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摘要：随着社会的发展，我国的科学技术的发展也越来越迅速。利用建筑垃圾生产建筑再生材料用于市政工程道路基层，实现建筑垃圾快速、就地消纳，解决建筑垃圾处理难及道路修建用料难的困局，既节约社会资源，又保护自然环境。本文通过对建筑垃圾分拣、取样，进行原材料试验研究、混合料配合比设计、混合料力学性能试验研究及水稳定性试验研究，从而确定道路基层混合料施工参数，为建筑垃圾再生材料在道路基层中的应用提供技术支撑。
关键词：建筑垃圾；再生材料；市政道路基层；应用研究
1建筑垃圾分类与选择
城乡建设固体废弃建筑垃圾包括烧结砖、混凝土块、砂浆块、瓷砖块、碎石、水泥块、石灰块、木材、金属、玻璃等。生产道路用筑再生材料应拣除其中的木材、金属、玻璃，选取具有一定强度的烧结砖、混凝土块、砂浆块、瓷砖块、碎石、水泥块、石灰块等无机类材料。以武汉某地铁市政项目收集的建筑垃圾作为样品进行研究。本研究中把烧结砖、砂浆块、瓷砖、水泥块、石灰块等几种强度相近的材料定义为砖，不同料源的建筑垃圾经人工分拣后，得到的成分比例范围为：砖30%～60%，混凝土块60%～30%，碎石约为10%。选择3种成分比例的建筑垃圾作为研究对象：①砖60%，混凝土块30%，碎石10%；②砖45%，混凝土块45%，碎石10%③砖30%，混凝土块60%，碎石10%。根据《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1－2008）中水泥稳定土类的颗粒范围技术要求将选定成分比例的建筑垃圾分拣为4种规格料，即：1#料19～31.5mm，2#料9.5～19mm，3#料4.75～9.5mm，4#料0～4.75mm。其中0～4.75mm规格料粒径小，人工难以分拣，采用规定成分比例的粗粒级材料压碎后筛分所得。
2建筑垃圾生产市政道路基层建筑再生材料的基本思路
生产建筑垃圾规格料，采用稳定剂（本文选用水泥）稳定级配建筑垃圾及石灰岩质机制砂替换粉质建筑垃圾的方法，使稳定混合料满足设计强度和耐久性要求。（1）水泥、水满足《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1－2008）技术要求。（2）建筑垃圾规格料最大粒径不超过37.5mm，压碎值按城市快速路、主干路基层要求不大于30%，液限＜28%，塑性指数＜9。（3）规格料进行掺配，掺配后颗粒级配满足城市快速路、主干路级配要求。（4）通过采用石灰岩质机制砂替换4#号料，使建筑垃圾液限和塑性指数满足规范要求，以限制混合料的膨胀性，确保水稳定性。（5）通过室内配合比设计确定水泥掺量，验证混合料力学性能及水稳定性。
3原材料试验研究及改良设计
3.1水泥、水
稳定剂水泥采用P•O32.5普通硅酸盐水泥，初凝时间大于3h，终凝时间不小于6h且不大于10h，其他实测指标满足《通用硅酸盐水泥》（GB175－2007）技术要求；拌和用水PH值为6～8，其他实测指标满足混凝土用水标准》（JGJ63－2006）技术要求。
3.2建筑垃圾压碎值及液塑限
3种成分比例的建筑垃圾取9.5～13.2mm颗粒进行压碎值试验，测得压碎值分别为33.9%、28.1%、25.3%，随着砖比例减小，混凝土块比例增大，压碎值减小，其中第①组砖占60%的建筑垃圾压碎值不满足城市快速路、主干路基层不大于30%的要求，后续研究中取②、③组材料进行研究。
3.3建筑垃圾再生材料级配设计
对由成分②和成分③的建筑垃圾分拣出的4种规格料进行筛分试验，然后按《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1－2008）表7.5.2城市快速路、主干路基层的颗粒级配范围进行掺配，并采用石灰岩质机制砂全部替换4#料或部分替换4#号料。考虑到混合料经压实后，部分建筑垃圾破碎会产生粉料，从而改变混合料的液塑和塑性指数，故对掺配后的干混合料进行重型击实，取小于0.5mm的粉料测定液限和塑性指数。不同成分建筑垃圾分拣的规格料，采用不同的机制砂替换比例，经掺配后级配料颗粒级配及液限、塑性指数满足规范要求。
4建筑垃圾再生道路基层材料配合比设计与
试验研究将4种成分级配的建筑再生材料按5种水泥掺量进行试配，参考《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1－2008）中水泥稳定土类材料配合比设计，水泥掺量选用3%、4%、5%、6%、7%。确定不同水泥掺量混合料的最佳含水率和最大干密度，制作规定压实度的无侧限抗压强度试件，测定无侧限抗压强度，根据设计强度选定水泥剂量。
4.1最佳含水率及最大干密度确定（击实试验）
采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTGE51－2009）中丙法进行击实试验，不同成分、级配、水泥掺量的混合料试验确定的最佳含水率在6.3%～9.0%之间，最大干密度在1.85g/cm3～2.03g/cm3之间，与水泥稳定碎石相比，最佳含水率有所增大，最大干密度有所降低。
4.2规定压实度试件无侧限抗压强度（无侧限抗压强度试验）
根据城市快速路、主干路基层压实度大于等于97%要求，取压实度97%，按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTGE51－2009）规定，制作4种成分级配不同水泥掺量的无侧限抗压强度试件，尺寸为150mm×150mm，每组13个。在温度20±2℃、湿度≥95%的标准条件下，养生7d，最后一天浸水，试验测定7d无侧限抗压强度。
4.3水泥剂量确定
城市快速路、主干路基层7d无侧限抗压强度设计要求为3～4MPa，本研究取3.5MPa为设计值Ｒd，根据试件强度离散情况，试验结果偏差系数Cv取8%，95%保证率时Za=1.645，计算强度控制值Ｒd/（1—Za×Cv）=4.0MPa。当强度试验结果平均值Ｒ≥强度控制值Ｒd/（1—Za×Cv）时，混合料的水泥用量满足设计要求，综合考虑经济性因素，本研究中级配1、级配2对应的建筑垃圾再生材料水泥剂量取6%，级配3、级配4对应的建筑垃圾再生材料水泥剂量取5%。
结语
研究表明，通过建筑垃圾成分选择、石灰岩质机制砂替换或部分替换细料、水泥作为稳定剂稳定级配建筑再生材料，可以实现建筑垃圾在市政道路基层中的再生化、资源化利用。（1）当建筑垃圾中碎石不大于10%时，成分中砖的比例不宜超过砖混凝土总量的50%，若碎石大于10%，可通过试验选择砖混凝土比例。（2）选用石灰岩质机制砂替换或部分替换细料部分，可降低混合料的液限和塑性指数，提高基层强度和水稳定性。为提高经济性，具体替换比例可通过试验确定，以满足液塑限和强度要求为准。（3）本研究中稳定剂水泥剂量宜选择5%～6%，对应的无侧限抗压强度、水稳定性满足设计要求。（4）鉴于建筑垃圾成分易变性和多样性，使用前应进行原材料试验和配合比设计。
参考文献：
［1］CJJ1－2008，城镇道路工程施工与质量验收规范．
［2］JTGE51－2009，公路工程无机结合料稳定材料试验规程．
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