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摘要：合理利用城市建筑垃圾资源,是未来城市建设的发展方向,但建筑垃圾作为城市道路的建筑材料目前还没有形成完整理论体系和行业规范。本文结合西宁市某城市道路建设工程,从建筑垃圾的分类、性能分析、利用方案、技术指标等方面,对城市道路建设中产生的建筑废弃物如何再生利用提出了相应的研究思路。
关键词：建筑垃圾；道路工程；再生利用；混凝土
前言
据资料显示，建筑垃圾已占到城市垃圾总量的30%~40%，由于不易压缩，只能露天堆放或者掩埋，需要占用大量的土地，其中的有害成分污染还可能造成环境污染，影响环境与市容市貌。同时，我国又是一个资源贫乏的国家，人均资源占有率远低于世界水平，而建筑行业却是资源和能源消耗的大户，需要大量的石灰石、砂石及粘土等物质，相互之间矛盾日益突出。因此加强建筑垃圾的回收再利用势在必行，不仅符合建设“资源节约型、环境友好型”社会发展理念，还有利于我国经济的持续、健康、快速发展。
建筑垃圾回收处理后可用作回填材料、生产轻质砌块、再生骨料、再生混凝土及再生路面等。本文结合建筑垃圾的组成及道路用材料的要求，介绍建筑垃圾在道路工程中的应用方式，其研究成果对建筑垃圾的回收利用将起到一定的推动和借鉴价值。
1建筑垃圾的组成及现状
1.1建筑垃圾的概述
建筑垃圾是指建设单位在建设、维修、拆除建筑物等过程中产生的固体废弃物，主要来源于道路开挖、土地开挖、建筑工地施工、旧建筑拆除和建材生产等5个方面。建筑垃圾中混凝土所占比例最高，其值为41%，而陶瓷、木材、金属、玻璃及瓦片所占比例紧随其后，从组成结构来看，为建筑垃圾在道路工程中的应用创造了得天独厚的条件。
1.2利用现状
随着环保理念的不断转变，无论是政府部门、企业机构、还是个人均已经认识到建筑垃圾回收利用的重要性，但总体上来说，我国建筑垃圾回收利用率比较低，不足5%。
2建筑垃圾的再生利用方式
道路作为城市基础设施的重要组成部分，为城市的发展、人们的出行、物资的周转等创造了条件。无论是水泥混凝土路面还是沥青混凝土里面，均是由土基、路基及路面部分构成的，其中路基和路面部分通常采用粗细集料、填料及混凝土铺筑，这为建筑垃圾在其中的推广应用创造条件。
2.1路基填料
对于城市道路来说，由于施工、交通、环境等的特殊性，路基的填筑标准更高。填筑路基的材料应优先选用级配良好的砾类土、砂类土等粗粒土，条件不具备时，可采用石灰、水泥、粉煤灰等无机结合料处治填料。目前这些材料一般是通过开山凿石、掘地取土获得，结果导致大面积的山体、土地被开挖，诱发自然灾害，破坏生态环境。而建筑垃圾的主要成分为混凝土、渣土等，经过多年的使用性质比较稳定，如能恰当回收及处理完全可以作为道路路基的回填料，这样不仅节约资源还可以保护环境。
2.2基层材料
基层是路面结构的承重层，一般采用半刚性材料、刚性材料和柔性材料。而我国路面大多采用半刚性材料，不仅可以节约投资，还可以充分利用当地的材料。半刚性基层主要有水泥稳定碎（砾）石、石灰稳定碎（砾）石、二灰稳定碎（砾）石、石灰土及二灰土等，组成材料有碎砾石、结合料及土类等。这些材料也是构成废旧混凝土的主要原料，因此建筑垃圾可以用于道路基层中，但须经过一定的筛分、破碎及挑选等工艺。
（1）就地再生
对于旧水泥混凝土路面及沥青路面，可以采用专门的设备现场就地再生，不必将铣刨后的材料来回运输，再生后用于道路的基层或者底基层，但沥青路面再生厚度有限，一般不超过6cm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆沥青路面再生工艺可以分为就地热再生和就地冷再生，均需要一定铣刨、破碎、添加新材料、混拌、摊铺、碾压、养生等工序。旧水泥混凝土路面可以采用专业的破碎设备，现场原位破碎压稳后用于新路面结构中，该技术对设备的要求高，设备投资费用昂贵，且容易产生反射裂缝等问题。
（2）集料场再生
