北極星固廢網訊:墊層位於路面與路基之間，能改善土基的溼度和溫度狀況。當建築垃圾撒鋪於路基上時，需要用羊角碾壓路機進行碾壓，以達到要求的壓實度。由於羊角碾壓路機激振力較大，建築垃圾不可避免地產生破碎。若建築垃圾骨料的粒徑太小，在羊角碾壓路機的作用下會產生大量的粉末，嚴重影響墊層的性能;若建築垃圾骨料的粒徑太大，會產生較大的空隙率，壓實度達不到要求。因此，合理的建築垃圾級配組成是保證公路墊層強度的基礎。
農村拆遷產生的建築垃圾粒徑一般比較大，不能直接應用於公路墊層，需要進行破碎處理，而破碎後的建築垃圾也需要有一定的級配才能應用於施工中。建築垃圾破碎的加工工藝是基於建築垃圾的級配進行優化，而規範中也沒有相關的規定。因此，有必要對建築垃圾的級配組成進行研究。
建築垃圾原材料分析
建築垃圾組成
建築垃圾的成分與農村房屋的結構有關，對於磚混結構而言，磚塊、廢舊混凝土、砂漿佔90%以上;對於水泥磚(水泥砂漿)結構而言，砂漿、廢舊混凝土佔絕大部分;對於石砌房屋來講，建築垃圾主要由碎石、廢舊混凝土組成。根據現場實地勘測，當地的房屋多是磚混結構，建築垃圾主要有廢舊混凝土、磚塊、砂漿，此外含有少量的金屬、木材以及塑料。從現場取樣，並進行風乾，然後人工將其按照不同材質分離，烘乾後稱其質量並計算其比例。
建築垃圾初始級配
通過篩分試驗，對採用移動式破碎機初步破碎的建築垃圾顆粒進行分析。
室內模擬方法研究
初步採用振動擊實儀模擬施工現場羊角碾壓路機，振動擊實儀擊實效果取決于振動頻率以及振動時間。由於羊角碾壓路機的激振力遠大于振動擊實儀的激振力，為了能夠在室內準確地模擬實際現場碾壓破碎效果，需要確定振動擊實儀合理的參數，即振動頻率與振動時間。
試驗方案
試驗方法採用《公路土工試驗規程》中的表面振動壓實儀法，據振動成型經驗以及振動擊實儀的振動頻率與振動時間的極限值，研究3種不同參數組合的振動破碎效果。
試驗結果分析
根據建築垃圾的篩分試驗結果發現，粒徑大於100mm的材料含量不到1%，可忽略不計，因此可近似地認為建築垃圾的最大公稱粒徑為75mm，屬於巨粒土。由於現行規範中沒有關於巨粒土的級配，因此根據級配礫石應用於墊層的級配範圍採用相似級配法製備擴大粒徑的系列模型試料。相似級配法的原理如下：
級配礫石的最大公稱粒徑為31.5mm，因此相似級配模比Mr=75/31.5=2.38，以級配礫石的級配為基準，再根據原料中各檔料的比例進行加權平均，然後配料，在3種不同振動頻率與振動時間的組合下進行振動擊實試驗。根據振動後的級配曲線、破碎後最大公稱粒徑、4.75mm篩孔的通過率等指標評價不同振動方案模擬羊角碾壓路機的效果，最終選擇破碎效果最佳的振動方案。
可知：①方案2與方案3的級配曲線相似，而方案1的級配較方案2、方案3級配偏粗;②方案2與3振動後的最大公稱粒徑為37.5mm，方案1振動後的最大公稱粒徑為53mm;③細集料產生量：方案3>方案2>方案1。
綜上所述，方案2和3的振動破碎效果相似，均好於方案1;方案2振動頻率為20~50Hz循環，對儀器本身危害較大，安全性較差。綜合考慮，最終選用方案3，即振動頻率為50Hz，振動時間120s，作為振動擊實的參數。
建築垃圾最大粒徑研究
由於建築垃圾的最大公稱粒徑為75mm，級配礫石的最大公稱粒徑為31.5mm，因此初步將75、63、53mm作為建築垃圾最大公稱粒徑的研究對象，研究振動擊實後最大公稱粒徑的變化。採用級配礫石的級配根據相似級配原理分別放大2.38、2、1.41倍進行配料，其中每檔料中廢舊混凝土、磚塊與砂漿的比例為42:38:20。
對不同最大公稱粒徑的建築垃圾混合料進行振動擊實，振動頻率為50Hz，振動時間為120s，然後進行篩分試驗，研究振動擊實後最大公稱粒徑的變化，每組進行兩個平行試驗，取平均值作為最終試驗結果。
