废弃建筑材料在绿道建设中的应用

易 舜，张定邦，王罗晓轩，张志杰

(湖北理工学院 土木建筑工程学院，湖北 黄石 435003)

在绿色发展的时代背景下，城市绿道建设正在如火如荼地进行。绿道是一种沿着河滨、溪谷、山脊、风景道路等自然和人工廊道建立，仅供行人和自行车进入的景观游憩道路。由于绿道的建设地点大多是古道、林荫小道、田间小路等已经稳定的小路，路基的稳定性基本上能满足使用需求，因而绿道路面的铺装成为影响其整体质量的最重要因素。合理选择绿道建筑材料是绿道建设研究的重要课题。

黄石市是国家首批棚户区改造试点城市之一。棚户区拆迁、旧工业厂区拆除等工作产生的大量废弃建筑材料，不但影响城市面貌，同时也形成了安全隐患。如何合理处置废弃建筑材料是当前面临的难题之一。借助绿道快速发展的契机，将部分废弃建筑材料运用于绿道建设中，不但可以降低绿道的工程造价，同时还能减少对自然环境的不利影响。

目前，国内外专家学者针对绿道开展的研究工作主要体现在绿道线路规划[1-2]、景观设计[3-4]、建筑设计[5-6]3个方面，针对废弃建筑材料的研究工作主要体现在材料自身的循环利用和再生[7-8]方面，以绿道为背景开展的废弃建筑材料应用研究工作，尤其是针对绿道路面建筑材料开展的研究工作比较少。

鉴于此，以黄石市黄荆山登山绿道的建设为背景，从路面材料结构强度、美观性评价以及经济性评价3个方面出发，研究废弃建筑材料在绿道建设中的应用效果，以期为废弃建筑材料在绿道建设中的应用提供理论依据。

1 研究背景

1.1 绿道路面材料

常用的绿道路面铺装材料有：砂石材料、沥青混合料、水泥混凝土材料、块状砌体材料等。废弃建筑材料中的块石、混凝土块、砖等块状材料的强度在能满足相关规范或路面设计要求时，均可用于块料路面的修建。

1.2 绿道建设状况

2015 年 3 月，黄石市开始创建铁山、黄荆山、父子山、龙角山这4条国家级登山健身绿道[9]，其中黄荆山绿道是唯一穿越黄石市主城区的绿道。该绿道主线设计长40 km，主要出入口有李家坊隧道、圣水泉古寺、太子湾、观音寺、华新水泥以及胡家湾，途经白塔岩、观音洞、大草甸、郭家垱、石佛洞等。目前，黄荆山绿道已基本修建完成。

2 物理力学性能评价

2.1 物理性质

黄荆山绿道路面修建采用了蓝四丁砖、灰色透水砖、褐色透水砖、灰砂砖、烧结砖等废弃建筑材料，其物理性质见表1。砖块颜色主要有青灰色、灰色、褐色、银灰色、红色。这些颜色的合理分布组合可以使登山步道显得色彩绚丽，避免了常规水泥混凝土路面、沥青混合料路面色彩单调易使游人感到枯燥乏味的缺点。从尺寸和形状来看，其矩形块状或条形结构简化了路面的修建工作，无需使用大型机械设备，修建质量易于控制。

表1 黄荆山绿道路面用废弃建筑材料的物理性质

2.2 力学性质

每种路面材料取3块作为试件，取3个试验结果的算术平均值作为抗压(抗折)强度测定值,如3个试件中的1个与其他2个试件抗压强度的算术平均值相差3倍以上时,则取试验结果相近的2个试件的算术平均值作为抗压(抗折)强度的测定值。测定技术标准及操作规程按相关行业规范执行, 即《蓝四丁砖》(WW/T 0050—2014)、《灰色透水砖》(JC/T 945—2005)、《褐色透水砖》(JC/T 945—2005)、《灰砂砖》(GB 11945—1999)、《烧结砖》(GB/T 5101—2017)。

2.2.1抗压强度

抗压强度计算公式为：

(1)

式(1)中，Rc为抗压强度；F为抗压破坏荷载；b为试件宽度；l为试件边长。黄荆山步道路面材料的抗压强度见表2。由表2可知，所用路面材料的抗压强度满足行业规范要求。

表2 黄荆山步道路面材料的抗压强度 MPa

2.2.2抗折强度

抗折强度计算公式为：

(2)

式(2)中，Rf为抗折强度；P为抗折破坏荷载；b为试件宽度；h为试件高度；L为支撑圆柱中心距。黄荆山步道路面材料的抗折强度见表3。由表3可知，黄荆山登山步道路面材料的抗折强度满足行业规范要求。

