随着基础设施和城镇化建设的发展，建筑垃圾越来越多，不仅侵占土地、污染环境、影响市容和环境卫生，而且还有一定的安全隐患。在公路建设中，由于砂石来源广泛、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。但是天然砂石属于不可再生资源，它们的形成需要漫长的地质年代中国沥青网sinoasphalt.com。如果不加限制地开采，就如当前的煤炭、石油、天然气一样，将会出现材料短缺的局面。近几年来，公路、铁路等基础设施建设对砂石材料的需求量不断增长，对地材需求的依赖也日益加深，但长期开采造成了资源枯竭，使得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。综合利用建筑垃圾生产再生材料替代砂石材料是解决公路地材短缺的一种有效途径。

该文通过对建筑垃圾的CBR值、无侧限抗压强度、水稳定性能和冻稳定性能进行研究，确定建筑垃圾的路用性能。

建筑垃圾原材料分析

建筑垃圾组成

该文采用的建筑垃圾主要包括砖块、废旧混凝土、砂浆。

建筑垃圾级配

通过筛分试验，对建筑垃圾颗粒的级配进行分析。

最佳含水率和最大干密度

由于建筑垃圾的最大公称粒径为75mm，而根据室内表面振动压实仪法测定最大干密度设备的最大允许粒径为53mm。因此采用相似级配法对建筑垃圾的级配进行处理。

相似级配系列延伸法的基本原理与方法

(1)根据建筑垃圾的特点，选定建筑垃圾的代表级配，该级配则为原型级配，它的最大粒径为dh。(2)根据现有测定小粒径颗粒的设备所允许的最大粒径，在此范围选定出仪器允许的系列料的最大粒径，如dm1、dm2、dm3、dm4、dm5、…，分别作为系列模型级配料的最大粒径dm。(3)以原型级配为基础，用上述系列模型级配配料的最大粒径，按相似级配法确定出模型级配，即对应于一个模型级配的最大粒径，则有一条模型级配曲线和相应的级配模数M。(4)计算级配模数。(5)对每个模型级配料分别用振动法测定出最大干密度ρdmax值。

试验结果

选出19、26.5、31.5、37.5、53mm分别为系列模型级配料的最大粒径。根据原型级配和选定的模型级配的最大粒径，按相似法确定系列模型级配和级配曲线，并按m＝dh/dm计算级配模数分别为5.3、3.8、3.2、2.7、1.9。

振动试验中，5组试料加水量分别为建筑垃圾质量的14%、17%、20%、23%、26%，每组进行两个平行试验，取其平均值作为试验结果。

可知：最大粒径为53mm的模型级配料最大干密度为1.756g/cm3，最佳含水率为13.2%。对每个模型级配试料均采用上述方法测定最大干密度。

建筑垃圾路用性能研究

CBR值

采用振动击实法成型试件，试件尺寸15.2cm×12cm，然后进行加州承载比试验。测定CBR值时，分两种情况：一是只含有建筑垃圾；二是加入1.5%和2%的水泥。

可知：

(1)建筑垃圾的CBR值为104%，而路基填料所要求的CBR值为5%，因此该建筑垃圾试样完全满足公路基层、垫层材料所需要的强度要求。

(2)当在建筑垃圾中分别加入1.5%、2%的水泥时，CBR值提升到157.6%、208.3%，表明水泥对建筑垃圾的CBR值具有明显的提升作用。因为水泥是刚性材料，也能起固结作用，因此能显著提高其CBR值。

无侧限抗压强度研究

为分析建筑垃圾混合料的整体稳定性，采用室内7d无侧限抗压强度进行表征。试验时，控制建筑垃圾的含水量为最佳含水量，试件成型后养生7d。具体试验步骤见《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中无机结合料稳定材料无侧限抗压强度的试验方法，试件尺寸为15cm×15cm，每组试件为3个，用压力机测其无侧限抗压强度，取其平均值作为试验结果。

可知：建筑垃圾混合料7d无侧限抗压强度可达1.2MPa，可用于公路的垫层。

水稳定性能研究

路面垫层的一个重要功能就是隔断地下水对路基的影响，减少水分向路面结构层内移动。这就要求垫层材料本身具有足够好的水稳定性能，包括两个方面：一是建筑垃圾材料本身的耐水性；二是建筑垃圾混合料的渗水性。

