建筑垃圾在道路工程中应用的经济性研究

徐兴保 王 斌

(招金矿业股份有限公司，山东烟台 265400)

近几年，随着城市化的迅速发展，道路的建设也加快了步伐，消耗了大量的建筑原材料;同时由于旧城改造、市政搬迁、道路扩建翻修和建筑施工等产生了大量建筑垃圾。根据青岛市建筑垃圾的来源和数量的统计数据分析可以发现［1］，青岛市每年建筑垃圾产量达160万t～200万t，而且以每年5% ～10%的速度增长，对环境造成了严重的污染。如果将建筑垃圾回收并利用到道路工程中，不但可以减少环境污染，还可降低工程造价，具有较好的环境效益和经济效益。研究表明，建筑垃圾中各组分的物理特性和强度特性［2］以及再生制品的力学性能［3］均满足道路工程的需要，但目前对建筑垃圾的经济性研究较少，制约了建筑垃圾在道路工程中的应用。

1 建筑垃圾应用于道路工程中的经济效益

建筑垃圾的组成成分主要有废弃混凝土、砖瓦、渣土和砂浆等，占到全部建筑垃圾产量的90%以上，根据对青岛市建筑拆除垃圾和施工垃圾的调查［2］，各组分的平均含量为:废弃混凝土32%、砖瓦33.6%、渣土和砂浆23%。下面分析建筑垃圾各主要成分在道路工程应用中的经济性。

1.1 废弃混凝土

大量研究表明，再生骨料基本性能及再生混凝土基本力学性能满足普通混凝土的性能要求［4，5］，应用于道路工程是可行的;参考再生混凝土寿命周期过程的环境数据［5］，分析再生骨料与天然骨料在能源、资源和环境三方面的差额，主要参数见表1。

表1 天然骨料与再生骨料的原燃料、能量消耗和空气污染物排放量［6］

以青岛市能源价格为参考，柴油6.4元/L，煤1 500元/t;参照我国《排污费征收标准和方法》，对每吨废弃混凝土收取25元排污费;对污染物的收费标准参考空气污染物环境价值标准［7］。由表1分析可得，天然骨料与再生骨料在能源、资源和环境三方面差额为:

1)能源消耗差额:(6.45 －6.39) ×1.5+(4.54 －2.44) ×6.44=13.53 元。

2)资源消耗差额:利用1 t再生骨料将减少1 t天然骨料的开采，这部分的生态效益目前还没有确切的计算方法。

3)环境成本差额:分析表1我们可得用1 t再生骨料代替1 t天然骨料可减少CO224.32%，SO227.2%，NOx45%，由生命周期环境成本法［8］和公式可得治理这部分有害气体需花费:1.412 ×(7.18 ×0.023+0.05 ×8.00+0.009 ×6.00)=0.87元。其中，k为时间调整系数，k=1时为基准年(根据每年的贴现率，确定k的值);ELi为某种环境负荷量;UECi为该种环境负荷的单位成本;i为环境胁迫种类。此外，用1 t再生骨料代替1 t天然骨料可节省25元的建筑垃圾处理费。通过上述分析可得，用1 t再生骨料代替1 t天然骨料至少可获得的经济效益为:13.53+0.87+25=39.4元，如果青岛市建筑垃圾中的废弃混凝土都得到有效利用，每年至少可获得经济效益:160×0.32÷1.538 ×39.4=1 311.63 万元。

1.2 废砖

废砖经破碎筛分可作为再生细集料应用于道路工程中。曾路春［2］研究了在粗集料选择废弃混凝土、细集料选择废弃砖的情况下，经过合适的配比，完全可以配制出满足强度和工作性能要求的混凝土。根据细粒式破碎机的产量0.6 m3/h与电机功率5.5 kW，分析再生细集料与天然细集料在能源、资源和环境三方面的差额，主要参数见表2。

表2 天然细集料与再生细集料的原燃料、能量消耗和空气污染物排放量［6］

分析表2可得，1 t再生细集料代替1 t天然细集料在各方面的差额为:

1)能源消耗差额:(6.11－4.54) －1.69×1.5=7.513 元;

2)环境成本差额:1.412 ×(1.53 ×0.023+0.017 ×8.00 －0.001 2 ×6.00)=0.23 元;

3)废弃物处理费差额:25元。

通过上述分析可得用1 t再生细集料代替1 t天然细集料至少可获得经济效益为:7.513+0.23+25=32.74元。如果青岛市建筑垃圾中的废砖都得到有效利用，每年至少可获得经济效益:160×0.336×32.74=1 760.1 万元。

1.3 渣土

我国对渣土作为道路基础材料的研究比较多。温文峰［9］研究了渣土在道路工程中的应用，研究表明，渣土再生料替代天然粘土制作出的石灰稳定土满足公路工程底基层材料的要求。下面分析渣土与粘土在能源、资源和环境三方面的差额，主要参数见表3。

