生活垃圾焚烧炉渣集料在公路工程中应用施工

固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工工法固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工工法一、前言随着城市化进程的加快和生活垃圾的不断增加，固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工工法作为一种利用生活垃圾焚烧炉渣土进行道路建设的方法，得到了广泛应用。

本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施以及经济技术分析进行详细介绍，帮助读者更好地理解和应用该工法。

二、工法特点固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工工法的特点有以下几点：1、环保：通过利用生活垃圾焚烧炉渣土进行道路基层施工，实现了垃圾资源化利用，减少了对自然资源的消耗。

2、稳定性强：固化生活垃圾焚烧炉渣土具有较高的稳定性和承载力，能够满足道路基层的要求。

3、可塑性好：由于焚烧炉渣土的特性，施工现场可根据道路设计需求进行强度调整，使路面在一定范围内具备可塑性。

4、成本低：相比传统的道路基层材料，固化生活垃圾焚烧炉渣土的成本较低，能够降低工程造价。

三、适应范围固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工工法适用于以下范围：1、道路基层施工：该工法适用于城市道路、城市快速路、城市次干道等道路基层的施工。

2、路基处理：可用于垫层处理、填充处理、软土处理等路基处理工程。

3、其他工程：也可应用于停车场、工业园区道路等其他工程项目的基层施工。

四、工艺原理固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层的施工工艺原理如下：1、理论依据：通过实验和实践证明，生活垃圾焚烧炉渣土具有较好的工程性能，可以作为道路基层材料使用。

2、技术措施：在施工中采取一定措施，提高渣土的稳定性和承载力，如添加适量的水泥、石灰等固化材料，通过固化反应提高渣土的强度。

五、施工工艺固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工的各个阶段如下：1、原材料准备：准备好生活垃圾焚烧炉渣土、固化材料（如水泥、石灰）、水等所需材料。

2、研磨处理：对生活垃圾焚烧炉渣土进行研磨处理，去除其中的颗粒硬块和过大颗粒，以提高渣土的质量。

焚烧炉渣集料用于道路铺筑的节能减排定量陈德珍;耿翠洁;孙文州;施惠生【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2011(014)001【摘要】以上海浦东国际机场北通道工程的17标K11+203～K11+413试验段为例,在资源、能源消耗以及环境排放方面,从生命周期分析的角度对用垃圾焚烧(MSWI)炉渣替代部分碎石集料铺路和用纯碎石铺路这两种工艺进行了分析比较.结果表明,利用垃圾焚烧炉渣替代碎石铺路可以节约53.9%的石料资源,同时降低约47%的能耗;与能源和资源节约相对应,上述工艺的各种大气污染物以及有机污染物如化学需氧量(COD)、总氮、苯酚类物质等的生命周期排放都较纯碎石集料工艺低42%～50%.但在没有控制措施的条件下以焚烧炉渣替代碎石集料铺路会导致Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn等重金属浸出量有一定增加,砷的浸出量降低.【总页数】7页(P71-77)【作者】陈德珍;耿翠洁;孙文州;施惠生【作者单位】同济大学能源与环境工程研究所,上海,200092;同济大学能源与环境工程研究所,上海,200092;上海市市政规划设计研究院,上海,200031;同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海,200092【正文语种】中文【中图分类】TU528.09【相关文献】1.焚烧炉渣集料用于水稳碎石室内试验研究 [J], 韩金蓉2.生活垃圾焚烧炉渣集料在道路基层中的长期应用评价 [J], 孙文州3.生活垃圾焚烧炉渣集料变异性及其对沥青混合料性能影响 [J], 过震文;郑云鹏;胡明君4.生活垃圾焚烧炉渣再生集料替代粉煤灰用于道路基层试验研究 [J], 张绪国;何昌轩;龙俊宇5.生活垃圾焚烧炉渣集料基本性质及其对水泥稳定碎石性能影响的研究 [J], 苏凯;张绪国因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

生活垃圾焚烧炉渣的道路综合利用研究摘要：结合目前我国生活垃圾焚烧炉渣的处置现状，将垃圾焚烧所得的炉渣经预处理作为炉渣集料应用于沥青混合料和水稳碎石混合料中，并进行室内实验测试。

关键词：焚烧炉渣道路工程结合目前我国生活垃圾焚烧炉渣的处置现状，将垃圾焚烧所得的炉渣经预处理作为炉渣集料应用于道路工程中，这既缓解了炉渣的处理压力，也为道路工程建设提供了原材料，符合我国建设“资源节约型、环境友好型”社会的基本需求，同时也具有显著的经济和社会效益。

