陕西西咸北环高速公路建设再生建筑垃圾应用实践

建筑垃圾再生材料大规模应用定 额研究及经济效益分析
研究建筑垃圾再生材料在公路工程中的应 用特点，系统编制了建筑垃圾再生材料生产加工 、公路工程应用及相关工程机械台班费用定额， 解决了建筑垃圾材料在公路工程广泛应用的计价 依据问题。
生产加工
运输
三、科研创新 求突破
本科研项目已被列入： 交通运输部2013年度建设科技项目 2012年度陕西省科学技术研究发展计划项目 2012年陕西省科技统筹创新工程计划战略性新兴产业重大产品 （群）项目 陕西省交通运输厅2011年度交通科技项目
数量 (万方)
4 100 200 80 150 150 500 20
5 150 200 120 80 1759
路基沉降监测
建筑垃圾再生材料在特殊地基处理中的应用研究
研究建筑垃圾再生材料处理湿软地基、建筑垃圾桩处理湿陷性黄土 地基的设计参数、材料要求、施工质量控制和检测标准，通过室内试验 和现场试验段施工，解决了建筑垃圾再生大粒径粒料处理湿软地基的质 量控制难题，提出了建筑垃圾桩原材料规格、级配要求及建筑垃圾灰土 桩的最佳灰剂量及干密度，并埋设XBHV-10型分层沉降仪对湿陷性黄土 地基和湿软地基处理后的分层变形情况进行长期观测总结。
西咸北环线高速公路是国高 网连霍高速公路临潼至兴平 段的并行线，是“关天经济 区发展规划”和“西咸新区” 确定的交通建设重点工程。 全长122.61公里，设计时速 120公里/每小时，双向六车 道高速公路建设标准。计划 于2015年建成通车。
陕西省交通建设集团公司 SHAANXI PROVINCIAL COMMUNICATION CONSTRUCTION GROUP
掺量20%基层试件
现场取芯样
建筑垃圾再生材料在预制构件及附属工程中的应用研究
研究建筑垃圾再生材料应用于不同强度要求、不同部位预制构件 的材料分类及其性能指标，提出了材料技术要求和施工工艺；研究预 制构件中建筑垃圾再生材料不同掺配比例和配合比设计方法、施工技 术、质量控制措施、检测评定方法，提出了最佳配合比；
一、项目背景
建筑垃圾是指在对建筑物、构筑物的建 设、维修、拆除和装修的活动中产生的对建筑物 本身无用或不需要的排出物料。主要来源道路开 挖、建筑工地施工、旧建筑拆除。
据相关资料反映，全国每年产生的建 筑垃圾达20多亿吨，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， 仅西安市将新增建筑垃圾2亿多吨，垃圾累计 总量达到5亿吨以上，但资源化利用率不足2% 。
LJ-9合同段：K91+925～K92+866
LM-3合同段K82+500～K87+500
四、规模应用 创示范
建筑垃圾再生材料技术应用
为积极响应国家和交通 运输部节能减排号召，陕西 省交通运输厅以转变交通发 展形式、打造绿色交通、实 现科学可持续发展为宗旨， 率先在西咸北环线高速公路 大规模开展建筑垃圾再生材 料技术应用。
原材料
不同建筑垃圾含量的试件剖面
三、科研创新 求突破
建筑垃圾再生材料在公路工程中大规模应用设计方法研究
研究建筑垃圾再生材料用于公路工程不同部位的设计指标和设计要求；研究建筑垃圾再生材料路基设计的各类 断面形式，提出建筑垃圾再生骨料在预制构件、附属工程中应用的设计指标及要求；编制《公路工程应用建筑垃圾 再生材料设计指南》。
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陕西西咸北环高速公路建设再生建筑垃圾应用实践
张东省 教授级高工 陕西省交通建设集团公司 副总经理
2015年8月
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基
于
形
状
分
离
规模化加工建筑垃圾再生材料综合技术研究
的
研究建筑垃圾料源分布和料源特性，研究建筑垃圾规模化加工厂规划和设
砖
计，研发制造建筑垃圾再生材料生产设备，研究材料分类加工和回收方法，研
砼
分
究加工生产环境保护措施，进行成本与效益分析。编制《公路工程应用建筑垃
离