表3 粘土的原燃料、能量消耗和空气污染物排放量［6］

分析表3，我们可得1 t渣土代替1 t粘土可节省能源5.9×1.5=8.85 元;节省环境治理成本1.412 ×(13.06 ×0.023+0.071 ×8.00+0.016 ×6.00)=1.36 元;节省废弃物处理费 25 元。即用1 t渣土代替1 t粘土至少可获得经济效益:8.85+1.36+25=35.21元。如果青岛市建筑垃圾中的渣土都得到有效利用，每年至少可获得经济效益:160×0.23 ×35.21=1 295.728 万元。

综上所述，建筑垃圾各组分若得到有效利用，至少获得经济效益:1 311.63+1 760.1+1 295.728=4 367.458 万元。因此，建筑垃圾应用于道路工程中在经济上是可行的。而且，除了节约能源、资源和减轻环境负荷之外，还可节省填埋场建设费用。

2 建筑垃圾在道路工程中应用的实例

2.1 国外建筑垃圾应用实例

1)据美国联邦公路局统计，美国现在已有超过20个州在公路建设中采用再生混凝土，26个州允许将再生混凝土作为基层材料，4个州允许将再生混凝土作为底基层材料。将再生混凝土应用于基层和底基层的28个州级机构中，有15个制定了关于再生混凝土的规范。2)在德国，再生混凝土主要用于公路工程。Lower Saxong的一条双层混凝土的公路工程采用了再生骨料混凝土，该混凝土路面总厚度260 mm，底层190 mm厚采用再生混凝土，面层70 mm采用天然骨料配制的混凝土。

2.2 国内建筑垃圾应用实例

1)合宁高速公路［10］在路面维修中，旧地和就近利用废弃混凝土再生骨料代替天然骨料配制再生混凝土用于道路，废弃混凝土的利用率达80%，节约骨料的运输费用117万元～130万元，节省废混凝土占用土地费用67万元～75万元。

2)在上海世博园区用HEC固结渣土［11］成功的应用于新建道路路基加固、部分新建道路下基层和部分临时施工通道基层，既降低了工程造价又保护了环境。

3 提高建筑垃圾在道路工程中应用的措施

为了提高建筑垃圾在道路工程中应用的力度，实现我国建筑垃圾减量化、资源化、循环化(简称3R原则)，必须加强以下几方面的工作:

1)引入市场机制，制订鼓励和优惠政策。对建筑垃圾处理厂实行减税或免税的政策，努力引导再生产品形成规模化生产，降低再生产品的成本。2)大力推动建筑垃圾综合利用技术和相关成套机械设备制造技术，使工艺流程既简单合理又减少设备费用。3)深入理论研究，制定相应的技术规范(规程)和技术指标，包括设计规程、应用规范、施工和验收标准等，保证再生混凝土工程的质量。4)加强施工组织和管理工作，提高建筑施工管理水平;加强施工人员环保意识;推广新的施工技术，从源头上控制建筑垃圾的产生。5)严格环保执法，加强环境监督管理。要按照“污染者付费、利用者补偿、开发者保护、破坏者恢复”和“排污费高于污染治理成本”的原则，提高现行建筑垃圾的排放收费标准，促使建筑垃圾减量化、资源化，走上良性循环的轨道。

4 结语

分析表明，建筑垃圾作为新型节能材料应用于道路工程中在经济上是可行的。除此之外，既可减轻环境负荷，又可缓解天然骨料和粘土短缺等问题，加快生态城市和生态建筑的建设，符合节能减排和可持续发展的大方向。

［1］Sun Yue-dong，Zhang Peng.The recycling and applications of construction waste［J］.Construction technology development，2005(1):71-73.

［2］曾路春.废混凝土作粗集料、废砖作细集料制备再生混凝土的实验研究［J］.新型墙材，2006(8):35-36.

［3］姜 南.建筑渣土的基本力学性能试验研究［J］.山西建筑，2007，33(7):171-172.

［4］扈恩增.道路再生混凝土粗集料的路用性能研究［J］.铁道建筑，2009(5):113-115.

［5］徐亦东，吴 萍，周士琼.粉煤灰再生混凝土生命周期评价初探［J］.混凝土，2004(6):29-32.

［6］李 莹.基于LAC的再生混凝土应用的经济型分析［D］.山东:山东科技大学，2008.

［7］万慧文，水中和，林宗寿，等.再生混凝土的环境评价［J］.武汉理工大学学报，2003，25(4):17-20.

［8］毕艳霞.企业环境成本核算体系研究［D］.天津:天津财经大学，2006.

［9］温文峰，孙 达，严志娟.房渣土再生料在道路底基层上的应用［J］.广东土木与建筑，2008，9(10):51-53.

［10］杜 婷，李惠强，郭太平，等.废弃混凝土再生骨料应用的经济性分析［J］.新型建筑材料，2006(6):30-33.

［11］秦 健，赵建新.建筑垃圾渣土在世博园区道路工程中的应用［J］.中国市政工程，2009，3(7):19-23.