1 炉渣性能实验用炉渣的粒径主要集中在0-~9.5mm，粒径分布曲线的斜率在1.18~9.5mm之间较大，说明炉渣在1.18mm、2.36mm、4.75mm筛孔的分计筛余量较高；而0.075~0.15mm之间的粒径分布曲线非常平缓，说明此次炉渣试样中粒径小于0.15mm的炉渣数量很少。

经人工分拣后发现，炉渣集料中主要包含陶瓷、玻璃、金属及烧结熔渣等物质。

粒径范围为4.75~9.5mm的炉渣集料中玻璃、陶瓷等占比较大，这可能会对后续利用产生不利影响，其他物质的含量皆随着炉渣粒径的减小而逐渐降低；粒径越小炉渣中的熔渣含量越高，粒径范围在1.18~2.36mm的炉渣集料基本由熔渣组成。

炉渣的主要组成元素为钙、硅、铝三种，占炉渣总质量的70%以上；其次是铁、钠、氯、钾、镁、硫、磷、锶约占23%左右，重金属元素锌钛、锌、铜、锰、铬、锆、铅、镍约占总质量的1.75%~2.78%，说明炉渣集料具有一定的重金属污染的环境风险。

炉渣集料的密度均小于同一粒径范围的石灰岩集料的相应密度，炉渣集料的毛体积相对密度与表观相对密度相差0.31%~0.4%，而石灰岩集料只相差0.05%~0.11%。

炉渣集料具有孔隙发达，多表面开孔的结构特点，不同粒径的石灰岩的压碎值较为接近，而炉渣集料的压碎值变化明显，随着炉渣粒径的增大，压碎值逐渐增大。

炉渣集料的压碎值普遍大于同粒径的石灰岩集料，粒径越大的炉渣中低强度的玻璃、陶瓷等比例增加导致炉渣集料力学强度的降低，其与同粒径下的石灰岩的差异性就越明显，洛杉矶磨耗值远大于石灰岩集料的磨耗值，约为石灰岩集料的1.85倍。

生活垃圾焚烧炉渣在道路材料中的应用研究田明阳;马刚平;梁勇;王栋;赵涛;孟立滨【摘要】为探索生活垃圾焚烧炉渣的资源化利用方向，以北京市首钢生物质生活垃圾发电厂分选后炉渣为研究对象，在对炉渣基本性能分析的基础上，文章提出了将炉渣作为集料用于二灰稳定再生无机料，并测试了混合料的击实特性和无侧限抗压强度，使其可以满足现行规范中对二灰料应用的技术要求，达到对炉渣和建筑垃圾的协同处置。

%For the purpose of studying the resource utilization of municipal solid waste incineration slag, based on the separated slag of Beijing ShouGang biomass garbage power generation project,the paper anal-yses basic performance of slag and puts forward the lime-flyash mixture adding slag as aggregate, then tests compaction characteristic and unconfined compressive strength. The results meet the application re-quirements of lime-flyash mixture and realize collaborative disposal of slag and construction waste.【期刊名称】《交通节能与环保》【年(卷),期】2016(012)003【总页数】3页(P41-43)【关键词】生活垃圾焚烧炉渣;炉渣集料;二灰料【作者】田明阳;马刚平;梁勇;王栋;赵涛;孟立滨【作者单位】首钢环境产业有限公司设计技术中心，北京 100041;首钢环境产业有限公司设计技术中心，北京 100041;首钢环境产业有限公司设计技术中心，北京 100041;首钢环境产业有限公司设计技术中心，北京 100041;首钢环境产业有限公司设计技术中心，北京 100041;北京首钢资源综合利用科技开发公司，北京100041【正文语种】中文【中图分类】U461.25随着国民经济和城市化的快速发展，城市生活垃圾增长迅猛，生活垃圾焚烧技术在国内城市生活垃圾处理中已得到广泛应用。

