建筑垃圾再生材料加工在道路工程中的应用

王亮亮

摘 要： 近年来，在我国城市化建设过程中产生了大量的混凝土块、废砖以及土渣等建筑垃圾。目前我国已经成为世界上生产建筑垃圾最多的国家，这些建筑垃圾如果不进行妥善处理，将会占用我国的土地资源，还会对环境带来污染，并且影响国家和城市的形象。因此对建筑垃圾进行再利用是当下解决建筑垃圾问题的最佳方法。而在公路建设过程中，需要使用大量的砂石等建筑材料，如果将建筑垃圾进行分类和加工处理，使其能够代替砂石等建筑材料，为公路建设提供填筑材料，便可以有效地解决建筑垃圾的堆放和污染问题，还能够节约建筑材料，实现建筑行业的可持续发展。

關键词： 建筑垃圾;道路工程;再生料加工

【中图分类号】U414 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）20-0075-02

1 道路工程中应用建筑垃圾再生材料的意义

长期以来，砂石材料取之不尽、用之不竭、广泛易得、价格低廉，导致砂石资源不被人们重视。但随着我国公路、铁路等基础建筑数量的不断增加，对砂石材料的需求量也越来越多，大量的砂石开采活动也使该建筑材料出现了资源枯竭的问题。在建筑过程中，生产的建筑垃圾无论是在处理上还是在存放上，都是一直困扰人们的难题，而在公路工程特殊地基处理中使用建筑垃圾材料来代替砂石材料，不仅能够解决垃圾运输、堆放、处理的问题，还能够变废为宝，实现城市的生态环保和可持续发展。将建筑垃圾资源化，也在一定程度上节约了工程成本，为社会和企业带来巨大的社会效益和经济效益。也可以说在公路工程特殊地基处理中应用建筑垃圾材料能够变废为宝、实现双赢，对政府和社会都具有重大的现实意义和社会影响[1]。

现阶段建筑工程产生的垃圾主要特点是成分复杂，垃圾中含有大量的砂石、土块、泥浆、木屑、塑料品、砖块等物质，如果要对这样的建筑垃圾进行再生使用势必会对再生技术提出较高的要求。建筑垃圾主要来源于房屋拆迁和过期建筑物报废，具有体量大、利用价值高、品质好的特点。社会经济的快速发展促使道路交通工程不断地发展壮大，今天道路工程已成为我国乃至全球性的主要发展行业。每天都在进行的道路施工工程给现存资源提出了挑战，现存资源被极大地使用和消耗，但是一次资源的产生时有时间周期的，所以可以看出垃圾的再生利用是有非常大的发展前景的。建筑垃圾再生材料加工并在道路建设中的使用，不仅降低了企业的成本耗损，更加适应社会发展的需求，也符合可持续发展的理念。

2 道路工程中应用建筑垃圾再生材料的途径

2.1 废弃混凝土加工

建筑垃圾废弃混凝土的再生加工采用不同组合设备，包括破碎机、筛分设备、传送设备、搅拌配料设备等，去除废弃混凝土中的钢筋、木块、塑料碎片、玻璃、建筑石膏等杂物，有效完成混凝土的净化。然而这种加工工艺不适用于砖块和混凝土块混杂的建筑垃圾，无法完全清除杂物。

2.2 烘干筛分分级加工

可以采用填充型加热烘干装置，依循烘干、筛分、二级破碎、二级筛分等工艺流程进行操作，在300℃的高温下获得强度较高的集料，降低集料的含水量，提高集料的表面活性。

2.3 转筒式烘干碾压加工

可以采用鄂破机进行强度低于320Mpa物料的粗破，利用烘干设备处理建筑垃圾，通过风选分离、网筛、碾压工艺，进行建筑垃圾的烘干和碾压。

2.4 简洁式加工

可以采用不同分选工艺和方法，进行建筑垃圾的破碎、磁选、风选、筛分加工，将大块物料破碎成粒径小、个体强度大的物料颗粒，有效剔除建筑垃圾中的短粗钢筋、细铁丝等金属物质及废旧木材、塑料等轻质物质，获得较为纯净的建筑垃圾再生材料。

2.5 水洗除尘工艺

可以采用振筛除尘工艺去除建筑垃圾中的泥土，并采用喷淋除尘系统避免生产过程重尘土飞扬。然而对于有洁净程度特殊要求的集料，要在筛分后进行冲洗，获得较为纯净的再生材料[2]。

3 道路工程中应用建筑垃圾材料再生的方法

3.1 特殊地基处理方法

在对湿陷性黄土地基进行处理时，要先消除湿陷性再提高承载力。其处理方法主要有垫层法、挤密桩法。在对湿软性地基进行处理时，要先提高其承载力，再减小变形。对于以上两种特殊地基，在进行处理时都可以使用建筑垃圾作为建筑材料。下文将对建筑垃圾再生材料在特殊地基处理方法中的挤密桩法和换土垫层法进行详细介绍。

3.1.1 挤密桩法

混凝土和砖块是建筑垃圾的主要构成材料，因此建筑垃圾再生材料的强度会高于土体的强度，这样桩基中的软黄土可以被建筑垃圾中的再生材料取代。应用建筑垃圾再生材料之后，桩体的强度和抗变形能力都比土体强，从而改善基地的性能，提升地基的稳定性和抗破坏能力。之后进行的桩体应力集中，由于桩间土的变形模量小于桩，桩上出现荷载应力集中时，基础底面以下土的应力就会降低，这样就会降低持力层内部的变形和湿陷概率。最后要进行桩体吸水。由于建筑垃圾材料具有很强的吸水性能，所以桩周土体里所含水分会被充分吸附，这样会在一定程度上增强土体的密实程度[3]。

