公路施工：建筑垃圾再生料路基填筑施工工法

1 建筑垃圾再生料路基填筑施工工法 中铁十二局集团有限公司 中铁十二局集团第四工程有限公司 郭韶雷 刘勇超 1.1.前言前言 根据相关资料反映，全国每年产生的建筑垃圾多达 20 亿吨，使我国成为世界上建 筑垃圾排放量最多的国家之一，“十二五”期间，仅西安市就新增建筑垃圾 2 亿多吨， 但资源利用率不足 2。公路工程建设所需大量的砂石、石灰、土等传统材料，由于资源 无节制开采，对环境破坏严重，随着国家节能减排、污染治理的力度加大，造成传统材 料越来越难以获得， 价格急剧上涨， 公路交通行业可持续发展与材料短缺矛盾日益突出。 陕西省交通运输厅在将西咸北环高速公路建设成为我国首条以建筑垃圾为主导筑路材 料的“科技环保示范工程” 的总体部署下，陕西省交通建设集团公司组织施工单位开展 了建筑垃圾规模化综合利用关键技术研究， 中铁十二局集团有限公司承建的西咸北环线 高速公路第 LJ-9 合同段 K79900～K97250 段，全长 17.35km，共有填土方 206 万 m3， 其中建筑垃圾再生料填筑 45 万 m3，是全线建筑垃圾再生料填筑工程量最大的标段，研 究、应用了建筑垃圾再生料路基填筑施工工艺，并取得了良好的效果，在工程实践的基 础上，总结、完善形成了本工法。 2.2.工法特点工法特点 2.1 本工法建筑垃圾再生料采用工厂化集中生产，保证了出厂材料的质量，且提高 了建筑垃圾的利用率，降低了工程造价。 2.2 本工法采用的机械设备与石灰土等一般路基使用设备基本一致，具有通用性。 2.3 本工法施工受雨天影响小，工效高、施工速度快，可大面积快速施工。 2.4 本工法与石灰土路基施工相比，污染小、利于环保。 2.5 建筑垃圾再生料路基填筑成型后，形成密实的嵌锁结构，内部坚硬密实，水稳 和冻稳性较普通路基好。 3.3.工法适用范围工法适用范围 第 1 页 共 11 页 2 本工法适用于高速公路路基填筑施工， 并可以推广到各种等级公路及市政路基填筑 施工。 4.4.工艺原理工艺原理 建筑垃圾再生料是利用城市建筑废弃的建筑垃圾，经破碎、筛分、除铁、细碎等工 序后按一定级配形成再生混合料作为路基填料。 建筑垃圾再生填料在建筑垃圾填料厂集 中生产，运入施工现场后根据最佳含水量确定需要补水量，通过洒水、闷料、补水等工 序，使其达到最佳含水量要求，再用羊角光轮式压路机分层碾压形成密实的嵌锁结构， 使其达到路基承载功能要求。 5.5.施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.15.1 工艺流程工艺流程 图图5.15.1 施工工艺流程图施工工艺流程图 5.25.2 操作要点操作要点 5.2.1 施工准备 1.按设计要求对路基基底进行处理，并验收合格。做好施工期间临时排水总体规划 和建设，临时排水设施应与永久性排水设施综合考虑。 2.按设计桩位恢复中线及边线，直线段每 20m 设一桩，并在两侧路肩边缘处设置指 示桩；进行水平测量，在两侧指示桩上标示出每层边缘的设计高程。 3.根据路基中线用白灰划出方格线， 按照路基填筑层厚度及路基宽度计算每个方格 洒水、碾压 施工准备 填料生产运输布料 整平 质量检测 增加碾压遍数 不合格 测定含水量 计算洒水量 第 2 页 共 11 页 3 所需的填料数量和卸车数量。 4.由于建筑垃圾原材料的组分不同，生产出的建筑垃圾再生料填筑工艺也不同，大 面积施工前必须做试验段，确定松铺厚度、碾压方式组合、碾压遍数等。 