生活垃圾焚烧炉渣在道路工程中的资源化利用何文政(中路交科(江苏)检测科技有公司,南京211899)采用日期:20200312第一作者:何文政(1989—㊀),男,工程师,主要从事路面新材料新技术方面的研究㊂摘㊀要:为实现生活垃圾焚烧炉渣在道路工程的利用,从炉渣原材料的理化性质㊁微观形态㊁环保性质等方面对炉渣稳定土㊁炉渣水泥稳定碎石和炉渣沥青混合料配合比设计及其性能进行了研究,得到了炉渣应用于道路路基㊁基层和面层中的最佳掺量㊂室内试验和现场施工结果表明,炉渣应用于路基可以提高路基承载力;炉渣应用于水稳基层可提高基层强度和基层抗裂性;炉渣应用于沥青面层,其路用性能与传统沥青混合料相当㊂同时,炉渣在道路工程中的资源化利用具有良好实用性和经济效益㊂关键词:炉渣;道路工程;路用性能;资源化利用中图分类号:U419㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:16729889(2021)02001606The Application of Resource for Municipal Solid Waste Incineration Bottom Ash Aggregatein Highway EngineeringHE Wenzheng(SinoRoad(Jiangsu)Testing Technology Co．,Ltd．,Nanjing 211899,China)Abstract :In order to realize the application of resource for municipal solid waste incineration bottom ash aggregate in highwayengineering,the mix design and performance of bottom ash aggregate stabilized soil,cement stabilized bottom ash aggregate and asphalt mixture with bottom ash aggregate were studied from the aspects of physical and chemical properties,environmental protection properties and micro properties of bottom ash aggregate,the optimum content of bottom ash aggregate was put for-ward．The results of laboratory test and field construction showed that,the application of bottom ash aggregate in subgrade can improve the bearing capacity of subgrade．The application of bottom ash aggregate in water stabilized base can improve the strength and crack resistance of base．The application of bottom ash aggregate in asphalt surface course,its road performance was equivalent to that of traditional asphalt mixture．At the same time,the utilization of bottom ash aggregate in road engineer-ing had good practicability and economic benefits．