建筑再生材料用作路基填料的CBR试验研究_黄开正

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摘要
关键词
1、引言
建筑垃圾是在对建筑物实施新建、改建、扩建或者是拆除过程中产生的固体废弃物。

根据建筑垃圾的产生源的不同，可以分为施工建筑垃圾和拆毁建筑垃圾。

建筑垃圾对我们的生活环境具有广泛地侵蚀作用，建筑垃圾如果实行长期不管的态度，那么对于城市环境卫生，居住生活条件，土地质量评估等都有恶劣影响。

首先大量的土地堆放建筑垃圾后，会降低土壤的质量，降低土壤的生产能力；建筑垃圾堆放于空气中，影响空气质量，一些粉尘颗粒会悬浮于空气中，有害人体健康；建筑垃圾在堆放过程中，长期的堆积是建筑垃圾的有害物质渗入到地下水域，污染水环境；如果建筑垃圾在城市中堆放的话，对城市环境，美观度都不利；建筑垃圾的堆放可能存在某些安全隐患，随时可能会发生一些事故。

2012年4月24日，第三届国际基础设施投资与建设高峰论坛在澳门开幕。

根据相关文件显示，我国目前是世界上基础建设投入最大的国家，只每年新建建筑量来说，每年新增约20亿平方米新建面积，相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材。

由于基础建设产生的建筑垃圾在我国已非常庞大，根据统计，我国每年的建筑垃圾数量已在城市垃圾总量中所占比例高达40％，成为废物管理中的难题。

根据对砖混结构、全现浇结构和框架结构等建筑的施工材料损耗的粗略统计，在每万平米建筑的施工过程中，仅建筑垃圾就会产生500～600吨；每万平方米拆除的旧建筑，将产生7000～12000吨。

据不完全统计，我国城乡建设中每年拆除老旧建筑产生建筑垃圾2亿吨，每年20亿平方米新建面积产生建筑垃圾1-1.2亿吨。

由此可见，建筑垃圾处理工作已经刻不容缓。

基于此，本文主要对建筑垃圾用做城市道路路基填料进行深入系统的CBR 试验研究。

2、试验概况
建筑再生材料用作路基填料的CBR试验研究
□ 云南交通职业技术学院 黄开正
□ 北京交通大学土建学院 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室 肖宏
我国正处于基础建设高峰期，每年因旧建筑拆除和新建各种建筑所产生的各种建筑垃圾数亿吨，约占国家每年垃圾总量的30~40%。

可见对建筑垃圾进行有效处理刻不容缓。

为提倡低碳经济及有效保护环境，本文就建筑垃圾用做城市道路路基填料进行了深入系统的CBR试验研究。

研究结果认为：建筑再生材料用做路基填料时，各项指标满足相关要求，可用于城镇道路路基填筑，但在轧制过程中，最大粒径宜控制在20mm~31.5mm之间。

建筑垃圾；建筑再生材料；CBR试验；路基填筑
加州承载比(CBR)试验是1928年美国加州公路局住进行沥青路面破坏调查时，为比较材料的强度而提出的。

CBR 值是反映在进行贯入试验之后，试样中部分土体与整体之间产生相对位移(即剪切)时，在滑动面(即剪切而)上所产生的抗剪切力特性的表征，是土壤抗局部剪切力强度(潜在强度)的反映。

其值反映到公路路基上则是指路基的抗局部剪切力的能力。

本试验进行CBR 试验主要是考察路基填料的强度指标。

本试验选用的建筑垃圾再生材料的主要成份为经轧制的一定粒径的混凝土、砂浆、瓷砖、红砖、石灰颗粒和碎石。

路基填料室内试验研究中，首先对40mm 以下、10mm 以上的颗粒进行人工分拣，其中红砖块、混凝土块、砂浆块、瓷砖块、石灰块作为砖，碎块石作为石，设置的室内研究的砖石比例。

