CN104099845B - 以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，涉及公路路面结构改进技术领域，包括从下到上依次铺设的基底层、底基层、基层和面层；所述基底层和底基层的材料均为废弃混凝土，基底层所用废弃混凝土的粒径为50～150mm；底基层采用粒径为9.5～26.5mm的废弃混凝土；所述基层采用粒径为4.75～40mm的基层骨料；所述面层采用粒径为2.36～20mm的面层骨料。本发明不掺加结合料，依靠骨料间的嵌挤、锁结等作用使路面结构达到较好的强度、刚度以及稳定性，能够满足等级公路路面结构的路用要求。

Description

以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构

技术领域

本发明涉及公路路面结构改进技术领域，确切地说涉及一种以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，世界人口极大膨胀，自然资源日趋枯竭，而由工业生产和生活过程产生的废弃物也随之与日俱增。特别是建筑业发展十分迅猛，其产生的建筑垃圾也空前增加。根据日本“建设省”的统计，建筑垃圾约占废弃物总量的40%，1995年度全国建筑垃圾就达9900万吨；美国每年仅废弃的混凝土就有16000万吨，欧洲共同体废弃的混凝土已增加到16200万吨左右。我国每年新建房屋约6.5亿m²，每平方米排出垃圾约0.5～0.6吨，全年仅施工建设产生和排出的建筑垃圾近4000万吨。除此之外，旧建筑物的拆除垃圾也不容忽视，每平方米旧建筑拆除垃圾约为0.5～0.7吨，旧房拆除面积按新房面积的10%计算，则房屋拆除垃圾约为4000万吨左右。以上两项合计，我国建筑垃圾每年产生量约8000万吨。而且，解放初期浇筑的许多混凝土与钢筋混凝土结构物，大部分已经进人了老化毁坏阶段，城市改造建设也会拆除部分老的建筑，解体混凝土今后将越来越多。目前，我国建筑垃圾大部分未经处理直接掩埋。

长期以来，由于砂石骨料来源广泛易得，价格低廉，被认为是取之不尽、用之不竭的原材料而不被重视，随意开采，甚至滥采滥用，结果造成山体滑坡，河床改道，严重破坏自然环境。而且随着世界人口的日益增多，建筑业作为国民经济的支柱产业也有了突飞猛进的发展，对砂石骨料的需求量不断增长。由于长期开采造成的资源枯竭，使得原有砂石骨料源源不断的现象也不复存在，建筑业的可持续发展与骨料短缺的矛盾日益突出。

合理有效地利用建筑垃圾，既能节约资源又保护环境，对我国经济建设具有重要的现实意义。在公路工程中，如能将建筑垃圾加工成适合路面基层使用的再生骨料，而其性质又可达到路用要求，利用再生骨料建成新的道路基层，这不仅符合当前中国低等级公路基层的技术要求，又解决了建筑垃圾的再生利用问题，也为消纳建筑垃圾提供了有效的途径。

为此，公开号为 101698578A，公开日为 2010年4月28日的中国专利文献公开了一种以建筑垃圾作为公路路面基层材料,包含40～60%的建筑垃圾、20～45%的碎石和0～25%的石屑,所述的建筑垃圾由砂浆、碎砖和混凝土组成,其中砂浆与碎砖的重量比为30～60%,所述的建筑垃圾粒径为0.01～9.50mm,其中粒径0.01～2.36mm的建筑垃圾重量百分比大于90%。该发明可以处理城市中大量的建筑垃圾,节约了土地,减少了环境污染,同时,也降低了路面结构材料的成本。

但是，该发明仅采用建筑垃圾作为公路路面基层材料，在实际应用过程中，发现采用该材料的路面，其强度、刚度以及稳定性较差，不能满足等级公路路面结构的路用要求。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，本发明不掺加结合料，依靠骨料间的嵌挤、锁结等作用使路面结构达到较好的强度、刚度以及稳定性，能够满足等级公路路面结构的路用要求。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，其特征在于：包括从下到上依次铺设的基底层、底基层、基层和面层；所述基底层和底基层的材料均为废弃混凝土，基底层所用废弃混凝土的粒径为50～150mm；底基层采用粒径为9.5～26.5mm的废弃混凝土；所述基层采用粒径为4.75～40mm的基层骨料；所述面层采用粒径为2.36～20mm的面层骨料。

所述底基层采用单粒级配的废弃混凝土，其中：9.5-16mm粒径组占85%-95%，19.0-26.5mm粒径组占5%～15%。

所述基层采用连续级配的基层骨料，各粒径组取用的百分含量分别是：通过筛孔为37.5mm的占75～95%，通过筛孔为31.5mm的占66～88%，通过筛孔为26.5mm的占59～80%，通过筛孔为19mm的占46～71%，通过筛孔为16mm的占30～55%，通过筛孔为13.2mm的占18～40%，通过筛孔为9.5mm的占9～20%，通过筛孔为4.75mm的占0～13%。