Key words :bottom ash aggregate;highway engineering;road performance;resource utilization㊀㊀我国城市生活垃圾产量剧增,垃圾焚烧已经成为处理生活垃圾的主要方式,这直接导致炉渣数量急遽增加,给炉渣的处置带来了巨大压力㊂垃圾焚烧炉渣是含有烧结熔渣㊁玻璃㊁陶瓷㊁金属及未燃烧物的混合物[1],其物理㊁化学及工程性能与其他工业废渣(如煤渣㊁钢渣等)存在巨大差异㊂根据‘生活垃圾焚烧污染控制标准“(GB 18485 2014)[2]规定,我国生活垃圾焚烧厂应对炉渣㊁飞灰采用强制分离收集㊁贮存㊁运输的技术处理措施,这为炉渣的收集和资源化利用提供了技术保障㊂从生活垃圾焚烧炉渣资源化利用途径看,目前生活垃圾焚烧炉渣主要应用于生产水泥和制砖,此外还在工业生产中用作吸附剂,在农业生产中用作肥料等[3]㊂相关研究[46]表明,炉渣作为一种轻质㊁多孔的材料,与道路工程用的天然集料有着类似的特征,其用于道路建设中,不仅能够缓解日益严峻的道路建设材料短缺问题,而且还能充分利用废弃资源,减少炉渣废弃产生的土地占用,减少处置费用,缓解炉渣处置压力㊂本文通过分析炉渣的理化性质㊁环保性质,研究炉渣在道路路基㊁基层㊁面层中资源化利用的室内性能情况和工程应用情况,为炉渣在道路工程的推广应用提供参考㊂第2期何文政．生活垃圾焚烧炉渣在道路工程中的资源化利用1㊀炉渣基本性质1．1㊀理化性质炉渣的矿相组成主要为CaCO 3和SiO 2,其具有与天然集料类似的矿相组成,化学性质较稳定,耐久性较好㊂选取南京某生活垃圾焚烧炉渣处理厂所生产的粒径为0~4．75mm 的炉渣对其进行密度㊁吸水率㊁坚固性和亚甲蓝试验,以测试炉渣的基本性质和生产稳定性㊂相较于天然石灰岩和玄武岩细集料,炉渣的密度相对较小㊁吸水率较大㊁坚固性好,同时满足沥青混合料用细集料的亚甲蓝值(不大于25g /kg)的要求㊂炉渣基本物理性能如表1所示㊂表1㊀炉渣基本物理性能样品表观相对密度毛体积相对密度吸水率/%坚固性质量损失率/%亚甲蓝值/(g /kg)炉渣2．5252．2464．9167．01．2㊀微观形态为了解炉渣的微观结构,对炉渣进行制样前取样,采用扫描电镜进行分析,炉渣电镜扫描图如图1所示㊂炉渣类似于海绵状,表面粗糙,呈不规则角状,有大量孔隙,孔隙直径较大,印证了炉渣吸水率大的特点㊂由图1(b)可知,炉渣部分位置晶体生长良好,主要为针状㊁棒状和粒状晶体㊂(a)放大500倍形态(b)放大5000倍形态图1㊀炉渣电镜扫描图1．3㊀环保性质根据‘固体废物22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法“(HJ 781 2016)[7]对炉渣浸出液进行重金属含量测定,炉渣重金属浸出含量分析如表2所示㊂测定的6种重金属浸出值均小于国家标准控制要求,说明炉渣对环境造成影响较小,满足国家环保的要求,可以用作道路材料㊂表2㊀炉渣重金属浸出含量分析(mg /L)元素炉渣检测结果技术要求Zn0．022ɤ100Cd ND ɤ1Ni ND ɤ5Cr ND ɤ5PbNDɤ5Cu0．03ɤ1002㊀炉渣在道路工程中的资源化利用炉渣的成分㊁工程特性与天然集料具有较大相似性,结合环保指标的检测结果表明,炉渣的资源化利用是可行的㊂在道路工程中,集料用料巨大,炉渣作为一种轻质㊁抗压强度好㊁性能稳定的材料,若能够用于道路工程,不仅可以消耗大量的炉渣集料,缓解炉渣日渐增加的压力,还可以缓解资源紧缺的状态㊂2．1㊀炉渣在路基中的资源化利用道路路基工程中,由于路基挖填方量较大㊁层位较多,所需路基填料量巨大,通过对不同炉渣掺量稳定土进行击实试验和路用性能检测试验,可以研究炉渣稳定土路基的路用性能㊂炉渣稳定土击实特性如图2所示㊂室内击实试验表明,当炉渣掺量不大于30%时,随着炉渣掺量的增加,炉渣稳定土的最大干密度逐渐增加,最佳含水率也逐渐增加,但当炉渣稳定土超过最佳含水率后,最大干密度急剧下降,由此可见炉渣稳定土若含水率过大,对其性能存在较大影响,施工应严格控制炉渣稳定土的含水率㊂根据击实试验结果制备炉渣稳定土试件,参照‘公路土工试验规程“(JTG 3430 2020)[8]进行路用性能试验,炉渣稳定土路用性能试验结果如图3所示㊂炉渣稳定土相关指标如表3所示,炉渣综合稳定土路基承载比指标如表4所示㊂㊃71㊃现代交通技术2021年(a)含水率与干密度关系㊀(b)最大干密度与最佳含水率关系图2㊀炉渣稳定土击实特性(a)承载比㊀(b)无侧限抗压强度㊀(c)回弹模量图3㊀炉渣稳定土路用性能试验结果表3㊀炉渣稳定土相关指标指标技术要求液限/%ɤ50塑性指数ɤ26自由膨胀率/%ɤ40炉渣粒径/mmɤ1500炉渣含量/%20~30石灰㊁水泥掺量/%ȡ2回弹模量/MPaɤ30㊀㊀由图3可知,随着炉渣掺量的增加,炉渣稳定土无侧限抗压强度整体呈增大趋势;当炉渣掺量为25%时,炉渣稳定土无侧限抗压强度较大,承载比㊁回弹模量均满足公路施工技术规范要求,因此,当炉渣掺量为25%时,炉渣稳定土在路基具备较高的抗压强度和承载能力㊂2．