5.2.2 填料生产及运输 建筑垃圾再生填料采用固定式破碎设备，采用颚式反击破分选设备进行加工，将周 边建筑垃圾集中到固定加工厂统一进行处理加工，见图 5.2.2-1。 图图5.2.25.2.2 固定式建筑垃圾破碎设备固定式建筑垃圾破碎设备 建筑垃圾再生料的生产流程破碎→分选→除铁→细碎、筛分 1.破碎将建筑垃圾运至加工厂集中堆放，然后用装载机将初始建筑垃圾运至装料 仓，进行初步破碎，其作用是将初始建筑垃圾破碎成大粒径的建筑垃圾，将初始料中的 钢筋分离出来。 2.分选初步将破碎的建筑垃圾进行筛分，将小粒径的建筑垃圾筛分出来，将大粒 径的建筑垃圾、生活垃圾及铁质物品通过传送带下道工序处传送。 3.除铁 经过分选筛分出来的不合格建筑垃圾中含有木块、塑料、纸张等生活垃圾、 铁质物品等不可利用垃圾，利用人工和特定除铁设备进行清理，保证建筑垃圾的质量合 格。 4.细碎、筛分根据现场施工所需建筑垃圾的级配要求将建筑垃圾再次进行破碎及 筛分，保证产出的建筑垃圾符合现场施工要求及施工技术规范。 根据加工后的填料中大于 4.75mm 和 0.075mm 的颗粒含量，将建筑垃圾再生路基填 料分为Ⅰ类和Ⅱ类（见表 5.2.2），并应用于路基填筑的不同部位。 第 3 页 共 11 页 4 表表5.2.25.2.2 建筑垃圾再生材料粗料含量和最大粒径指标要求建筑垃圾再生材料粗料含量和最大粒径指标要求 项 次 填料类别 大于4.75mm颗粒 含量（） 大于0.075mm颗粒 含量（） 最大粒径 （mm） 建筑垃圾填料 应用部位 1 Ⅰ类 75～85 90～100 60 路床 2 Ⅱ类 40～75 90～100 200 路堤 建筑垃圾填料装运前，采用挖掘机对填料进行拌合，尽量使填料混合均匀，避免大 粒径填料集中装运。 5.2.3 布料 布料前对路基填筑的中桩和边桩现场放样， 边桩放样超宽 50cm， 并在中桩和边桩线 上每隔 20m 设置一个标高控制墩，在控制墩顶部撒白灰标识，按施工控制参数“填筑层 压实厚度”、“压实系数”和运输车的容积计算每车填料的摊铺面积，按照每个方格内 卸载一车建筑垃圾填料为度。 5.2.4 整平 1.卸料后立即用推土机进行初平。由于施工现场建筑垃圾填料经破碎、混合后的不 均匀系数在 4～5 之间，为了防止建筑垃圾路基填料出现离析现象，现场采用渐进式摊 铺的施工方法，即将建筑垃圾填料卸在已经局部初平的填料面上，第 2 车料卸在第 1 车 料推平的末端，压住第 1 车料未推完处。然后利用推土机将填料继续往前推移摊铺，在 推移摊铺过程中将底层离析的部分自动用细料填充，达到密实目的，防止发生大粒径填 料聚集现象。 平地机按标高控制墩进行精平，整平时应沿路线纵向形成与设计平行的纵坡，横向 形成与设计要求相同的横坡，整平后的路基表面无明显错台。 2.在布料卸车和整平过程中安排专人对建筑垃圾再生料中夹杂的有机杂物进行挑 拣清理。 5.2.5 洒水、焖料、初碾、补水、二次碾压 1.测定摊铺后的填料含水量，并通过洒水或晾晒调节填料含水量。洒水工序一般要 分两次。第一次洒水约为所需水量的 70～80（一般略大于理论数值，根据气温调 整），因建筑垃圾吸水量较大，一个作业面最少需配备 3 台 10m洒水车进行洒水作业。 2.在洒水完成后进行焖料作业，根据外界气温调整焖料时间长短，一般 1.5-2h 后 第 4 页 共 11 页 5 挖开数点检查，以渗透深度超过虚铺厚度的 3/4 时（以不粘轮为度）为宜。 3.待焖料作业完成且含水率达到要求后，开始用羊角碾压路机弱震碾压 2 遍，再开 强震并且速度保持在 2km/h 以下碾压 2～3 遍，使建筑垃圾再生填料基本