再生材料在公路工程施工中的應(yīng)用

1、    再生材料在公路工程施工中的應(yīng)用    陳曦 丁之杰摘要：自然資源已經(jīng)不能滿足道路交通建設(shè)對(duì)材料資源的需求，研究和利用各種廢料已勢(shì)在必行，通過(guò)采用適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，在道路工程中可以利用現(xiàn)有的許多固體工業(yè)廢料，特別是在舊道路翻修改建工程中再生利用廢舊路面材料不僅具有實(shí)際意義，而且在理論上合理，在實(shí)踐上可行；在不同技術(shù)經(jīng)濟(jì)背景下，對(duì)各類不同道路材料可以采用不同的再生利用的技術(shù)和舊路面再生施工方式。關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)材料 再生路面材料；再利用；公路工程施工abstract: natural resources cannot meet the needs of r

2、oad traffic construction on material resources, study and use all kinds of waste has be imperative, through the use of appropriate construction technology in road engineering, can be used in many of the existing industrial solid waste, particularly in the old road overhaul project of recycling waste

3、 material not only has the actual significance, and in theory is reasonable, feasible in practice; in different economic background, different types of road materials can be used on different recycling technology and the old pavement recycling construction mode.key words: traditional materials recyc

4、led pavement material; reuse; construction of highway engineering中圖分類號(hào)：u495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：一、工程材料在公路工程施工中的重要作用工程材料是公路工程施工的重要組成部分，其應(yīng)用會(huì)對(duì)工程建設(shè)產(chǎn)生多方面的影響。首先施工建材質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定了建成后工程產(chǎn)品的質(zhì)量，影響產(chǎn)品的運(yùn)營(yíng)效益；另外，材料價(jià)格的高低對(duì)工程造價(jià)的控制起到了關(guān)鍵性的作用，因此會(huì)影響公路工程的建成成本；還有一點(diǎn)是我們不能忽視的，施工材料的性能也是影響施工過(guò)程中和產(chǎn)品投入運(yùn)行后安全效益的因素之一，很多危險(xiǎn)事故的發(fā)生都與施工建材的性能有關(guān)。因此，確保國(guó)家

5、公路基本建設(shè)工程的供應(yīng)材料質(zhì)量以及材料的選擇，對(duì)促進(jìn)項(xiàng)目投產(chǎn)的可觀收益、價(jià)值體現(xiàn)具備重要導(dǎo)向作用。二、公路工程施工中的傳統(tǒng)材料與再生材料（一）傳統(tǒng)材料1、砂石類公路工程材料 公路施工工程中石料和集料統(tǒng)稱為砂石類材料，是公路工程和橋梁工程結(jié)構(gòu)和工程附屬物施工建設(shè)中最常見(jiàn)的一類材料。石類材料可以用于道路鋪面或砌筑結(jié)構(gòu)物，集料可以用于鋪筑道路基面基層和面層使用。砂石類材料的質(zhì)量主要取決于成巖條件和造巖礦物，在公路工程施工中常用的巖石種類是花崗巖、石灰?guī)r、綠巖以及玄武巖等。巖石具有抗壓性、吸水性、含水性、抗壓性等方面的特性。在季節(jié)性冰凍地區(qū)或周期性旱澇地區(qū)的公路工程施工應(yīng)考慮合理利用巖石類材料這一特性

6、。2、天然砂礫土相對(duì)于其他礦物施工材料，天然砂礫土的開(kāi)采過(guò)程比較容易。天然砂礫土的主要構(gòu)成成分為礫石、粘土以及天然砂土。3、瀝青類工程材料瀝青混合料按照拌和方式、鋪筑溫度的差異性能夠劃分為兩種混合料，即熱拌瀝青混合集料與冷拌瀝青混合集料兩種方式。熱拌瀝青混合集料所具備的綜合施工性能較強(qiáng)，但是同樣對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染程度也較高，同時(shí)能耗較大，易發(fā)生老化現(xiàn)象；冷拌瀝青混合集料所具備的特性是環(huán)保節(jié)能、并且易和其他集料實(shí)現(xiàn)同步存儲(chǔ)的特性，但是其在公路施工作業(yè)中的實(shí)用價(jià)值也相對(duì)較差，很難與瀝青熱拌混合集料相提并論。當(dāng)然，溫拌瀝青混合集料的技術(shù)開(kāi)發(fā)最早投入使用于歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家，在我國(guó)開(kāi)始投入鋪筑使用的時(shí)間是2