2㊀炉渣在基层中的资源化利用采用炉渣掺量为0%㊁15%㊁20%㊁25%㊁30%㊁35%㊁40%的7种混合料级配,制备炉渣水泥稳定碎石㊂炉渣水泥稳定碎石级配设计如图4所示㊂不同炉渣掺量的炉渣水泥稳定碎石,掺加炉渣的炉渣水泥稳定碎石水稳定性均劣于未掺加炉渣的炉渣水泥稳定碎石,但炉渣掺量为20%左右可保持良好的水稳定效果;随着炉渣掺量的增加,养生7d㊁90d的炉渣水泥稳定碎石劈裂强度降低,仍满足规范要求;随着炉渣掺量的增加,炉渣水泥稳定碎石的温缩系数㊁干缩系数整体呈上升趋势,在炉渣掺量为25%时达到最优的抗温缩效果㊂表4㊀炉渣综合稳定土路基承载比指标填料应用位置(标高以下深度)/m承载比/%一级公路二级公路三㊁四级公路填料最大粒径/mm路堤上路床(0~0．30)865100下路床(0．30~0．80)543100上路堤(0．80~1．50)433150下路堤(>1．50)322150零填及挖方路基(0~0．30)865100 (0．30~0．80)543100㊃81㊃第2期何文政．生活垃圾焚烧炉渣在道路工程中的资源化利用图4㊀炉渣水泥稳定碎石级配设计注:图中比例为各档料的质量比,即水泥稳定碎石1号料ʒ2号料ʒ炉渣ʒ4号料㊂通过室内无侧限抗压强度试验㊁劈裂试验㊁干缩试验和温缩试验等相关试验对炉渣水泥稳定碎石基层进行了相关室内试验研究,炉渣水泥稳定碎石路用性能如图5所示㊂综合不同炉渣掺量炉渣水泥稳定碎石无侧限抗压强度㊁劈裂强度和抗收缩性能试验结果,炉渣掺量为20%~30%时炉渣水泥稳定碎石各项指标均能满足技术要求,能够达到良好的效果㊂2．3㊀炉渣在沥青面层中的资源化利用以炉渣细集料AC 20沥青混合料为例,将炉渣细集料按0%㊁10%㊁15%㊁20%的质量比例替代石灰岩细集料制备炉渣沥青混合料,对不同炉渣掺量沥青混合料的体积指标㊁抗水损害性能㊁抗高温变形性能㊁抗低温开裂性能进行了试验研究,炉渣沥青混合料级配曲线如图6所示㊂炉渣沥青混合料体积指标如表5所示㊂(a)无侧限抗压强度㊀㊀(b)劈裂强度(c)干缩系数㊀㊀(d)温缩系数图5㊀炉渣水泥稳定碎石路用性能图6㊀炉渣沥青混合料级配曲线表5㊀炉渣沥青混合料体积指标(%)体积指标炉渣掺量/%0101520技术要求油石比 4.4 4.5 4.7 4.8 空隙率 4.2 4.4 4.4 4.7 4.0~6.0矿料间隙率12.8512.7812.7612.72ȡ12.0有效沥青饱和度67.565.365.265.265~75㊃91㊃现代交通技术2021年㊀㊀由表5可知,炉渣沥青混合料与不掺加炉渣的AC20沥青混合料相比,炉渣沥青混合料的油石比略增大,增幅约0．2%;随着炉渣掺量的增加,炉渣沥青混合料试件的空隙率逐渐增大,说明随着炉渣掺量的增加,炉渣沥青混合料越来越难压实,为了获得相同的目标空隙率,炉渣掺量越大的炉渣沥青混合料所需要的最佳油石比越大或所需要的压实功越大㊂根据配合比设计结果,制备炉渣沥青混合料试件进行路用性能试验,包括冻融劈裂试验㊁动稳定度试验㊁低温性能试验㊂炉渣沥青混合料路用性能如图7所示㊂炉渣掺量不同,炉渣沥青混合料的抗水损害性能㊁抗高温变形性能和抗低温开裂性能均不同㊂炉渣掺量为20%时,炉渣沥青混合料的冻融劈裂强度和最大弯拉应变达到最大值;当炉渣掺量为10%时,炉渣沥青混合料的动稳定度达到最大值,综上,推荐炉渣沥青混合料中炉渣的最佳掺量为20%㊂(a)冻融劈裂强度㊀(b)动稳定度㊀(c)最大弯拉应变图7㊀炉渣沥青混合料路用性能㊀㊀注:图中虚线为‘江苏省高速公路沥青路面施工技术规范“(DB32 T087 2008)各性能试验的规范下限要求,图9同㊂㊀㊀结合炉渣在道路工程各结构层的室内试验研究结果,生活垃圾焚烧炉渣应用于道路工程,可以提高路基承载力,减少石灰用量;其应用于水稳基层,炉渣水泥稳定碎石强度和抗裂性能良好;其在沥青面层中替代细集料使用,炉渣沥青混合料水稳定性㊁高温稳定性和低温抗裂性能良好㊂3㊀工程应用评价3．