刍议低碳环保措施在道路设计中的应用.doc

1、刍议低碳环保措施在道路设计中的应用摘要: 目前随着我国经济的快速发展，各行各业都取得了很大的成就。我国虽然是资源大国，但人均资源量少，随着环境污染的加大和资源需求量的激增，低碳和环保的理念被越来越多的人提出和研究。在如今的生活中建筑垃圾也在不断产生，本文就主要从环保角度对建筑垃圾转化为路面基层材料予以分析，并列举实例进行了简要的说明。 关键词:道路;设计;低碳;环保 中图分类号：TU997 文献标识码： A 前言：当前我国公路建设正处于高速发展时期，半刚性基层材料广泛应用于各等级公路的路面结构中，各个地区根据本地区的资源和特点，使用的材料大同小异，其中应用较多的是水泥稳定砂砾。而天然砂砾属于自

2、然资源，其开采需要破坏水道、航道，目前很多地区供应紧张，价格不断上涨。目前对废弃的可再生资源进行基层方面的应用研究，取得了显著成果，为大批量的广泛推广和应用提供了依据，奠定了基础。对这两种材料进行适当配合比方面的改进，使其技术上可行，经济上合理，既是废旧利用，有利于环境保护，又可降低工程造价，满足可持续发展的科学要求。 1、建筑垃圾的危害 1）对土地、空气和水资源的污染 在我国城市化建设不断推进的情况下，环保问题也在不断的被提及，因为较多的建设带来了较多的建筑垃圾，这些垃圾的处理有两种堆放和填埋，但是长此以往这种方法并不适用，也给环境带来了负担。 2）破坏城市形象 由于城市建筑垃圾数量产生多、

3、体积大，其堆放场所会占用很大的空间。如果城市建筑垃圾堆放杂乱，且未能及时转运处理，必然会影响城市环境的美观。同时，如果监理不力导致建筑垃圾和生活垃圾混杂，还会导致细菌滋生，臭味四溢，严重损害城市形象和人们健康。 3）产生安全隐患 部分施工企业常常忽视城市建筑垃圾处理办法的规定，建筑垃圾堆放点选址随意，围栏和遮盖设施设置不规范，建筑垃圾往往露天堆放，容易引起安全事故，成为安全生产的隐患。 2、我国建筑垃圾的循环利用处理方式 在我国，建筑垃圾的循环利用处理方式经常多年的研究和实验，已经取得了很多成果，并逐步推广到城市建设施工过程之中，为建筑垃圾无害化处理、提高经济效益起到了积极的推进作用。 建筑垃

4、圾主要由石块、碎砖、混凝土，钢筋、铁丝等金属配件，以及木材、塑料、玻璃等构成。在对建筑垃圾的利用和处理中，应对建筑垃圾进行分类，然后根据各类垃圾的不同特性加以利用。如对建筑垃圾中的石块、混凝土块及碎砖进行处理后 , 可作为混凝土或砂浆的集料使用。建筑垃圾中的石块、混凝土块及碎砖也可直接用于加固软土地基。在对这些垃圾的利用中，主要是使用冲击或挤压，使垃圾与地基土壤融合，从而形成复合地基，提高地基的承载力。此外，像碎砖、水泥、沙石等可以经过粉碎和配置处理，制作空心专、实心砖、多孔砖等建筑材料。 3、建筑垃圾转化处理为道路基层材料 利用建筑垃圾制成粗细骨料和土，代替天然骨料作为道路基层材料，可节省天

5、然的矿物资源，减轻固体废物对环境的污染，真正做到材料的循环利用。这对解决砂石资源的短缺、降低成本、缓解运输压力、打击非法采砂、保护土地和环境、减少空气污染、发展循环 经济、生产绿色建材、搞好新农村建设都有积极的作用和显著的效果，对建设节约型社会有重要的意义。此外，还能彻底解决建筑垃圾的处理问题，节约用地，有效地保护了周围的土壤、水质环境和空气质量。建筑垃圾转化处理为道路基层材料(无机结合料)的生产工艺自动化程度高，适合大规模生产和运输。这一技术为我国大城市和超大城市建筑垃圾高效快速的大规模资源化利用提供了可能性。 4、建筑垃圾转化处理为道路基层材料的试验与结果 4.1 建筑垃圾成分与比例 为符

6、合生产实际情况，调查统计了多个地点的建筑垃圾，测定其中砂浆与废砖的平均质量比为 046，变异系数 C=36，比较均衡，具有一定的普遍性。本项研究将砂浆、碎砖和废混凝土分为两部分。由于破碎后的废混凝土其强度满足各级道路基层材料要求，因此不考虑混凝土的含量(因其强度高)。当加入一定量的骨料和水泥后，砂浆和碎砖的质量比在 025061 之间的建筑垃圾均满足道路基层的材料性能要求。4.2 建筑垃圾筛选与破碎 先将建筑垃圾中的木材、金属、玻璃等废料筛选出去，再通过破碎机将建筑垃圾破碎成符合要求的粒径大小。为防止试验或生产中碎砖被进一步碾压破碎，结合击实试验和压碎值试验得出将建筑垃圾破碎成细粒土(颗粒的最