来样建筑再生材料经过分拣，试验确定砖石比例为砖：石=80%：20%。

在研究过程中考虑到最不利情况，设置另一种砖石比例为砖：石=100%：0%，即建筑再生材料中不含碎块石。

3、试验结果及分析
本试验选取40mm （圆孔筛）、31.5mm （方孔筛）、20mm （圆孔筛）3种最大粒径的建筑再生材料进行室内CBR 试验研究。

试验结果如表1。

3.1砖石不同比例的影响分析
砖石不同比例时的CBR 值见下图1所示。

从上表1及图1可以看出，总体上建筑再生材料随着击实次数的增加，CBR 值有显著增大，对于砖石比例为80%：20%的材料，击实次数从30次变化到50次时，CBR 值增大了约76.0%，从50次变化到98次时，CBR 值增大了约73.2%。

对于砖石比例为100%：0%的材料，击实次数从30次变化到50次时，CBR 值增大了约55.6%，从50次变化到98次时，CBR 值增大了约117%。

此外，由试验结果还可看出，建筑再生材料中当含有一定的碎石
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时，对增加承载力具有显著的效果，有20%碎石相对于没有碎石的建筑再生材料，CBR 值在击实次数为30、50、98时分别大51.7%、71.5%、36.9%。

3.2不同粒径的影响分析
建筑再生材料不同粒径时的CBR 值见下图2所示。

从上表1及图2中可以看出，总体上3种粒径大小的建筑再生材料均随着击实次数的增加而有显著增大。

3种最大粒径的建筑再生材料，最大粒径从40mm 到20mm 时，砖石比例为80%：20%的建筑垃圾再生材料，98次击实CBR 值从69.8%增长到101.7%，增长幅度为31.4%，其主要是因为随着粒径的降低，试件密实性和均匀性提高，从而强度提高。

4、结论
建筑再生材料用做路基填料时，实测指标满足《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1-2008）要求，可用于城镇道路路基填筑，在轧制过程中，最大粒径宜控制在20mm~31.5mm 之
表1 建筑再生材料用作路基填料的CBR试验结果序号测试指标材料类别
控制指标
建筑再生材料 1
成份比例（%）①
砖：石= 80%：20%砖：石=100%：0%2
CBR值 （%）
40mm以下颗粒约占98%
30次22.915.1　50次40.323.5　98次
69.851.0　0~30cm(95区)37.123.9≥8.030~80cm(95区)37.123.9≥5.080~150cm(93区)26.818.0　≥4.0>150cm(90区)　——≥3.03
CBR值 （%）CBR值 （%）
最大粒径31.5mm
30次36.9—　50次
58.2—　98次97.4—　0~30cm(95区)51.5—≥8.030~80cm(95区)51.5—≥5.080~150cm(93区)40.8—　≥4.0>150cm(90区)—　—≥3.04
CBR值 （%）
最大粒径20mm
30次43.7—　50次63.1—　98次
101.7—　0~30cm(95区)67.8—≥8.030~80cm(95区)67.8—≥5.080~150cm(93区)48.5—　≥4.0>150cm(90区)
—　
—
≥3.0备注：①成份比例：建筑垃圾再生材料指砖石比例，其中砖指红砖和砂浆块，石指碎石及混凝土块，以10mm及以上颗粒的分拣结果为准。

图1 砖石不同比例时的CBR试验结果
图2 不同粒径时的CBR试验结果
间。

此外，现场铺筑时，当采用的材料成分比例发生变化时，应重新取样进行试验，确定材料的技术参数。

科研项目：西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室开放研究基金资助课题（2010-HRE-05）。

参考文献：
[1] 中华人民共和国交通部．公路土工试验规程（JTG E40-2007）．人民交通出版社，2007
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部．城镇道路工程施工与质量验收规范（CJJ1-2008）．中国建筑工业出版社，2008
[3] 庞巍，杨广庆，吕鹏．影响公路路基填料CBR试验值的因素分析．石家庄铁道学院学报，2006.19（4）：26-29
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