3.1.2 换土垫层法

如果地基中湿陷性黄土的厚度不超过3m，这时就可以把所有的湿陷性黄土部分挖除或全部挖除，然后再将建筑垃圾再生材料填入地基中。

3.2 灵活适用法

在公路工程中不同的公路地段对于地基的要求也不同，有的地段需要较好的水稳定性，有的地段需要较强的承载力，公路堤段和桥梁地基可以通过采用CFG桩或孔内深层强夯法来提高承载力。但对于一般路段的地基，解决黄土湿陷性是一个难题，一般工程都会使用强夯置换法或挤密桩法，使用建筑垃圾再生材料对其进行部分或全部填料。灵活适用法主要是要求技术分析人员对正在进行的道路施工阶段和施工性质有明确判断，针对路段特点供应相应的再生垃圾材料。

3.3 垫层法

对于湿陷性黄土地基来讲，垫层法是非常有效的地基处理方法。把建筑垃圾进行适当的处理和加工，使之成为再生材料，然后将其作为换填材料进行使用。垫层法主要涉及抛石挤淤、应力扩散和吸排水。首先是抛石挤淤处理，由于该处的软黄土土质特殊，具有流动性，可以利用这一特质对其做抛石挤淤处理，在这一过程中，需将黄土挤出，为的是增强垫层的强度，避免出現建筑问题。其次是应力扩散处理，通常来说，建筑垃圾主要包括混凝土、石头等材料，这些材料可以经过处理作为回填土，具体的操作方式就是将材料打碎、夯实，这样可以保障地基的稳定性，并且使得地基处于上硬下软的状态，这样在进行外荷载的扩散时，能够确保软土层保持一定的附加应力，使得应力分布均匀，保障地基的品质。最后需要做吸排水处理，在建筑垃圾中存在再生材料，这些材料中包括吸水性强大的砖块。将土层中的水分进行吸收，使其密实度得到提高，由于其渗透性较好，也能够促进排水，使下部土层的固结和沉降的速度加快。

4 道路工程中应用建筑垃圾再生材料的注意事项

4.1 建筑垃圾再生材料的选择

要选取具有良好级配的建筑垃圾再生材料，严格控制钢筋、木屑、塑料等杂物的含量，并考虑混凝土块的含量对建筑垃圾的力学特性的影响，使建筑垃圾再生材料具有一定的压碎值，满足路面基层使用的要求。还要控制建筑垃圾再生材料的针片状含量，确保再生混合料的路用性能。

4.2 建筑垃圾再生材料的配合比设计

可以采用重型击实法和垂直振动击实法，进行建筑垃圾再生材料的实验分析，相较而言，垂直振动击实法下的水泥稳定再生建筑垃圾混合料最大干密度更大，约为重型击实法的1.03—1.05倍，这主要是由于垂直振动击实法通过模拟碾压的方式进行施工，使混合料中的粗颗粒向细颗粒转变，由松散状态进入到密实状态，增大混合料的干密度。同时，随着建筑垃圾再生材料掺量的增加，最佳含水率也相应增大，有效保证铺筑的底基层和基层的优良路用性能。在水泥剂量相同的条件下，振动成型的水泥稳定建筑垃圾再生材料体现出更高的无侧限抗压强度，而静压成型的无侧限抗压强度较小[4]。

4.3 建筑垃圾再生材料的路用性能分析

通过分析可知，水泥稳定建筑垃圾再生材料的强度随龄期呈非线性增长的趋势，当建筑垃圾再生集料掺量增加时，水泥稳定建筑垃圾再生材料的无侧限抗压强度值下降，间接抗拉强度和回弹模量也相应降低。从稳定性来分析，水泥稳定建筑垃圾再生材料冻融系数基本处于同一水平，具有良好的冻稳性能。并随着建筑垃圾再生材料掺量的增加，水泥稳定建筑垃圾的冲刷率越高，降低混合料的抗冲刷性能。从干燥收缩性能来分析，当水泥稳定建筑垃圾再生材料的掺量越大，混合料的干缩系数就越大。

5 结束语

综上所述，通过对建筑垃圾进行加工和处理，使其在特殊地基处理中发挥了巨大的作用，特别是在湿陷性地基和湿软性地基的处理上，大幅度提高了地基处理的实用性和适用性。在保护生态环境和节约资源的基础上，使建筑行业的经济效益和社会效益最大化，建筑垃圾的资源化促进了我国的可持续发展，是我国可持续发展战略的完美体现。

参考文献

[1] 王龙，任星，卓元勃，舒杨波.利用建筑垃圾原料生产再生砖的探讨[J].砖瓦，2020（06）：69-70.

[2] 虞磊，刘卫东，钱耀丽，杨丽香.建筑垃圾再生集料作为道路基层材料的性能研究[J].中国水运（下半月），2020，20（03）：251-253.

[3] 吴小华.建筑垃圾再生材料用做路基填料的性能浅谈[J].建材与装饰，2019（24）：45-46.

[4] 潘玉珀，董效杰，刘琼，肖建庄，杨彬.再生建筑材料回填施工技术及应用研究[J].建筑结构，2019，49（S1）：790-794.