可知：①3組試驗振動擊實後最大公稱粒徑均為37.5mm;②由於羊角碾壓路機的激振力大于振動擊實儀的激振力，施工現場實際的破碎效果大於室內振動擊實的破碎效果，因此建築垃圾的最大公稱粒徑儘量取大值。另外，根據路基施工技術規範要求：路床填料最大粒徑不超過100mm。綜上所述，將建築垃圾用於公路墊層時的最大公稱粒徑設計為75mm，即最大粒徑為100mm。
建築垃圾最小粒徑研究
《公路瀝青路面設計規範》中規定：當級配礫石為排水與防凍墊層時，0.075mm篩孔的通過率不大於5%。在進行試驗確定建築垃圾的最大粒徑時發現0.075mm的通過率為10%~20%，因此，通過提高建築垃圾的最小公稱粒徑和悶料等方法來控制破碎後建築垃圾0.075mm篩孔的通過率。為了能滿足排水與防凍墊層的要求，需要對建築垃圾的最小公稱粒徑進行研究。
初步將建築垃圾的最小公稱粒徑設為0、2.36、4.75、9.5mm，最大公稱粒徑均為75mm，根據相似級配原理放大2.38倍進行配料，其中每檔料中廢舊混凝土、磚塊與砂漿的比例為42:38:20。
對不同最小粒徑的建築垃圾進行振動擊實，振動頻率為50Hz，振動時間為120s，然後進行篩分試驗，研究振動擊實後建築垃圾0.075mm篩孔的通過率隨建築垃圾最小粒徑的變化規律，每組進行兩個平行試驗，取平均值作為最終試驗結果。
可知：
(1)建築垃圾振動擊實後0.075mm篩孔的通過率隨建築垃圾最小粒徑的變化規律為先減小後增大。當建築垃圾的最小粒徑為4.75mm時，振動擊實後0.075mm篩孔的通過率最小，為5.1%。
(2)由於建築垃圾的最大公稱粒徑為75mm，在有限的試筒體積範圍之內，建築垃圾的最小粒徑太小時，不能完全填充空隙，形成骨架空隙結構，在7000N激振力作用下，產生較多的粉末;隨著粒徑的增加，建築垃圾逐漸由骨架空隙結構向骨架密實結構轉化，當最小粒徑為4.75mm時，正好形成骨架密實結構，產生的粉末較少;當最小粒徑大於4.75mm時，建築垃圾逐漸由骨架密實結構向骨架空隙結構轉化，在7000N激振力的作用下，也會產生較多的粉末。
(3)當建築垃圾的最小粒徑為4.75mm時，建築垃圾產生的粉末最少，也能夠滿足排水與防凍墊層的要求。因此，將建築垃圾的最小粒徑設計為4.75mm。
建築垃圾級配研究
建築垃圾的初始級配確定
以級配礫石作為公路墊層的級配為基礎，採用相似延伸法對其進行延伸，得到最大公稱粒徑為75mm、最小公稱粒徑為4.75mm的級配範圍，作為建築垃圾的初始級配範圍。
建築垃圾級配的優化
根據建築垃圾初始級配範圍取7組級配，分別為級配的上限、中值、下限、上限和中值之間取兩個級配、下限和中值之間也取兩個級配，進行振動擊實試驗，為了消除誤差，將振動後得到的7組級配進行擬合，觀察振動後的級配是否能夠滿足級配礫石的級配範圍。
可知：採用相似級配原理配料振動擊實後的級配0.15～26.5mm符合級配礫石用作墊層時的級配要求，0.075、31.5mm以上的通過率不滿足級配礫石的要求。表明由級配礫石級配範圍延伸得到的建築垃圾級配範圍偏粗，具體表現在以下幾個方面：①建築垃圾級配中>37.5mm篩孔的通過率偏小，且級配範圍太寬;②4.75mm篩孔的通過率偏大。
根據振動擊實後建築垃圾的級配擬合曲線特點，對由相似級配延伸法得到的最大公稱粒徑為75mm、最小公稱粒徑為4.75mm的建築垃圾級配進行優化，即得建築垃圾用於公路墊層的級配範圍。
結論與進一步研究建議
以級配礫石的級配範圍為基礎，根據相似級配延伸法以及建築垃圾破碎後級配的變化規律，得到了建築垃圾應用於墊層的級配範圍。可根據此級配範圍確定破碎設備的參數使之生產較為合理的建築垃圾再生骨料，也可根據此級配範圍對建築垃圾配合比進行設計，使建築垃圾更為合理地應用於公路墊層施工中。
(1)通過振動壓實試驗得到適用於公路墊層的建築垃圾最大粒徑推薦為100mm，最小粒徑推薦為4.75mm。(2)通過對建築垃圾破碎後級配變化趨勢的研究，確定了建築垃圾的級配範圍。(3)建築垃圾的級配是基於室內試驗進行設計的，還需要根據實際施工對其進行驗證。
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