7、大粒径为 95mm，且其中小于 236mm 的颗粒含量不少于80)，可极大降低其压碎性。由于废混凝土的强度高于道路基层材料的性能要求，因此仅侧重对碎砖和砂浆的性能进行研究，如表 1。 表 1 筛分后的颗粒比例 筛孔尺寸/mm 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 通过质量百分率/% 94.33 87.09 63.82 33.1 22.46 17.34 11.09 取代表性的样品进行压碎试验，测得其压碎值为 264，满足公路路面基层施工技术规范中水泥稳定基层的材料要求。 4.3 方案设计 依据工程经验，水泥剂量分别为 4，5，6，7，混合集料方案分别为单一建筑垃圾、

8、建筑垃圾掺 40碎石、建筑垃圾掺 40以下碎石，应用正交试验设计 L16(45)，经数据处理，得出掺 4O以上碎石的方案为最佳。为调整混合料的合成级配，掺入碎石和石屑的公称粒径为：二级和二级以下用 S11，其岩质为石灰岩，压碎值28。 4.4 混合料配合比 为获得较好的级配，利用电算软件，经过不断调整试配，得出在混合料中满足要求的建筑垃圾、碎石和石屑的比例范围：建筑垃圾2O6O，碎石 8020，石屑 020。再经成本核算，寻找经济技术平衡点后得出，建筑垃圾含量在 60时的成本最低。根据工程经验，同时考虑混合料的经济性，按表 2 的级配对同一种混合土样分别按 4，5，6，7的水泥剂量配制稳定土混

9、合料。再分别进行标准击实试验，得到各个水泥剂量下的最大干密度和最佳含水量。 4.5 无侧限抗压强度试验与分析 以试验所得的最佳含水量为标准，以水泥稳定细粒土 93的现场压实度相应的干密度 93制取(S11 碎石用 10cmh10cm 试件，S8 或 S7用 15cmh15cm 试件)圆柱形试件，经过 6 天保湿养生和 1 天的保水养生，检测不同水泥剂量下无侧限抗压强度 表 2 不同水泥剂量试件的无侧限抗压强度（MPa） 水泥剂量/% 4 5 6 7 编号 1 1.753 2.942 3.395 4.810 2 1.866 2.546 4.244 4.584 3 1.697 2.831 3.33

10、8 4.301 4 1.984 2.661 3.508 4.867 5 1.925 2.716 3.848 5.037 6 1.810 2.546 3.961 6.226 平均抗压强度 R 1.839 2.707 3.716 4.971 7 性能验证与经济分析 (1)为验证配比方案的可行性，以 5的水泥剂方案配制再生材料，铺筑了长为 100m、宽为 12m、厚为 02m 的路面基层试验路段。在 93压实度的条件下，混合料的松铺系数为 152156，钻芯试件强度为16151896MPa，弯沉值为 7810mm，各项指标都满足二级道路基层材料技术规范要求。 (2)工程经济分析。以宽度为 12m，厚

11、度为 02m，长度为 1km 的二级公路路面基层为例，共需稳定半刚性混合料实体为 2400m3，如果铺筑比例为 5.5水泥剂量的水泥稳定砂砾，造价为 86.4 万元；如果铺筑比例为石屑：S11 碎石：建筑垃圾=20：20：60，水泥剂量为 5.5的水泥稳定破碎土，造价为 60.48 万元。两者差价 25.92 万元公里。可见，使用建筑垃圾破碎土稳定类基层或底基层可降低道路材料成本30左右，具有推广价值。 8 结语 通过试验研究与试验路段验证，得到了建筑垃圾用于路面基层的配合比方案，同时验证了此类水泥稳定材料完全满足路用性能的要求，实现了建筑垃圾在道路工程中的应用。试验中所使用的建筑垃圾是在不含有废混凝土的情况下进行的，而实际生产中掺杂的废混凝土能满足更高等级道路基层的材料要求。若将成果广泛应用于实际工程，既能保护环境，又可降低路面材料成本 30，一举两得，值得倡导。 参考文献： 1交通部公路科学研究院 JTGF41-2008 公路沥青路面再生技术规范S北京:人民交通出版社 2008. 2 于培江 . 浅析城市建筑垃圾的循环利用 N. 科技创新导报，2011(3). 3杨晓光，黄渊，尹素花建筑垃圾配制再生混凝土的试验研究J 粉煤灰综合利用，2010(1) 4薛森森，王爱勤建筑垃圾生产建筑砂浆的配合比优化J 商品混凝土，2012(12)