圾再生材料生产操作指南》。
设
备
三、科研创新 求突破
建筑垃圾再生材料 运输
拉运到施工 现场
拌
合
料
入
预制构件实体
模
路基
路面
应用 技术
小型预 制构件
路基初压
地基处 理
终压、路基 成型
路面基层成型
路面基层碾压
路面基层 摊铺
四、规模应用创示范
建筑垃圾再生材料在西咸北环线高速公路的综 合利用从最初的调研到大规模实施，历经了5年时间， 直接参与的领导、专家、科研、管理人员人数突破了 360人。
研究建筑垃圾再生材料应用于路基填筑的原材料 技术要求、施工工艺、质量控制标准和检测方法。通 过室内试验和现场试验段施工，研究形成《公路工程 应用建筑垃圾再生材料检验试验细则》、《公路工程 应用建筑垃圾再生材料路基施工技术指南》、《公路 工程应用建筑垃圾再生材料质量检验评定办法》。
EVD动态回弹模量检测
一、项目背景
◆建筑垃圾再生材料是传统路用材料的理想替代品
建筑垃圾替代部分传统材 料，作为路用材料，是降低工 程造价，弥补资源短缺的很好 途径。
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公路
二、西咸北环高速公路工程概况
三、科研创新 求突破
为确保建筑垃圾再生材料 各项科研工作的顺利开展和后 续大规模综合利用的科学实施， 先后在西咸北环线高速公路设 置了地基处理、路基填筑、路 面基层、小型预制构件4个类 别7处试验段供科研进行试验。
试验段 路基填筑
特殊地基处理 小型预制构件
路面工程
位置 LJ-2合同段：AK0+735～AK0+900 LJ-5合同段：K34+470～K34+770 LJ-6合同段：K47+670～K47+870 LJ-9合同段：K80+476～K80+805 LJ-11合同段：K114+533～K114+733
子课题3
建筑垃圾再生材料在特殊地基处理中的应用研究
子课题4 子课题5 子课题6 子课题7
建筑垃圾再生材料在路面工程中的应用研究 建筑垃圾再生材料在预制构件及附属工程中的应用研究 建筑垃圾再生材料在公路工程中大规模应用设计方法研究
建筑垃圾再生路用复合材料开发研究
子课题8
公路工程大规模应用建筑垃圾再生材料的环境影响研究
咸阳 西
西阳 村
工业大学 东堡子村
铁路北客站
冯家 滩 八家
堡 八家 滩
韩家 湾
医学 院
过塘 村
阎良区石川河道
四、规模应用 创示范 西咸北环线高速公路周边13处建筑垃圾料源实地照片
石川河道 西安医学院
八家滩
铁路北客站
西安工业大学
八家堡 S208泾河桥头
冯家滩 韩家湾 兴平西阳村
四、规模应用 创示范
研究建筑垃圾的污染源解析和建筑垃圾再生材料在路基中释放动力学特征，评价建筑垃圾再生材料在生产、运 输、使用环节中对环境的影响以及用于公路工程的环境效益分析，建立污染质在路基下的迁移转化数学模型。并对 建筑垃圾再生材料填筑路基进行长期环境监测。
三、科研创新 求突破
建筑垃圾再生材料大规模应用政策研究
通过分析研究建筑垃圾的产生、收集、运输、加工 生产及利用这一完整的过程，归纳在执法、管理、税收、 优惠政策利用等方面存在的问题，分析其原因并提出解决 途径。对现有政策进行研究，结合国内外先进经验提出政 策建议，为政府制定政策和决策提供参考依据，总结经验 ，为后续建筑垃圾的生产、应用提出指导和建议。
子课题9
建筑垃圾再生材料大规模应用政策研究
子课题10
建筑垃圾再生材料大规模应用定额研究及经济效益分析
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三、科研创新 求突破
建筑垃圾再生材料在路基工程中大规模 应用关键技术研究
三、科研创新 求突破
陕西省交通运输厅在广泛调研的基础上，确定了“建筑垃圾再生材料在公路工 程中大规模综合利用关键技术研究”总课题，成立了由冯西宁厅长亲自担任组长的课 题领导小组，组织长安大学、西安建筑科技大学、西安公路研究院等高等院校和科研 机构进行科研攻关。
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建筑垃圾桩试件
