广州市道路工程研究中心 广东广州 510030
摘要：本文对建筑废弃物的定义及相关研究背景、意义进行了分析，对实验室内建筑废弃物再生集料的性能研究进行了简要介绍。室内试验研究表明，根据砖含量的不同，建筑废弃物再生集料的性能有所差别，可以应用到市政道路的不同部位，起到资源再利用的作用。最后，以广州大桥拓宽工程实践为例，简要说明了建筑废弃物在广州的应用。
关键词：建筑废弃物、再生利用、再生集料、市政道路工程
1 概述
1.1 建筑废弃物定义
建筑废弃物是指对各类建筑物和构筑物及其辅助设施进行建设、改造、装修、拆除、铺设等过程中产生的各类固体废弃物，主要包括建筑和道路等工程中的渣土、废旧混凝土、废旧无机稳定材料、废旧砌筑材料、碎砖瓦、废沥青、废旧管材、废旧木材等[1]。
1.2 研究背景及意义
近几年，我国每年产生的建筑垃圾总量约15.5亿吨至24亿吨 [2]。未来几年，我国加速推进城镇化，新建建筑快速增加，预计2020年左右，我国建筑垃圾产生量将达到峰值，垃圾围城的局面不容忽视。我国幅员辽阔，但人口众多，人均天然资源有限，加强二次资源综合利用、提高材料的再生循环利用率，最大限度地节约资源，减少对环境负面影响，具有良好的经济、社会效应。建筑废弃物的再生利用是建筑全寿命周期中的一个重要环节，是实现建筑领域资源节约和节能减排的关键环节。
在我国，伴随着一系列建筑废弃物再生骨料相关系列技术标准的出台，建筑废弃物再生利用逐步从理论研究走向实际工程应用。在房屋建筑工程中，鉴于结构强度和安全的考虑，建筑工程领域再生集料以及再生集料混凝土的实际应用仍然处于初级阶段，成功应用案例仍然较少。而在市政道路工程建设中，对强度要求不高，特别是路面基层和垫层等，不涉及到安全问题，更为重要的是道路工程中再生集料应用量巨大，建筑膜废弃物再生集料的应用潜力非常大。将建筑废弃物有效应用于市政道路工程，可能是解决建筑垃圾围城、资源再利用的最快速、最简易和最有效的途径。
2 国内外建筑废弃物应用现状
2.1 国外应用现状
（1）美国
将1亿吨混凝土废弃物加工成骨料投入工程建设，并通过这种使用途径实现了建筑垃圾再利用。据悉，再生骨料占美国建筑骨料使用总量的5%，68%的再生骨料被用于道路基础建设，美国现在已有超过20个州在公路建设中采用再生混凝土。
（2）德国
1955年至今，德国的建筑废弃物再生工厂仅柏林就有20多个，已加工了约1150万m3再生骨料，这些再生骨料用来建造了约17.5万套住房。与此同时，德国通过征收建筑垃圾处理费来减少建筑垃圾产生，对未处理的建筑废弃物按500欧元/吨的标准征收处理费。目前，世界上生产规模最大的建筑废弃物处理厂就在德国，每小时可生产1200吨建筑废弃物再生材料。德国约有200家建筑废弃物消纳企业，年营业额达20亿欧元。
（3）日本
在日本立法中资源再利用企业、政府都将建筑废弃物视为“建筑副产品”，各方责任明确，以“谁生产，谁负责”为原则实现97%以上的高效利用。2007年的调查显示，日本建筑工地产生的废弃物总量有6380万吨，其中最终作为垃圾处理的仅有402万吨，再资源化的比例达92.2%。日本的垃圾分类要求十分严格，所以日本设计出产的建筑垃圾分拣机械效率很高，破碎、分离、筛选，甚至辐射监测都可一条龙完成，对于混凝土之类的建筑垃圾，或分离为骨料重新利用，或破碎后用于道路工程、回填土和碎石料等铺设。
2.2 国内应用现状
我国在20世纪90年代初期就已开展进行建筑废弃物处理和利用的相关研究，在再生骨料的生产与应用方面取得了一定的成果。但由于诸多客观原因的限制，我国的建筑垃圾处理利用水平长年维持在较低的水平。据调查，我国建筑废弃物的数量占城市垃圾总量的30%-40%[3]，绝大部分建筑废弃物未经任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，采用露天堆放或填埋的方式进行处理，耗用大量的土地。
3. 建筑废弃物再生集料生产工艺及适用范围[4]
3.1 生产工艺
建筑废弃物按照组成成分可以分为：渣土、混凝土块、无机稳定材料、砖、石、木材、金属以及旧包装等，当中的废混凝土块、废旧无机稳定材料、石、废砖、废砂浆经裂解、破碎、清洗和筛分等加工处理可以得到再生集料，符合规定要求的再生集料可用于公路和城镇道路路基、路面基层和垫层中。
一般的再生利用工艺流程为：收料（分类堆放）—分拣杂物—机械解小—上料—破碎—筛分（磁选、风选、水选）—各档骨料（一级产品）。其中，核心设备为“破碎—筛分生产线”，主要包括：反击式破碎机、筛分设备、磁吸分拣设备、风选除杂设备及其他配套机械。
3.2 适用范围
