于含细粒土砂，属于良好的路基填料。
为了解再生填料中有机质与易溶盐含量，根据公路土工试验规程的方法，试验检测结果为有机质含量0.94%，易溶盐含量0.08%；其结果完全满足公路路基设计规范中有机质含量不大于3%，易溶盐含量不大于0.3%的要求。
2 再生填料力学性能试验
建筑垃圾填料中粒径大于4.75mm的颗粒成分称为粗粒料，小于4.75mm的颗粒称为细粒料。从建筑垃圾再生纯细粒料最不利状况下分析力学强度特性，击实试验采用重型Ⅱ-2法进行试验，建筑垃圾再生纯细粒料最佳含水率为10.6%，最大干密度为1.622g/cm3。
路基填料CBR值是表征路基填料强度的重要指标，也是选择路基填料的标准和依据[6]。从建筑垃圾再生纯细粒料及纯砖料两种最不利状况下分析其力学强度特性。从试验结果可以看出，击实成型后，两种不利状况下CBR值达到高等级公路路基填筑的要求（不小于8%），且膨胀量较小，不会产生明显膨胀变形。
图1 不同粗粒料含量与最大干密度关系曲线
经再生设备加工后的建筑垃圾再生填料级配均匀，在最佳含水率下进行压实，粗骨料相互嵌挤，形成骨架结构，细集料填充骨架结构中空隙，形成骨架密实结构，用作路床填料时，通过一定的碾压工艺达到一定的压实度，可形成较高的强度和稳定性的路基结构。
3 不同粗粒料含量再生材料性能研究
为了确定建筑垃圾再生材料填筑路基最优的粗粒料与细粒料的比例，试验将建筑垃圾筛分后，按照不同粗粒料含量100%，80%，60%，40%，20%分为5组试样。根据JTG E40-2007《公路土工试验规程》JTG E40-2007中T0133-1993的方法测得5组试样的最大干密度，结果如图1所示。
根据试验结果，建筑垃圾再生材料填筑路基时粗粒料含量宜控制在30%~85%之间。
4 不同杂物含量对建筑垃圾再生填料性能的影响
建筑垃圾再生材料因原材料和加工工艺的原因，不可避免会存在木屑、塑料等轻质杂物，为研究不同杂物含量对建筑垃圾再生材料的性能影响，分别按杂物含量0%，2%，3.5%，5%，10%掺配五种试样，测定五种试样承载比（CBR），验证杂物含量对建筑垃圾再生填料CBR值的影响。试验结果如图2所示。
图2 不同杂物含量与CBR关系曲线
从上图试验结果可知，建筑垃圾试样承载比（CBR）随杂物含量增大逐渐减小，，当杂物含量为增加到3.5%时，CBR值下降为8%；且杂物含量大于2%时，CBR值急剧下降，因此建筑垃圾再生材料填筑路基时杂物含量宜控制在2%以内。
5 结论
（1）建筑垃圾再生填料公称最大粒径为53mm，级配均匀，粒径在4.75mm以上的含量接近85%，级配偏粗，碾压时易形成高强度；建筑垃圾细集料属于粗粒土中砾类土，属于良好的路基填料。
（2建筑垃圾中砖块吸水率较大大，石料吸水率较小。主要是因为建筑垃圾再生填料中砖块，孔隙率大，其比表面积较大，因此导致建筑垃圾整体吸水率较大。工程应用中应建立了不同砖石比与含水率、密度间的数值关系，以利于施工过程中碾压含水率精细化、精准化控制。
（3）建筑垃圾再生纯细粒料及纯砖料两种最不利状况下，击实成型后，两种状况下CBR值达到高等级公路路基填筑的要求，且膨胀量较小，不会产生明显膨胀变形。
（4）根据建筑垃圾再生材料不同粗粒料含量对最大干密度影响试验，建议建筑垃圾再生材料填筑路基时粗粒料含量宜控制在30%~85%之间，有利于形成较高强度和稳定性的路基结构。
参考文献
[1]李刚.城市建筑垃圾资源化研究[D].长安大学,2009.
[2]牛佳.建筑垃圾资源化机制研究[D].西安建筑科技大学,2008.
[3]陶有生.建筑垃圾及其利用的探讨[J]. 新型建筑材料,2006,08:68-69.
[4]李家豪. 建筑垃圾再生集料路用性能研究[D].广州大学,2016.
[5]李少康.建筑垃圾在公路路基中的应用研究[D].长安大学,2014.
[6]王静.膨胀土填料CBR指标的快速确定方法研究[D].长沙理工大学,2012.
论文作者:牛京涛,任园
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/29
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