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【题  名】 建筑垃圾在公路上的应用 你知道吗?

【出  处】 中外公路

【日  期】 2017.11.07

【作  者】 /

【关键词】 环境治理 固废处理 建筑垃圾 公路垫层 级配组成

【正  文】

 
    垫层位于路面与路基之间,能改善土基的湿度和温度状况。当建筑垃圾撒铺于路基上时,需要用羊角碾压路机进行碾压,以达到要求的压实度。由于羊角碾压路机激振力较大,建筑垃圾不可避免地产生破碎。若建筑垃圾骨料的粒径太小,在羊角碾压路机的作用下会产生大量的粉末,严重影响垫层的性能;若建筑垃圾骨料的粒径太大,会产生较大的空隙率,压实度达不到要求。因此,合理的建筑垃圾级配组成是保证公路垫层强度的基础。
   农村拆迁产生的建筑垃圾粒径一般比较大,不能直接应用于公路垫层,需要进行破碎处理,而破碎后的建筑垃圾也需要有一定的级配才能应用于施工中。建筑垃圾破碎的加工工艺是基于建筑垃圾的级配进行优化,而规范中也没有相关的规定。因此,有必要对建筑垃圾的级配组成进行研究。
   建筑垃圾原材料分析
   建筑垃圾组成
   建筑垃圾的成分与农村房屋的结构有关,对于砖混结构而言,砖块、废旧混凝土、砂浆占90%以上;对于水泥砖(水泥砂浆)结构而言,砂浆、废旧混凝土占绝大部分;对于石砌房屋来讲,建筑垃圾主要由碎石、废旧混凝土组成。根据现场实地勘测,当地的房屋多是砖混结构,建筑垃圾主要有废旧混凝土、砖块、砂浆,此外含有少量的金属、木材以及塑料。从现场取样,并进行风干,然后人工将其按照不同材质分离,烘干后称其质量并计算其比例。
   建筑垃圾初始级配
   通过筛分试验,对采用移动式破碎机初步破碎的建筑垃圾颗粒进行分析。
   室内模拟方法研究
   初步采用振动击实仪模拟施工现场羊角碾压路机,振动击实仪击实效果取决于振动频率以及振动时间。由于羊角碾压路机的激振力远大于振动击实仪的激振力,为了能够在室内准确地模拟实际现场碾压破碎效果,需要确定振动击实仪合理的参数,即振动频率与振动时间。
   试验方案
   试验方法采用《公路土工试验规程》中的表面振动压实仪法,据振动成型经验以及振动击实仪的振动频率与振动时间的极限值,研究3种不同参数组合的振动破碎效果。
   试验结果分析
   根据建筑垃圾的筛分试验结果发现,粒径大于100mm的材料含量不到1%,可忽略不计,因此可近似地认为建筑垃圾的最大公称粒径为75mm,属于巨粒土。由于现行规范中没有关于巨粒土的级配,因此根据级配砾石应用于垫层的级配范围采用相似级配法制备扩大粒径的系列模型试料。相似级配法的原理如下:
   级配砾石的最大公称粒径为31.5mm,因此相似级配模比Mr=75/31.5=2.38,以级配砾石的级配为基准,再根据原料中各档料的比例进行加权平均,然后配料,在3种不同振动频率与振动时间的组合下进行振动击实试验。根据振动后的级配曲线、破碎后最大公称粒径、4.75mm筛孔的通过率等指标评价不同振动方案模拟羊角碾压路机的效果,最终选择破碎效果最佳的振动方案。
   可知:①方案2与方案3的级配曲线相似,而方案1的级配较方案2、方案3级配偏粗;②方案2与3振动后的最大公称粒径为37.5mm,方案1振动后的最大公称粒径为53mm;③细集料产生量:方案3>方案2>方案1。
   综上所述,方案2和3的振动破碎效果相似,均好于方案1;方案2振动频率为20~50Hz循环,对仪器本身危害较大,安全性较差。综合考虑,最终选用方案3,即振动频率为50Hz,振动时间120s,作为振动击实的参数。
   建筑垃圾最大粒径研究
   由于建筑垃圾的最大公称粒径为75mm,级配砾石的最大公称粒径为31.5mm,因此初步将75、63、53mm作为建筑垃圾最大公称粒径的研究对象,研究振动击实后最大公称粒径的变化。采用级配砾石的级配根据相似级配原理分别放大2.38、2、1.41倍进行配料,其中每档料中废旧混凝土、砖块与砂浆的比例为42:38:20。
   对不同最大公称粒径的建筑垃圾混合料进行振动击实,振动频率为50Hz,振动时间为120s,然后进行筛分试验,研究振动击实后最大公称粒径的变化,每组进行两个平行试验,取平均值作为最终试验结果。
   可知:①3组试验振动击实后最大公称粒径均为37.5mm;②由于羊角碾压路机的激振力大于振动击实仪的激振力,施工现场实际的破碎效果大于室内振动击实的破碎效果,因此建筑垃圾的最大公称粒径尽量取大值。另外,根据路基施工技术规范要求:路床填料最大粒径不超过100mm。综上所述,将建筑垃圾用于公路垫层时的最大公称粒径设计为75mm,即最大粒径为100mm。

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