建筑废弃物再生集料可按照砖集料含量分为混凝土再生集料、砖混再生集料和砖再生集料3大类。通过大量室内试验对各类再生集料进行性能测试，如压碎值、吸水率等，试验数据表明：根据砖含量的不同，各类再生集料的技术指标差异性较大。可以总结出如下适用范围：再生砖集料含量＜20%情况下，砖混凝土再生集料可用于公路的底基层、垫层和路基回填，亦可用于二级及以下公路的基层、底基层、垫层和路基填筑；再生砖集料含量在20-40%情况下，砖混凝土再生集料可用于垫层和路基回填，或二级及以下公路的底基层、垫层和路基填筑；再生砖集料含量＞40%时，原则上适用于路基填筑以及部分低等级道路的垫层。
注：“●”表示适用于该工程部位；“○”表示可用于该工程部位，但必须经过试验验证；“×”表示不得用于该工程部位。
4 广州市政道路工程应用实例
根据市城管部门近几年对广州市建筑废弃物的排放统计，我市建筑废弃物平均年产生量约为4000万吨左右，其中，建筑余泥占了总量的60%，拆除旧建筑物所产生的废混凝土块、废砖瓦、废砂浆，约占了排放总量的25%，年产生量约1000万吨，建筑废弃物总利用量不到100万吨。为推动建筑废弃物再生集料在市政路桥项目中的应用，切实提高建筑废弃物综合利用水平，在相关部门的共同努力下，将广州大桥扩宽工程作为建筑废弃物再生集料在市政工程中应用的示范工程。
4.1 工程概况
广州大桥扩宽工程，位于广州市广州大道中部，该线路南北贯穿广州市城区，是广州市城市主干道。项目南起双塔路，北止于珠江新城隧道，全长1727米。主要工作内容包括：广州大桥扩宽工程、二沙岛立交改造、临江大道北立交改造、广州大桥维修加固及广州大道局部路段改造等。
4.2 工程应用情况
建筑废弃物再生集料共应用于以下五个方面：用于路基回填工程、用于CFG桩、用于人行道铺装、用于管腔回填及绿化岛垫层等。
（1）路基回填工程
回填部位包括：新桥南北桥台的台后回填以及南北路基段的填土。其中，台后回填工程量为686.2m3，设计采用中粗砂作为回填材料；路基填土工程量19000m3，设计采用具有良好级配的粗粒土作为填料。
依据现有研究成果，建筑废弃物再生集料的特性类似于砂性土，其强度和水稳定性能够很好的满足各级公路和城市道路路基填料的技术指标要求，是一种性能良好的路基填料，在施工过程中控制最大粒径不大于3mm，细度模数控制2.3-3.7。
（2）CFG桩
广州大桥扩宽工程中，新桥南岸设计采用CFG桩作进行软基处理，所用材料为C15水泥混凝土，工程量为1768m3。
依据《再生骨料应用技术规程》，再生水泥混凝土的强度可达C40，因此将建筑废弃物再生粗集料用于CFG桩中，替代原生集料实现资源的充分回收利用。
（3）人行道铺装
采用彩色人行道砖，厚度5cm，抗压强度不小于Cc40，抗折强度不小于Cf4.0，防滑等级为R5，相应防滑性能指标BPN≥65。
再生砖是以建筑废弃物中的废弃砖瓦为主要原料，经粉碎、筛选、配料、搅拌、压制、养护而成的砖。参照《建筑垃圾处理技术规范》中相关要求执行，完全能满足原设计的要求，共使用再生砖2003m2。
（4）管腔回填
广州大桥扩宽工程中需对现有地下管道进行改移处理，涉及管腔回填工程量约为300 m3，原设计采用石屑作为回填材料。
再生集料本身是良好的回填材料，将再生集料用于管腔回填工程时可完全满足原设计要求，仅严格控制其最大粒径即可。
（5）绿化岛垫层
原设计方案中，绿化岛垫层材料与路基垫层材料一致，建筑废弃物再生集料其强度和水稳定性很好的满足了相关技术指标要求。
5 存在问题
目前，国内尚未有建筑废弃物再生集料在路基路面工程中应用的技术规范，也未有相关验收规范，这给广州地区建筑废弃物再生集料的大规模推广应用带来了阻碍。在大量工程实践及室内实验研究的基础上，尽快提出建筑废弃物再生集料道路应用技术规范，对于规范设计、施工、验收具有重要意义。
此外，经过工程实践，探索并逐步建立、建全建筑废弃物循环利用的运行机制、管理模式和扶持政策，加强对行业的有效引导和规范，调动市场主体大手笔投资开展资源化利用，实现行业的可持续发展。
参考文献
[1]CJJ134-2009,《建筑垃圾处理技术规范》[S].北京：中华人民共和国住房和城乡建设部，2009.
[2]《中国建筑垃圾资源产业化(2014年度)发展报告》[R].北京：中国建筑垃圾资源化产业技术创新战略联盟,2014.
[3]许海峰.关于建筑垃圾在市政工程中应用的探讨[J].民营科技,2008年第6期140
[4]广州大学．广州市路用再生集料技术指引研究报告[R].广州：广州市道路工程研究中心，2015.
作者简介：白璐（1984-）、女、汉族，河北、广州市道路工程研究中心、工程师、硕士研究生、市政道路交通规划建设研究、建筑工程管理等
论文作者:白璐
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/10
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