所述面层采用连续级配的面层骨料，各粒径组取用的百分含量分别是：通过筛孔为19.5mm的占100%，通过筛孔为9.5mm的占50～70%，通过筛孔为4.75mm的占18～35%，通过筛孔为2.36mm的占0～14%。

所述基层骨料为100%的废弃混凝土。

所述基层骨料为废弃混凝土和废弃实心砖，废弃混凝土跟废弃实心砖的质量配比为70:30-100:0。

所述基层骨料为废弃实心砖和碎石，废弃实心砖与碎石的质量配比为60:40～90:10。

所述基层骨料为废弃混凝土、废弃实心砖和碎石，其中，碎石的含量为1%～10%，废弃实心砖的含量为50%～90%，其余用废弃混凝土填充；且当碎石的含量为1%时，废弃实心砖的最大含量为50%，当碎石含量为10%时，废弃实心砖的最大含量为90%。

所述面层骨料为废弃混凝土和碎石，废弃混凝土和碎石的配比为0:100～40:60。

所述废弃混凝土的压碎值小于35%。

所述废弃实心砖的压碎值小于45%。

施工时各结构层的压实度要求分别是：基底层为90%、底基层为95%、基层为95%，面层为92%。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

一、本发明中，采用从下到上依次铺设的基底层、底基层、基层和面层，且各层的粒径从下到上依次为“大-小-中-细”的方式构成公路路面结构，相对于现有技术，经过现场试验证明，路面结构能够达到较好的强度、刚度以及稳定性，满足低等级公路路面结构的路用要求，并且能够合理有效地利用建筑垃圾，节约工程造价，保护环境，同时解决了天然道路路基材料紧张的问题，对我国经济建设具有重要的现实意义。

二、本发明中，特定的选用“基底层所用废弃混凝土的粒径为50～150mm；底基层采用粒径为9.5～26.5mm的废弃混凝土；基层采用粒径为4.75～40mm的基层骨料；面层采用粒径为2.36～20mm的面层骨料”。现场试验中建渣处理试验路段最大弯沉值均小于要求290（0.01mm），满足低等级公路的要求。而且这种特定的各结构层的粒径要求使得骨料更加密实，达到骨料间的嵌固锁结作用。

三、本发明中，底基层采用单粒级配的废弃混凝土，其中：9.5-16mm粒径组占85%-95%，19.0-26.5mm粒径组占5%～15%。采用单粒级配的骨料能够填充基底层的孔隙，提高路基路面的整体性，提高骨料的密实程度。

四、本发明中，基层采用连续级配的方式，且各粒径组选用特定的百分含量，使得骨料联结更密实，达到嵌固锁结的作用。

五、本发明中，面层采用连续级配的方式，且各粒径组选用特定的百分含量。这样使得路面比较耐磨耗，并且使得路面压的更加密实，满足路用要求。

六、本发明中，基层骨料的四种方案，是考虑了建渣的来源和种类不同，可根据情况选用四种方案，四种方案均进行了试验,满足路用要求。如建渣中废弃混凝土占绝大部分，其压碎值小于35%，则骨料可采用100%废弃混凝土；如建渣中废弃实心砖占绝大部分，则骨料可采用废弃实心砖加碎石。

七、本发明中，废弃混凝土压碎值要求小于35%，废弃实心砖的压碎值要求小于45%。在这种压碎值满足要求的情况下，本发明中提到的不同配比的材料的CBR可以达到80%，满足路用。

八、本发明中，各结构层的压实度要求分别是：基底层为90%、底基层为95%、基层为95%，面层为92%。根据《公路路基施工技术规范》(JTGF10一2006)关于四级公路的路基路面压实度规定来规定的，以保证路基不会产生过大的变形。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为公路路面结构的示意图。

图中标记：

1、基底层，2、底基层，3、基层，4、面层。

具体实施方式

实施例1

作为本发明的一较佳实施方式，其包括从下到上依次铺设的基底层、底基层、基层和面层；所述基底层和底基层的材料均为废弃混凝土，基底层所用废弃混凝土的粒径为50～150mm；底基层采用粒径为9.5～26.5mm的废弃混凝土；所述基层采用粒径为4.75～40mm的基层骨料；所述面层采用粒径为2.36～20mm的面层骨料。

实施例2

作为本发明的最佳实施方式，本发明为 “大-小-中-细”的道路结构，从下而上分别为：地基处理采用主要粒径为100mm的大块建渣；底基层采用间断级配的粒径10～20mm的小块建渣；基层选用粒径4.75～40mm的中间块建渣（含一定比例碎石）；面层选用2.36～20mm的建渣与碎石。

