摘要：本文以“双碳”背景下的绿色交通体系构建为应用基础，针对建筑垃圾的与日俱增与新建路基工程土资源匮乏的不平衡现象，提出将建筑垃圾减量化、资源化综合利用技术应用于路基填筑。在综合分析建筑垃圾再生骨料组分、不均匀性和吸水率等研究的基础上，进行高液限土建筑垃圾改良效果研究，推荐不同公路等级和交通荷载等级路基适用的建筑垃圾骨料掺量、钻渣掺量和固化剂掺量的科学配比，有效解决路基修建过程中土方匮乏问题，保护了耕地资源，同时，以建筑垃圾减量化、资源化的综合利用，推动中国建造低碳转型，助力国家“双碳” 目标的实现。

1工程建设中的建筑垃圾利用情况

1.1 工程建设的循环经济

循环经济主要指的是以生态自然规律来实现自然环境和环境容量的有效利用，促进经济活动生态转向，大力提倡经济发展建立在物质循环利用的前提下，其中减量化、资源化再利用是循环经济的主要基本原则（图 1）。

图 1 3R 原则下的循环经济物质流动

由于公路周边基本为农田，路基施工部分受困于土方资源不足的窘境，严重拖慢施工进度，需要探索寻求新的路基填筑材料以满足施工需求。同时，在钻孔灌注桩施工中，产生大量的钻孔废渣和泥浆，难以处理，且增加施工成本。

另外，由于地下岩层差异，施工工艺差异，钻渣表现出不同的理化性质，钻渣根据渣土粒径、含水率不同大致可以分为含水率较低的粗颗粒钻渣和含水率较高的细颗粒钻渣。低含水率粗颗粒钻渣经简单处理即可用于路用回填，高含水率钻渣用于回填首先面临的问题就是降低含水率，再对脱水后钻渣进行路用性能改良试验研究，本文主要针对高含水率钻渣路基进行改良研究。

1.2 建筑垃圾利用现状

1.2.1 钻渣路用改良研究现状

通过模型试验，探索了泥浆钻渣真空抽滤泥水分离过程中的堵塞机理（见图 2），发现由土工布过滤表面形成的泥皮的渗透系数是制约脱水效果的主要因素，当形成堵塞性泥皮时，其他因素如土工布的孔径、初始含水率等对脱水的影响可以忽略。

图 2 泥浆钻渣真空抽滤泥水分离过程中的堵塞机理

1.2.2 建筑垃圾路用改良现状

对建筑垃圾主要成分在道路工程的应用，大多为建筑垃圾自身改良后用于路基填筑，建筑垃圾改良土体用于路基填筑技术尚未取得明显的研究成果。

1.2.3 城市综合建筑固废路用改良研究现状

与天然碎石相比，建筑固废密度低、吸水率大、压碎值大；随着建筑固废掺量的增加，混合料的最佳含水率增大，最大干密度减小，抗压、劈裂强度呈下降趋势，抗冻融性能下降，但可满足规范抗冻性的要求。研究表明，水泥稳定建筑固废碎石材料，满足规范要求，可作为路面基层。

1.2.4 高液限土路用改良研究现状

液限土经过改良处理具有路用价值。加入的改良材料一般都是水泥、砂石，还有一些化学添加剂，这些属于化学改良，成本一般较高。对于存在大量高液限土填筑段的工程，较难实现降本增效。

2建筑垃圾综合利用路基填筑技术应用

2.1 钻渣改良路用固化技术

（1）简单筛选直接路用渣土

（2）土性改良后路用渣土

（3）脱水处理土性改良后路用渣土

图 3 脱水固结试验装置示意图

结合脱水后钻渣物理力学特性，开展钻渣固化改良试验研究。将固化材料掺入钻渣进行钻渣改良，研究固化材料掺量、组分与钻渣抗压性能（无侧限抗压强度）、承载特性（CBR）、体积稳定性的关系，探讨矿粉、粉煤灰、氢氧化钠、膨胀剂等对钻渣路用性能的影响规律，探究以路用性能为指标的钻渣改良路用固化土。