7、000年，同時(shí)由于其所具備的綜合環(huán)保、節(jié)能性能較為顯著，所以在公路施工建設(shè)中廣泛推廣開(kāi)來(lái)。總的來(lái)說(shuō)，溫拌瀝青混合集料集中了熱拌瀝青集料與冷拌瀝青集料的共同優(yōu)勢(shì)，即能增強(qiáng)整體質(zhì)量成效的同時(shí)，還對(duì)環(huán)境的生態(tài)保護(hù)帶來(lái)了一定有利影響。（二）再生材料再生材料定義為使用于公路工程中取代路堤填筑材料及路福開(kāi)挖路段路基之再生材料，不得含有樹(shù)根、殘干、稻草、垃圾、淤泥及其他有機(jī)物或有害物質(zhì)，并應(yīng)符合本規(guī)范有關(guān)路基土石方用料之要求者，得作為路堤填筑之再生材料，惟再生材料之使用百分比于設(shè)計(jì)時(shí)訂之。大致包括以下材料：1、粉煤灰粉煤灰的形成主要是通過(guò)燃煤煙道在燃燒燃料過(guò)程中收集而來(lái)的。組成其結(jié)構(gòu)的主要成分有煙塵粉末、玻

8、璃體及少量晶體物質(zhì)、礦質(zhì)等多種原料構(gòu)成，是一種復(fù)合物材料。其中，玻璃體的基本構(gòu)造單元所呈現(xiàn)出的是無(wú)序排列，構(gòu)造穩(wěn)定性較差，而表面能、內(nèi)能能耗也較大，進(jìn)而加劇了其構(gòu)造的不穩(wěn)定性。同時(shí)，作為其基本單元無(wú)序排列的無(wú)定形體的主要成分為al2o3、sio2 ，屬于偏酸性氧化物，易與堿性環(huán)境生成化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。所以，其化學(xué)特性中所呈現(xiàn)的潛在活性較高。由于其潛在活性特性突出，當(dāng)激發(fā)條件稍一具備就會(huì)使其潛在活性的性能得以體現(xiàn)，生成化凝膠生成物，且強(qiáng)度提升?；诖朔N境況下，技術(shù)工藝相對(duì)簡(jiǎn)易、造價(jià)又較為低廉的石灰就成為了激發(fā)劑主要來(lái)源。由此，道路工程構(gòu)造中往往會(huì)具備規(guī)模量較大的石灰粉穩(wěn)定粒料結(jié)構(gòu)層。此外，混凝土水化

9、之后也會(huì)形成一種高度激發(fā)劑氫氧化鈣，當(dāng)然這種激發(fā)劑是相對(duì)于此時(shí)的粉煤灰而言，所以目前建筑市場(chǎng)中混凝土中往往會(huì)摻有粉煤灰作為混凝土集料。2、建筑垃圾三、再生材料應(yīng)用于公路工程施工中的必要性隨著新建工程的不斷擴(kuò)大和破舊路面的翻修工程量不斷增加，對(duì)建筑材料的需求也不斷增加，采用傳統(tǒng)的建筑材料和技術(shù)必然會(huì)需要消耗大量的自然資源，這將會(huì)對(duì)自然資源和環(huán)境造成不可彌補(bǔ)的損失，也使得工程造價(jià)越來(lái)越高。這種狀況以引起工程界有識(shí)之士的重視，為此人們已經(jīng)開(kāi)始探討如何在道路工程建設(shè)中利用再生技術(shù)和再生材料。道路建設(shè)中主路材料對(duì)對(duì)自然資源和環(huán)境的危害主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是新建道路需要大量的砂、石、土等原材料，它對(duì)自然