三、科研创新 求突破
建筑垃圾再生材料在路面工程中的应用研究
研究建筑垃圾再生材料应用于路面底基层、基层中的材料分类及其性能指标、配合比设计方法、均质性 控制措施、检测评定方法。通过室内试验和试验段施工，提出了建筑垃圾再生材料应用于路面基层的技术指 标及标准、最佳建筑垃圾掺配量及集料配合比，总结建筑垃圾再生材料在路面工程中应用的技术，编制《公 路工程应用建筑垃圾再生材料路面施工技术指南》。
西咸 北环 线高 速公 路周 边13 处建 筑垃 圾料 源储 存数
量
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
地点
阎良区石川河道 冯家滩 八家滩 八家堡村
西安医学院及周边 韩家湾
西安北客站广场周边 西安工业大学校园东 咸阳S208泾河桥头
兴平市西阳村 咸阳西收费站周围
兴平市过塘村 兴平市东堡子村 合计有效方量
室
建筑垃
内
圾再生
建筑垃
试
材料地
圾再生
前
验
基处理、
材料路
期
论证
路基填
面基层
调
设计
工
筑试验
试验段
研
程
段及大
及大面
招
规模实
积实施
标
施
四、规模应用 创示范
临建、地基、 路堤、路床、 路面、预制
构件
多用途
570万吨
大规模
社会效益、 经济效益显
著
各项工程质 量满足设计、
规范要求
砖砼分离设备、 EVD检测、快 速检测、建筑 垃圾施工定额
三、科研创新 求突破
总课题下设10个子课题，从建筑垃圾的收集、加工、分离、分类、性能、设计、施工应用、 污染控制、定额、政策、经济和环境效益等方面开展研究。
序号
课题名称
总课题
建筑垃圾在公路工程中规模化综合利用的关键技术研究
子课题1 子课题2
规模化加工建筑垃圾再生材料综合技术研究 建筑垃圾再生材料在路基工程中大规模应用关键技术研究
另外， 传统资源的无 节制开采，对生态环境破坏 严重；城市化进程及基础设 施的快速发展，造成了传统 资源的极度短缺。公路交通 行业可持续发展与碎石、砂 砾等地材短缺的矛盾日益突 出。
建设面临资源短缺
陕西省交通建设集团公司 SHAANXI PROVINCIAL COMMUNICATION CONSTRUCTION GROUP
低成本
高质量
新技术
四、规模应用 创示范
（一）路用建筑垃圾再生材料加工生产技术
S208泾河桥头
为确保建筑垃 圾再生材料综合利 用工程实施，结合 西咸北环线高速公 路工程实际，通过 对路线周边建筑垃 圾料源调查，以料 源补给可靠、方便 施工、便于运输为 宗旨，合理划分建 筑垃圾供货标段， 科学确定料场设厂 位置。
一、项目背景
◆应用现状
目前，建筑垃圾回收利用主要集中在市政、建筑领域，用来制作成混凝土骨料、 再生砌块、铺道砖等，应用时对建筑垃圾中的渣土还要剔除。应用效益低。
陕西省交通建设集团公司 SHAANXI PROVINCIAL COMMUNICATION CONSTRUCTION GROUP
一、项目背景
四四、、规科模研应攻用关创示范
建筑 垃圾 再生 材料 路用 技术
生产加工 技术
路基填筑 技术
地基处 理技术
路面基 层铺筑 技术
预制构件 应用技术
西咸北环线高速公 路建筑垃圾再生材料的 综合利用，开启了科研 、生产加工、应用这一 系统、完整且创新的高 速公路应用建筑垃圾新 模式。
建筑 垃圾 再生 材料
建筑垃圾再生路用复合粉体材料开发研究
研究建筑垃圾再生材料物理、化学活化技术，研究复合粉体材 料代替部分水泥在路面基层和砼预制构件中应用，进行技术经济分 析，比较其与传统材料的成本优劣，研究路用复合粉体材料加工方 法、施工工艺、质量控制指标和检测评定方法。
粉体材料
收缩性能测试
公路工程大规模应用建筑垃圾再生材料的环境影响研究
三、科研创新 求突破
邀请中国工程院徐德龙、李佩成院士以及王秉纲、陈家珑、沙爱民等国 内知名专家对科研方向进行论证，对科研工作进行指导。
徐德龙院士现场指导
李佩成院士与会指导
陕西省交通建设集团公司 SHAANXI PRቤተ መጻሕፍቲ ባይዱVINCIAL COMMUNICATION CONSTRUCTION GROUP
陈家珑教授与会指导