本发明中路基路面结构层设计如图1所示：

图中所述结构层1中，材料的成分：大块废弃混凝土。

图中所述结构层2中，材料的成分：破碎后的废弃混凝土块。

图中所述结构层3中，材料的成分有四种可选方案：a.废弃混凝土；b.废弃混凝土与废弃实心砖块；c.废弃实心砖加一定比例碎石；d.废弃混凝土加废弃实心砖加一定比例碎石。

图中所述结构层4中，材料的成分为：一定比例的碎石与废弃混凝土。

图中所述各结构层骨料粒径范围如下：

（1）建渣基底处理再生骨料粒径：50～150mm，以100mm为主；

（2）底基层再生骨料粒径：9.5～26.5mm；

（3）基层骨料粒径：4.75～40mm；

（4）面层骨料粒径：2.36～20mm。

本发明所述的建筑垃圾的骨料性能上需达到如下要求：

1. 废弃混凝土的压碎值小于35%。

2. 废弃实心砖的压碎值小于45%。

本发明底基层用的是单粒级配的混凝土，取9.5-16mm粒径组85%-95%，取19.0-26.5mm粒径组5%～15%。

本发明基层采用连续级配，各粒径组取用的百分含量如下表所示：

基层材料有四种方案：

第一种：采用100%混凝土。

第二种：采用混凝土加砖块，通过压碎值实验得出，混凝土跟砖的配比为70:30-100:0为宜。

第三种：采用砖加碎石，通过压碎值实验得出，砖跟碎石的配比为60:40～90:10为宜。

第四种：采用混凝土加砖加碎石，通过压碎值实验得出，碎石的含量为1%～10%，砖的含量为50%～90%，（当碎石的含量为1%时，砖的最大含量为50%；当碎石含量为10%时，砖的最大含量为90%），其余用混凝土填充。

本发明面层采用连续级配，各粒径组取用的百分含量如下表所示：

根据磨耗试验得出，混凝土和碎石的配比为0:100～40:60为宜。

施工时各结构层的压实度要求：结构层1为90%，结构层2为95%，结构层3为95%，结构层4为92%。

本发明的经过现场试验证明，路面结构能够达到较好的强度、刚度以及稳定性，满足低等级公路路面结构的路用要求。

本发明能够合理有效地利用建筑垃圾，节约工程造价，保护环境，同时解决了天然道路路基材料紧张的问题，对我国经济建设具有重要的现实意义。

Claims (10)

1.一种以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，其特征在于：包括从下到上依次铺设的基底层、底基层、基层和面层；所述基底层和底基层的材料均为废弃混凝土，基底层所用废弃混凝土的粒径为50～150mm；底基层采用粒径为9.5～26.5mm的废弃混凝土；所述基层采用粒径为4.75～40mm的基层骨料；所述面层采用粒径为2.36～20mm的面层骨料。

2.根据权利要求1所述的以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，其特征在于：所述底基层采用单粒级配的废弃混凝土，其中：9.5-16mm粒径组占85%-95%，19.0-26.5mm粒径组占5%～15%。

3.根据权利要求1或2所述的以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，其特征在于：所述基层采用连续级配的基层骨料，各粒径组取用的百分含量分别是：通过筛孔为37.5mm的占75～95%，通过筛孔为31.5mm的占66～88%，通过筛孔为26.5mm的占59～80%，通过筛孔为19mm的占46～71%，通过筛孔为16mm的占30～55%，通过筛孔为13.2mm的占18～40%，通过筛孔为9.5mm的占9～20%，通过筛孔为4.75mm的占0～13%。

4.根据权利要求3所述的以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，其特征在于：所述面层采用连续级配的面层骨料，各粒径组取用的百分含量分别是：通过筛孔为19.5mm的占100%，通过筛孔为9.5mm的占50～70%，通过筛孔为4.75mm的占18～35%，通过筛孔为2.36mm的占0～14%。

5.根据权利要求4所述的以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，其特征在于：所述基层骨料为100%的废弃混凝土。

6.根据权利要求4所述的以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，其特征在于：所述基层骨料为废弃混凝土和废弃实心砖，废弃混凝土跟废弃实心砖的质量配比为70:30-100:0。

7.根据权利要求4所述的以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，其特征在于：所述基层骨料为废弃实心砖和碎石，废弃实心砖与碎石的质量配比为60:40～90:10。

8.根据权利要求4所述的以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，其特征在于：所述基层骨料为废弃混凝土、废弃实心砖和碎石，其中，碎石的含量为1%～10%，废弃实心砖的含量为50%～90%，其余用废弃混凝土填充；且当碎石的含量为1%时，废弃实心砖的最大含量为50%，当碎石含量为10%时，废弃实心砖的最大含量为90%。

9.根据权利要求1所述的以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，其特征在于：所述面层骨料为废弃混凝土和碎石，废弃混凝土和碎石的配比为0:100～40:60。

10.根据权利要求1所述的以建筑垃圾作为骨料的公路路面结构，其特征在于：施工时各结构层的压实度要求分别是：基底层为90%、底基层为95%、基层为95%，面层为92%。