10、資源的不斷攫取，加劇了自然資源的枯竭。二是破舊道路翻新過(guò)程中產(chǎn)生了大量的路面廢料（廢瀝青混合料、水泥混凝土等）需要剔除后異地處置，這將會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染。因此，在未來(lái)道路建設(shè)過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)一些矛盾。一方面道路建設(shè)需要大量的筑路材料，另一方面，廢舊路面材料需要處置。上述矛盾對(duì)城市道路建設(shè)十分突出，特別是礦產(chǎn)資源缺乏的沿海城市這種矛盾更為突出。解決上述矛盾的有效方法就是在道路修筑工程中大量采用再生技術(shù)和可再生資源，除此之外，難以尋求更好的發(fā)展出路。四、道路工程中大量應(yīng)用再生工業(yè)廢料的可行性經(jīng)過(guò)十幾年的研究和探索，人們已經(jīng)知道很多可再生的工業(yè)廢料可以用作筑路材料，如粉煤灰、爐渣、建筑廢料、煤矸

11、石、某些化工廢料和建筑垃圾等已經(jīng)取得了成功應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)際工作中我們可以根據(jù)實(shí)際情況采用不同的再生材料。對(duì)于老工業(yè)城市說(shuō)，通常積存了大量的工業(yè)廢料，各種建筑垃圾也在不斷增多，而且這些工業(yè)廢料已成為危害城鄉(xiāng)環(huán)境的一大污染源。為保護(hù)城鄉(xiāng)環(huán)境，國(guó)家提倡消化和有效地處理這些工業(yè)廢料。從這些大宗固體工業(yè)廢料的主要化學(xué)成分來(lái)看，其中大部分適于作為筑路材料，例如粉煤灰、爐渣、堿渣及其他化工廢渣，他們主要是鈣、硅、鋁鐵的鹽類，從化學(xué)性能方面具有可利用的成分，在理結(jié)構(gòu)和狀態(tài)方面也具有可利用的潛在功能。因此，利用這些工業(yè)廢料筑路在理論上是可行的。近幾年，京、津、冀、魯?shù)仁∈性诶眠@些固體工業(yè)廢料修筑道路方面已取

12、得成功并產(chǎn)生一定社會(huì)效益，結(jié)果表明利用工業(yè)廢渣筑路在實(shí)踐上也是可行的。工業(yè)廢料作為再生材料筑路具有獨(dú)特地優(yōu)點(diǎn)。雖然大部分固體工業(yè)廢料的化學(xué)成分復(fù)雜，在其它方面難以利用或利用成本高，但是作為筑路材料主要是利用其物理學(xué)力學(xué)性能，對(duì)原材料的品位要求很低，只要其中的雜志不會(huì)對(duì)道路的使用性能構(gòu)成危害摻加適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合料后大多數(shù)廢料可以滿足工程要求。此外，隨著我國(guó)城市建設(shè)的不斷發(fā)展，拆除的舊建筑物也越來(lái)越多，利用傳統(tǒng)的填埋處置方式，不僅需要占用大量的土地，而且可能造成二次污染，對(duì)環(huán)境造成各種危害。如果利用先進(jìn)的再生技術(shù)，充分利用建筑垃圾的潛在功能，將其轉(zhuǎn)化為筑路材料，不僅可以開(kāi)辟一種新的良好的應(yīng)用途徑，也為未

13、來(lái)的筑路材料開(kāi)辟再生來(lái)源。在筑路工程中利用廢舊材料最為經(jīng)濟(jì)合理的方式就對(duì)舊路面進(jìn)行再生利用。因此以往采用天然材料修筑道路時(shí)，只是利用其部分物理及化學(xué)性能，或者說(shuō)只是利用這些材料的某些功能。從理論上來(lái)說(shuō)，材料在道路工程中的效果就是這些功能所起的作用。鑒于以往筑路工藝、材料配比及固化原理等方面的缺陷，似的廢舊道路垃圾的大部分功能未能得到發(fā)揮。因此這些廢料仍然具有許多可以開(kāi)發(fā)利用的潛在功能。五、再生材料在我國(guó)公路工程中的應(yīng)用前景與展望我國(guó)逐步已成為已開(kāi)發(fā)國(guó)家，并大力推動(dòng)各項(xiàng)重大公共建設(shè)振興經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，亦應(yīng)兼顧生態(tài)環(huán)境之維護(hù)，以落實(shí)“綠色矽島”之既定政策，固公共工程之執(zhí)行應(yīng)考量建立資源再利用之相關(guān)機(jī)制，以作為國(guó)家永續(xù)發(fā)展之長(zhǎng)遠(yuǎn)準(zhǔn)