關(guān)鍵詞：高速公路；筑基材料；建筑廢渣；環(huán)境影響因子；工程示范

中圖分類號：X705 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

前言

開展綠色公路示范工程的創(chuàng)建，是貫徹落實(shí)五大發(fā)展理念，貫徹落實(shí)科技強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國、生態(tài)文明建設(shè)要求，踐行交通強(qiáng)國建設(shè)戰(zhàn)略等國家戰(zhàn)略的需要?；ǘ贾翓|莞高速公路項(xiàng)目處于路網(wǎng)規(guī)劃多，立交、管線布設(shè)密集城區(qū)，土地資源緊張，交通安全風(fēng)險大，迫切需要貫徹落實(shí)綠色公路建設(shè)及智慧發(fā)展等要求。

由于石灰石資源的不可再生性，石灰和水泥資源的替代就成為新材料學(xué)科所關(guān)注的話題。路基修筑需要的回填材料應(yīng)因地制宜，并考慮消納固廢為主，提高資源的循環(huán)和綜合利用率。建筑固廢主要來源于土建拆除的廢棄物，磚渣和混凝土孔隙較大、干密度較小導(dǎo)致吸水率高，不穩(wěn)定。在利用建筑固廢進(jìn)行路基修筑時，還要考慮重有害物質(zhì)遷移的風(fēng)險，油漆、涂料、隔層以及廢棄的電線電纜等物質(zhì)中多含有重金屬、防腐劑以及阻燃劑等。關(guān)于建筑廢棄物帶來的環(huán)境風(fēng)險，以及污染遷移特性研究不多，原因可能為該類材料最終以固定化形式存在，而以磚石為主的填料往往可以忽略污染物下滲風(fēng)險，但仍然無法忽視對環(huán)境的影響。此研究是綜合了前度理論和試驗(yàn)研究的成果，實(shí)踐了建筑固廢在城市高速公路路基修筑中的應(yīng)用，全面評估了各種建筑肥料的環(huán)境風(fēng)險，并提出了降低有害物遷移的建議。

1固廢循環(huán)利用實(shí)踐

1.1不同建筑廢料中重金屬評估

利用建筑廢棄物作為材料最大的問題是固廢成分復(fù)雜性會導(dǎo)致最終填充的不穩(wěn)定性，廢棄物含水泥、磚塊、鋼筋等成分，需去雜質(zhì)。采用固定鄂式粉碎機(jī)，將建筑固廢進(jìn)行深度破碎，并根據(jù)路基建設(shè)要求進(jìn)行一定尺寸的篩分。建筑廢物中的可轉(zhuǎn)移污染物主要是鋅、鉻、鎘、鉛、銅、砷、鋇，這些重金屬元素都是土壤污染的限制因子。降雨是導(dǎo)致重金屬遷移的主要因素，在評價風(fēng)險遷移時主要考慮降雨導(dǎo)致下滲水中的重金屬含量。

對此研究中收集到的建筑廢棄材料進(jìn)行采集和初步分選，按照《工業(yè)固廢采樣制樣技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 20-1998），此研究所獲得的建筑廢物主要是混凝土塊，占到41%；其次是廢磚塊，占比為32%；砂漿泥塊占比為10%；瓷磚塊占7%；金屬廢料占比為6%；其他材料占4%。

不同材質(zhì)中重金屬的含量差異較大，其中，Zn是含量較高的重金屬，經(jīng)檢測，廢棄磚塊和瓷磚中的Zn含量較高，其次是Pb、Cu含量，Cd的含量總體較低，但仍然高于原土，原土中Cr的含量本底值較高，遠(yuǎn)高于建筑廢料中的重金屬含量?；炷翂K是廢棄物中占比最大的，而其中的各項(xiàng)指標(biāo)相對較低，Zn含量為24.5mg/kg，Pb含量為10.6mg/kg，Cu含量為7.3 mg/kg，Cd含量為0.52mg/kg，均為土壤安全范圍值，而各項(xiàng)指標(biāo)含量較高的廢磚塊中Zn含量為101.2mg/kg，Pb含量為81.9mg/kg，Cu含量為29.2mg/kg，Cd含量為0.52mg/kg，也未超出使用限制，總體來說較為安全。