表3 黄荆山步道路面材料的抗折强度

3 美观性评价

3.1 评价指标

将黄荆山步道路面的美观性评价指标划分为路面整体风貌、路面色彩变化、路面造型、夜间照明反射效果4项。其中，路面整体风貌是指路面风貌与黄荆山步道整体风格的协调程度；路面色彩变化是指步道建筑材料色彩变化的丰富性及其与季节色彩特征对比的鲜明性；路面造型是指步道路面在造型上与步道主题的契合性，在风格上与步道主要景观的一致性；夜间照明反射效果是指步道路面在夜间反射和吸收照明光线的性能，应尽可能做到既不使人产生晃眼的感觉，又节约能源，方便人们夜间行走。

3.2 评价方法

由于美观性是人们对某项事物的主观印象，故采用问卷调查的方式开展[10]。随机选取在黄荆山登山步道行走的市民为受访者。本次共发出问卷100份，收回有效问卷79份。

3.3 结果分析

采用满意度指数评价步道路面的美观性，满意度指数的计算公式如下:

(3)

式(3)中,n1,n2,n3,n4分别为各评分项目在优、良、中、差选项上的得票数量;N为总的有效得票数。满意度指数≥3.5，代表民众对该项目非常满意；2.5≤满意度指数<3.5，代表民众对该项目满意；2≤满意度指数<2.5，代表民众对该项目基本满意；满意度指数<2，代表民众对该项目不满意。

问卷分析统计表见表4。由表4可知，路面整体风貌、路面色彩变化、路面造型、夜间照明反射效果4项评价指标的满意度指数分别为3.25，3.01，2.43和2.59，表明民众对于路面整体风貌、路面色彩变化、夜间照明反射效果这3项评价项目满意，对路面造型评价项目基本满意。各项目的平均满意度指数为2.82，表明民众对步道路面的美观性感到满意。

表4 问卷分析统计表

4 经济性评价

以黄石市黄荆山登山步道大草甸段路面工程为实际案例，对利用废弃建筑材料进行登山步道路面建设的经济性进行探讨。

1)路面材料费

步道路面宽度为2 m，当路面采用蓝四丁砖修建时，每100 m长路面所需数量为100×2/(0.24×0.115)=7246.4块，蓝四丁砖单价为0.25元/块，故费用为1 811.59元。同理，透水砖单价为0.78元/块，故每100 m长路面所需材料费为0.78×100×2/(0.24×0.12)=5416.67元；烧结砖单价为0.7元/块，故每100 m长路面所需材料费为0.7×100×2/(0.24×0.115)=5072.46元；灰砂砖单价为0.29元/块，故每100 m长路面所需材料费为0.29×100×2/(0.24×0.115)=2101.45元。若1 km的路面分别采用前述5种砖块铺设各200 m, 则可节约路面材料费1811.59×2+5416.67×4+5072.46×2+2101.45×2=39637.68元。

2)废弃建筑材料运输费

此处仅考虑将废弃建筑材料当作建筑垃圾处理时的运费。建筑垃圾陆域运输费：5 km起运基价为9.0 元/t，超起运里程运价为0.8 元/(km·t)，当运输距离为10 km时，运费为13 元/t，单块砖的重量为2.5～3.0 kg不等(本研究取平均值2.75 kg/块)，运输可用于铺设1 km登山道路路面的废弃建筑材料需要运费13×2.75×(54347.8+34722.2)(1km的路面所需砖的块数)/1000=3184.25元，即1 km的路面分别采用前述5种材料铺设，可节约运费3 184.25元。

3)废弃建筑材料处置费

建筑垃圾陆域处置费为8.8元/t，故处置可用于铺设1 km登山道路路面的废弃建筑材料需要处置费8.8×2.75×(54347.8+34722.2)/1000=2155.49元，即1 km的路面分别采用前述5种砖块铺设，可节约处置费2 155.49元。

从材料费节省、废弃建筑材料运输和处置方面来看，使用废弃建筑材料铺设登山道路路面，不仅可以节省废旧建筑材料运输及处置发生的费用，还可以节约路面建筑材料的材料购置费用，经济效益十分可观。

5 结论

1)从路面材料结构强度方面来看，蓝四丁砖、灰色透水砖、褐色透水砖、灰砂砖、烧结砖等废弃建筑材料的抗压强度和抗折强度均满足我国相关行业规范的要求，能满足步道的承载力要求。

2)从路面材料美观性评价方面来看，市民对于路面材料美观性的平均满意度系数为2.82，对黄荆山登山步道路面的美观性感到满意。

3)废弃建筑材料用于铺设登山步道路面，不但可以节约材料成本，节省废弃材料的运输和处置费用，同时还可以保护自然环境，减少建设资源的消耗。