2.2 建筑垃圾改良钻渣路用效果

在建筑垃圾再生骨料组分、不均匀性和吸水率等研究的基础上，开展高液限土或高水量渣土建筑垃圾改良效果研究，综合研究成果推荐适用不同公路等级和交通荷载等级路基的建筑垃圾骨料掺量、钻渣掺量和固化剂掺量。

图 4 建筑垃圾再生骨料对 CBR 值影响

2.3 建筑垃圾改良高液限土路用效果

（1）建筑垃圾改良高液限土特性分析。将不同比例和级配的建筑垃圾掺入高液限土中，测得各种条件下经过室内击实试验所得试样的干密度、含水率、膨胀率、CBR、无侧限抗压强度等物理力学指标。进行不同建筑垃圾情况下室内压缩固结试验、综合分析实验数据、得到最佳级配比例和建筑垃圾改良土最佳含水率。

（2）建筑垃圾改良高液限土路用性能应用。进行建筑垃圾改良土渗透试验、三轴重复加载试验、干湿循环试验等，从而得到建筑垃圾改良土的路用特性，为更直观体现其特点，并将其特性与水泥改良土及素土进行对比分析。

2.4 改良土路基填筑质量控制参数应用分析

（1）改良土路基填筑质量控制应用。改良土回填过程中，混合物摊铺厚度按不同厚度分层填筑，通过测定每种虚铺厚度情况下碾压遍数不同时填料沉降量、干密度及弯沉等参数，确定混合物的最佳虚铺厚度和碾压遍数。改良土回填过程中，每填筑 2.0m 左右用冲击压路机补强。冲击补强过程中测定不同碾压遍数下填料表面的沉降量，以确定冲击碾压补强处理的最佳碾压遍数。冲击碾压完成后，在其顶面进行弯沉和承载力测试。

（2）改良土路基沉降规律分析。根据路基工程的地质条件与力学形态，采用平面弹塑性有限元进行模拟计算改良土路基沉降值，用路基沉降的实测值进行双曲线法拟合，预测其最终沉降值，并将此预测最终值与 ANSYS 预测值进行比较，并分析误差情况，为筑路应用提供参考与借鉴。

（3）改良土路基优化设计应用。改良土路基填筑质量控制施工工艺，包括：虚铺厚度、碾压遍数及施工机械等，对改良土路基的施工条件、技术条件、经济及环境保护等因素进行详细分析，引入模糊学相关理论，分别计算出各个影响因素子系统的优劣和差异程度，并综合各个影响因素子系统的全部具体评价指标，采用弹塑性有限元结合实测数据预测改良土最终沉降量，并基于 TOPSIS 理论提出改良土路基优化设计，得出改良土路基施工的评价值 K，为工程技术人员提供决策依据。

3建筑垃圾减量化、资源化的效益评价

3.1 社会效益评价

应用建筑垃圾减量化、资源化综合利用的路基填筑技术研究，可以减少桩基工程产生的大量钻渣，变废为宝，降低钻渣的处理成本及解决土地污染问题；可以资源化处理城市建设产生的建筑垃圾，营造更加舒适宜居的人居环境；同时，建筑垃圾减量化、资源化综合利用技术成果可为今后同类工程施工提供实用借鉴，这些共同推动公路工程基础设施施工技术发展和进步。

3.2 经济效益评价

开展建筑垃圾减量化、资源化综合利用的路基填筑技术应用不仅可避免征地挖方对生态环境的破坏，还能解决路基回填土方资源匮乏问题，降低了工程投资。同时，作为绿色建造技术储备创新科技成果，通过开展渣土、建筑垃圾综合利用路基填筑技术研究，为后续绿色建造工程提供依据，创造良好经济效益。