建筑垃圾的耐水性研究。在研究建筑垃圾的水稳定性能时，采用软化系数指标评价建筑垃圾材料本身的耐水性：

进行软化系数试验时，采用振动成型15cm×15cm的试件，第一组养生7d，不饱水，测其7d无侧限抗压强度；另一组养生7d，然后饱水1d，测其无侧限饱水抗压强度，二者的比值即为建筑垃圾材料的软化系数。由于试件进行饱水1d后，第2d就松散了，因此，成型试件时分别加入了1.5%、2%的水泥，研究水泥掺量为1.5%、2%条件下建筑垃圾的耐水性。

可知：当水泥掺量为1.5%时，建筑垃圾的软化系数为67.2%；当水泥掺量为2%时，建筑垃圾的软化系数为79.8%。表明：建筑垃圾中掺入一定量的水泥，能够提高建筑垃圾的耐水性。因为掺加水泥时，水泥能作为建筑垃圾混合料的粘结料，能提高其整体强度。

建筑垃圾混合料渗水性研究。建筑垃圾混合料的渗水性能采用两种方法进行评价，一是根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中无机结合料稳定材料渗水试验方法成型15cm×15cm的试件，测其渗水系数的方法评价建筑垃圾的渗水性能；二是根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中成型车辙板测试沥青混合料的渗水系数的方法评价建筑垃圾混合料的渗水性能，具体试验步骤参照以上两个试验规程。

可知：

(1)两种方法测得的建筑垃圾混合料的渗水系数相差不大，表明圆柱体试件法与车辙板法均能有效地模拟建筑垃圾渗水试验；建筑垃圾的渗水系数达到290mL/min，能够满足公路排水的要求。

(2)当加入1.5%、2%的水泥时，渗水系数随水泥掺量的增加有减小的趋势，表明加入过多的水泥，不利于混合料的排水性能。

冻稳定性能研究

垫层的另一个重要功能就是防冰冻性，这就要求它本身要有很好的抗冻稳定性。

该文采用的试验方法是将振动成型的15cm×15cm试件在－15℃冰箱中冻6h，然后在20℃水浴中融18h为一个循环。采用7d龄期的试件经1次冻融循环后的无侧限抗压强度Ｒ冻与冻前无侧限饱水抗压强度RC之比的耐冻系数Ｋ冻来表征材料的抗冻性，即冻稳性。

可知：当建筑垃圾中掺加1.5%、2.0%的水泥，其耐冻系数高达85.5%、87.2%，表明掺加一定量的水泥后建筑垃圾具有良好的抗冻性能。究其原因，建筑垃圾的抗冻性能主要与其成分有关，建筑垃圾中含有62%的混凝土以及砂浆，砖块的含量仅为38%，砖块的相对含量小，因此对建筑垃圾整体混合料的抗冻性能产生的不利影响较小。

结论与展望

(1)采用振动成型法测定建筑垃圾的CBR值，建筑垃圾的CBR值为104%，当加入1.5%、2.0%的水泥时，建筑垃圾的CBR值分别提高到157.6%、208.3%，表明加入一定量的水泥能够一定程度地提高建筑垃圾混合料的整体承载能力。

(2)利用振动成型法成型15cm×15cm的试件，测得建筑垃圾7d无侧限抗压强度为1.2MPa。

(3)建筑垃圾水稳定性能包括两个方面：建筑垃圾材料本身的耐水性以及建筑垃圾混合料的渗水性，评价指标为耐水系数与渗水系数。建筑垃圾的渗水系数为290mL/min；当掺加1.5%、2.0%的水泥时，建筑垃圾的耐水系数分别为67.2%、79.8%，渗水系数分别为260、210mL/min。表明建筑垃圾具有良好的水稳定性。

(4)建筑垃圾的抗冻性采用抗耐系数进行评价，当建筑垃圾中掺加1.5%、2.0%的水泥时，其耐冻系数分别为85.5%、87.2%。表明建筑垃圾具有良好的冻稳定性。