建筑垃圾填筑高速公路路基施工技术研究

辛勇

（唐山市交通运输局公路工程处，河北 唐山 063000）

0 引言

随着城市化进程的加快，建筑垃圾产量逐年增多，对环境造成严重污染。与此同时，我国高速公路建设对砂石材料需求量不断增长，而砂石材料过度开采带来的资源枯竭问题迫使高速公路建设必须寻找新的替代材料，以满足工程建设对材料的需求。将建筑垃圾作为填料用于高速公路路基施工中，能够有效解决上述问题，使高速公路建设取得良好的社会效益、经济效益和生态效益。

1 工程概况

某高速公路工程全长122.61km，设计时速120km/h，设计标准为双向六车道。本工程全线总挖方394.14 万m3，总填方1 244.17 万m3。施工前，调查工程沿线地区的建筑垃圾储量，共842 万m3，能够满足路基填筑的填料用量需求。为验证建筑垃圾作为路基填料的可行性，本工程选取228m 试验路段开展建筑垃圾填筑施工，设计填方量为56 478.58m³，填筑高度为4～8m，填筑后检测路基强度、弯沉值、沉降和内部应力，为建筑垃圾填筑本工程路基提供依据。

2 建筑垃圾填筑高速公路路基施工技术

本工程根据路基不同部位的施工质量要求，填筑不同等级的建筑垃圾，采用相应的施工技术和施工机械。路床底面2m 以下部位，筛分建筑垃圾，建筑垃圾最大粒径不超过25cm，采用分层填筑工艺，压实厚度在25cm 内[1]；路床底面0～2m 部位，筛分并破碎处理建筑垃圾，最大粒径不得超过10cm，采用分层填筑工艺，压实厚度在20cm内。

2.1 施工工艺

2.1.1 施工准备

（1）处理建筑垃圾，捡出垃圾中的钢筋、塑料袋、木块等杂物，人工破碎10cm 以上粒径的建筑垃圾；对粒径超过4.75mm 的建筑垃圾填筑材料进行筛分，要求颗粒含量在40%～75%之间，本工程的颗粒含量为73.6%，符合相关规范要求；本工程建筑垃圾填料CBR试验结果为38.6，含水率为4.6%，压碎值为12.8，有机质含量为0.1%，易溶盐含量为0.1%，建筑垃圾材料各项目检验结果均达到填筑材料规定值要求[2]。

（2）填筑前清理地基，清除填筑地面上的树根、杂草等杂物，并在开挖过程中集中堆放表土；清理后放样中线，测量基底表面水平度和边缘的设计高程。

（3）根据试验段对建筑垃圾的需用量备足填料，现场拌和填料，添加适量水泥拌和均匀，为路基填筑做好准备。

（4）结合永久排水设施修建临时排水设施，便于在雨期施工时能够快速排出地表水[3]；采取坡面防护措施，减少雨水对坡面造成的冲刷；填方路基边坡超过6m 时，边坡坡率控制在1∶3。不超过6m 时，边坡坡率控制在1∶2。

2.1.2 摊铺

（1）选用施工机械，包括挖掘机、大型自卸汽车、推土机、振动压路机等；挖掘机用于装料，自卸汽车负责运输填料，现场派专人指挥卸料；均匀装运填料，不得集中装运大粒径填料。

（2）按照由低到高、水平分层的顺序摊铺填料，采用全宽水平分层填筑压实工艺，在施工场地画出5m 方格线，计算每个方格内的填料数量，每层填料高度不得超过25cm；使用大型推土机摊铺，要求摊铺面无明显的高差。若摊铺面存在不平整问题，则通过人工找平方式，将细骨料填充到填料中找平[4]；摊铺时从中间向两侧摊铺，纵向做到中间高、两边低，横向控制好横坡坡度；摊铺后用水平仪测量松铺厚度，每层厚度应小于30cm；在分层填筑厚度不超过20cm的情况下，最大填料粒径不得大于压实厚度的2/3，且不超过10cm。

2.1.3 碾压

（1）检测建筑垃圾填料含水量，对含水量偏低的建筑垃圾填料洒水补水，对含水量偏高的建筑垃圾填料晾晒，要求填料最佳含水量保持在10%～15%范围内。在保证填料含水量达到设计要求的情况下才能进入碾压施工工序。