1.2粉碎后堆存物對環(huán)境的影響

將建筑廢料全部混合，經(jīng)過粉碎篩分，得到三種顆粒大小混合的廢料材料，塑性為19.3，低于建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)26，承載比為152.34，遠(yuǎn)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的30%，完全滿足作為公路建材的標(biāo)準(zhǔn)。將建筑固廢粉碎后顆粒直接進(jìn)行堆存淋洗實(shí)驗(yàn)（以本地全年以及最大降水量為依據(jù)），以探究其是否可能影響地表水。經(jīng)檢測，除了總磷含量為國家地表水II類指標(biāo)，其他重金屬含量均低于地表I類水指標(biāo)，短期堆存無環(huán)境風(fēng)險。大顆粒和小顆粒中總磷含量較低，而中顆粒中總磷含量較高?？傮w來說，混合使用，滲濾液對環(huán)境風(fēng)險較小。（見表1）

1.3壓實(shí)后對環(huán)境的影響

CBR是加州承載比，是評價路基強(qiáng)度的重要指標(biāo)以及路基填料選擇的重要依據(jù)。通過對不同級配的建筑固廢進(jìn)行CBR實(shí)驗(yàn)，分別控制路床、上路基和下路基壓實(shí)度達(dá)到96%、93%和90%。為了更好的表征材料性能，本實(shí)驗(yàn)利用中等顆粒進(jìn)行，在相同灌入量下（2.5 mm和5 mm），比較三個不同部位的CBR指數(shù)。

根據(jù)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTG 3430-2020）要求，需要比較2.5 mm和5mm灌入量時的CBR能夠達(dá)到的最大值，結(jié)果表明，壓實(shí)度與CBR值和膨脹量成正比，當(dāng)壓實(shí)度為96%時，CBR值達(dá)到143.45，相比壓實(shí)度為93%時提高了50%，可見對CBR貢獻(xiàn)最大的是壓實(shí)率。由于磚渣屬于骨架結(jié)構(gòu)的材料，壓實(shí)之后，顆粒發(fā)生變化，含水率相應(yīng)發(fā)生變化，但吸水對于骨架的影響并不大，因此膨脹平均值沒有明顯的變化。（見表2）

壓實(shí)后檢測不同區(qū)位下滲液對環(huán)境的影響，總磷、砷、汞、硒、銅、鋅、鉛、鎘、鐵、錳的含量均低于地表Ⅰ類水的標(biāo)準(zhǔn)，壓實(shí)可以顯著降低滲濾液中環(huán)境影響因素的含量。無環(huán)境影響風(fēng)險。（見表3）

2工程實(shí)踐

基于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)結(jié)果，此項(xiàng)目最終選用大顆粒和中顆粒的建筑磚渣作為路基筑基材料進(jìn)行工程實(shí)踐。在項(xiàng)目仙村北立交AKO+095～AKO+200軟基段利用建筑廢棄物進(jìn)行軟基換填試驗(yàn)段施工，總結(jié)利用建筑廢棄物進(jìn)行軟基換填施工工藝，根據(jù)試驗(yàn)路結(jié)果，指導(dǎo)后續(xù)采用建筑廢棄物進(jìn)行軟基換填施工。項(xiàng)目后期將持續(xù)關(guān)注路基的穩(wěn)定性。在進(jìn)行壓實(shí)之后，定期對周邊土樣和水樣進(jìn)行重金屬檢測。

3結(jié)束語

此項(xiàng)目通過室內(nèi)試驗(yàn)，確定了材料的基本性質(zhì)，包括單質(zhì)材料的顆粒、孔隙、吸水性等，全面評估了從原料、粉碎制備過程到壓實(shí)的環(huán)境影響因素。通過試驗(yàn)得到的顆粒粉碎和壓實(shí)比例最終在仙村北立交AKO+095～AKO+200軟基段得到工程示范。來自建筑廢材的筑基材料孔隙較大，較松散，吸水性強(qiáng)，獲取的單質(zhì)化材料中環(huán)境影響因子含量較低，無直接環(huán)境風(fēng)險?；旌戏鬯楹舐坊牧戏辖ㄖ寐坊牧系囊?，經(jīng)淋洗實(shí)驗(yàn)表明，滲濾液中環(huán)境影響因子含量較低，堆存對環(huán)境影響較小。滲濾液可達(dá)到地表Ⅱ類水指標(biāo)，無重金屬遷移風(fēng)險。CBR指數(shù)隨著壓實(shí)度的增加顯著增加，淋洗液中環(huán)境影響因子含量較低，對環(huán)境影響較小。滲濾液可達(dá)到地表Ⅰ類水指標(biāo)，無重金屬遷移風(fēng)險。