集料场再生是指将路面铣刨及破碎后的材料或者其他混凝土结构运输到专门的集料场，再次进行筛分及集中破碎，根据破碎后材料中结合料含量、颗粒级配情况，添加必要的结合料、再生剂和集料，拌合均匀后将混合料运输到现场，采用一定的设备及施工工艺进行摊铺，用于新路面结构的基层或者底基层中。相对于就地再生技术，集料场再生得到的混合料性能比较理想，对设备的依赖程度比较低。就水泥路面再生而言，采用再生集料配制的基层混合料相对于原生集料可降低成本20%左右。
2.3路面应用
建筑垃圾在路面中的应用主要是指混凝土经破碎筛分后，与结合料、再生剂、集料等按适当比例重新拌合，形成具有一定路用性能的再生混凝土。对于旧沥青路面再生，再生集料主要是用于替代部分新集料，全部采用混合料性能不满足相应规范的要求；而对于水泥混凝土而言，再生集料既可以用于替代部分新集料也可以全部替代，只要级配合适；同时还可以用作水泥生产的原料，采用再生水泥拌制混凝土，铺设水泥路面。
3性能对比
再生集料的特性如何，我们并不清楚，因此有必要对再生集料的性质进行验证，从而可以判断出选择的再生集料是否可以用于道路工程中。以下仅以西安某旧水泥混凝土路面再生集料为例，说明与天然集料特性的区别。再生集料的吸水率远大于天然集料，这是因为再生集料表面附着有部分水泥砂浆，孔隙率比较高，导致吸水量急剧增大；天然集料的表观密度大于再生集料，有研究指出，集料密度与再生混凝土的密度、弹性模量密切相关，采用再生集料配制的混凝土强度低于天然集料配制的混凝土，这表明采用再生集料配制混凝土时要适当控制掺加的比例，以免造成强度的衰减。再生集料的含泥量、针片状颗粒含量高于天然集料，而压碎值低于天然集料，含泥量越高、针片状颗粒含量和压碎值越大，说明构件的强度比较差，因此在实体工程中采用时一定要通过试验事先确定合适的掺加比例，保证强度满足相应规范的要求。
4未来发展趋势
建筑垃圾资源化利用市场前景广阔，行业迎来了重要的发展机遇。住房和城乡建设部2018年在北上广深等35个城市开展了全国建筑垃圾治理试点工作，随着各地环保力度加大，行业发展很快。主要表现为：一是新的政府管理政策不断出台。国家层面的如：国务院办公厅关于印发《“无废城市”建设试点工作方案》的通知（国发办〔2018〕128号），国家各大部委联合下发的《绿色产业指导目录（2019版）》（发改环资〔2019〕293号）等政策对产业发展将产生巨大的推动作用。二是企业发展速度很快。据统计仅全国35个试点城市中，建成的建筑垃圾处置项目的已有222家，累计年处置建筑垃圾量达1.87亿吨；在建项目有62个，预计产能将达5600万吨每年。三是行业相关技术不断出新。以“十三五”国家重点研发计划建筑垃圾类项目为代表的多项研究表明建筑垃圾资源化技术已成为热点，在现有成熟技术基础上必然有众多新技术产生，并与传统建材的提质转型相结合，形成固体废弃物建材新方向。四是行业标准体系越来越健全，将为建筑垃圾资源化提供全面的标准化支撑。
结论
本文结合建筑垃圾的应用现状，对建筑垃圾在道路工程中的再生利用方式进行了介绍，并对比分析了再生集料与天然集料的特性，主要结论如下：
（1）我国建筑垃圾的再生利用率比较低，远低于欧美等经济发达国家；
（2）建筑垃圾通过适当的处理后，可以用作道路工程的路基、路面结构材料，但应根据路面的特点选择合理的再生利用方式；
（3）再生集料的性能低于天然集料，不能满足要求时，必须采取合适的方式进行处理。
参考文献
[1]魏巍.建筑废弃物在沥青稳定碎石基层中的应用研究[D]. 武汉:武汉理工大学,2017.05.
[2]张志红.建筑废弃物再生利用的调查与研究[D]. 青岛:山东科技大学,2016.05.
[3]王莉莉.建筑废料再生混凝土的试验研究[D]. 西安:西安工业大学,2018.
论文作者:郭刚伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/10/9
标签：建筑论文; 垃圾论文; 混凝土论文; 路面论文; 材料论文; 道路论文; 基层论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;