（2）采用振动压路机分层碾压，轮重不超过25t，振动频率为20～35Hz，根据不同碾压施工情况分别选用光轮振动压路机和羊足碾振动压路机两种机型[5]。碾压遍数共7遍，用羊足碾压路机碾压4遍，碾压速度为2km/h，再用光轮压路机碾压3遍，碾压速度为4km/h，最后用光轮振动压路机开振收面1遍；碾压过程中要从两边向中间碾压，相邻两轮重叠至少为轮宽1/3。

（3）分层碾压的横向接头重叠40～50cm，前后相邻纵向重叠不小于80cm，压实线路保持纵向平行；压实后进行质量检查，保证压实表面无松动、无脱落、无死角；测量压实后的标高，做好标记后再碾压一遍，重新测量高程，比较前后两次高程差值，当差值不超过2mm时表明压实度合格。

2.1.4 洒水

碾压后对填料层洒水润湿，洒水量不能过多，要保证表面形成水膜，但水不能处于流动状态；洒水润湿7d，以保证填料成型，本工程的洒水量为4kg/㎡[6]。

2.1.5 铺设土工布

铺设防渗土工布，本工程采用HDPE 复合土工膜，膜厚约0.5mm，膜拉伸强度不得小于25MPa，断裂伸长率不得小于550%，尺寸稳定性在±3%范围内；采用人工滚铺方式铺设土工布，留出变形余量，检查铺设的平整度；在铺设土工布后，再铺上1.5%水泥改良土壤保护层，保护层厚度为20cm[7]。

2.2 施工质量检测

2.2.1 施工过程检测

（1）外观检测。在建筑垃圾填料摊铺和碾压过程中，随时检测表面平整情况，不得出现明显裂缝、轮迹等质量缺陷。

（2）几何尺寸检测。用水准仪每间隔200m测4个断面，要求横坡偏差在±0.3%范围内，中心偏位不超过50mm，纵断高程偏差在±20mm内。

（3）厚度检测。用钢尺每20m 测1 个断面，每个断面测量4 处，每处随机选取3 个测点，要求松铺厚度和碾压厚度符合设计要求。

（4）沉降差检测。在振动碾压后，检查表面填料是否有松动，不允许出现明显轮迹；用水准仪每40m检测1 断面，每个断面随机选取10 个测点，测量沉降差不得超过2mm。

（5）平整度检测。在路基填筑完工后，采用3m直尺测量平整度，要求平整度允许偏差不超过20mm[8]。

2.2.2 完工后检测

（1）弯沉检测。在每层最后一遍碾压收光后开展现场弯沉试验，本工程各层松铺厚度均为20cm，平均弯沉量值为0.66mm，变异系数0.036，各层的弯沉值较为稳定，表明将建筑垃圾作为路基填料符合路基施工质量要求。

（2）回弹模量检测。本工程各层松铺厚度均为20cm，测试回弹模量平均值为162.15MPa，变异系数0.029，表明建筑垃圾填筑的试验路段回弹模量比较稳定。

（3）颗粒筛分检测。建筑垃圾作为填料在摊铺碾压过程中会受到二次破碎，促使原本的建筑垃圾颗粒组成产生变化，本工程通过筛分试验检测填料破碎情况，试验结果表明，建筑垃圾的颗粒主要集中在0.5～10mm，表明填料级配细化程度符合路基施工的填料质量要求。

经上述工后试验检测可知，将建筑垃圾作为填料用于路基施工能够保证路基整体稳定性，使路基质量达到验收标准，因此本工程路基施工中采用建筑垃圾填筑完全具备可行性。

3 结论

在高速公路路基施工中运用建筑垃圾作为填筑材料，不仅能够解决砂石材料短缺问题，而且还能够实现建筑垃圾的资源化利用，减少建筑垃圾对环境造成的污染破坏。在建筑垃圾填筑施工中，需对建筑垃圾进行加工处理，使建筑材料达到填筑材料的质量要求，再采用填筑施工工艺完成路基施工，进而保证路基施工质量达到施工规范要求。