1㊀应用性能评价为进一步了解炉渣在道路工程中的应用性能及效果,对炉渣在路基㊁基层㊁路面的应用分别进行试验段铺筑㊂炉渣土试验段依托南京市浦口区雨发生态园园区道路㊂考虑道路等级和使用层位,在K0+000~K0+150掺加20%炉渣和2%石灰(石灰炉渣土),在K0+150~K0+300掺加20%炉渣和2%水泥(水泥炉渣土)㊂施工后对路基弯沉和压实度进行检测㊂炉渣土的单点弯沉值如图8所示㊂炉渣土应用后,路基土的压实度约94%,表明炉渣与土结合良好,具有较好的压实性;炉渣土路基单点弯沉值均在100(0．01mm)以内,表明承载能力良好㊂炉渣水泥稳定碎石试验段依托南京市浦口区农村公路提档升级工程,以炉渣掺量25%应用于孟家圩防洪通道㊁晓汊线和江农线3条农村公路试验段,水稳试验段现场所取芯样完整性均较好,芯样表面较为光滑,成型情况良好㊂炉渣沥青混合料试验段依托工程南京市浦口区雨发生态园园区道路,以炉渣掺量20%应用于试验段沥青路面下面层,炉渣沥青混合料面层压实度与渗水系数如图9所示㊂图8㊀炉渣土的单点弯沉值(a)压实度(b)渗水系数图9㊀炉渣沥青混合料面层压实度与渗水系数㊃02㊃第2期何文政．生活垃圾焚烧炉渣在道路工程中的资源化利用炉渣沥青混合料铺筑效果良好,检测指标均满足规范要求㊂3．2㊀经济效益评价现阶段,生活垃圾焚烧炉渣在道路工程中主要应用在道路路基中替代黏土㊁基层中替代石屑㊁面层中替代细集料㊂炉渣在道路路基中应用可以减少路基中石灰的掺量,且原设计石灰掺量越高,节约比例越高;炉渣在道路基层中可以全部替代石屑,同时可以减少水泥用量;炉渣在沥青面层中,掺加10%炉渣的沥青混合料与常规沥青混合料的经济性相比,经济效果与之相当,但随着山体开采逐渐严格,石料价格越来越高,炉渣在沥青面层中应用经济效益优势越来越明显㊂同时,生活垃圾焚烧炉渣的应用也可以减少炉渣的堆置费用等,具有间接经济效益㊂综上所述,炉渣在道路路基㊁基层㊁面层中应用经济效益具有显著优势㊂4㊀结论炉渣的材料性质与天然集料相当,炉渣重金属含量均小于国标控制要求,对环境造成污染较小㊂生活垃圾焚烧炉渣可应用于道路工程中,炉渣应用于路基中可以提高路基承载力,减少石灰用量;炉渣应用于水稳基层中,基层强度和抗裂性能良好;炉渣在沥青面层中替代细集料使用,沥青面层水稳定性㊁高温稳定性和低温抗裂性能良好㊂炉渣在道路工程中使用可以减少对自然资源的开采,保护自然环境,同时,充分利用废弃资源,实现了废弃资源的循环利用,具有显著的环境效益和社会效益,实现了公路建设的可持续发展㊂参考文献[1]李旦书.垃圾焚烧炉渣集料的组成特征[J].中国公路,2014(15):134135.[2]环境保护部,国家质量监督检验检疫总局.生活垃圾焚烧污染控制标准:GB18485 2014[S].北京:中国环境科学出版社,2014.[3]范宇杰,陈萍,马文欣,等.城市生活垃圾焚烧炉渣作为土木工程材料的资源化应用探讨[J].环境与可持续发展,2012,37(6):9799.[4]孙文州.生活垃圾焚烧炉渣集料在道路基层中的长期应用评价[J].上海公路,2015(1):69.[5]刘栋,李立寒,崔华杰.炉渣集料对沥青混合料性能影响的试验研究[J].建筑材料学报,2015,18(2): 307311.[6]田明阳,马刚平,梁勇,等.生活垃圾焚烧炉渣在道路材料中的应用研究[J].交通节能与环保,2016,12(3):4143.[7]环境保护部.固体废物22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法:HJ781 2016[S].北京:中国环境科学出版社,2016.[8]中华人民共和国交通运输部.公路土工试验规程:JTG3430 2020[S].北京:人民交通出版社,2020.(责任编辑㊀陈㊀晨)ʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏ2020年度中国交通运输协会科学技术奖出炉近日,根据科技部印发的‘科技部关于进一步鼓励和规范社会力量设立科学技术奖的指导意见“和中国交通运输协会制定的‘中国交通运输协会科学技术奖奖励办法“,2020年度中国交通运输协会科学技术奖评审工作已由评审委员会按照有关规定和程序完成,经公示确认无异议,并报协会会长办公会审查批准㊂获奖名单显示, 高速列车被动安全系统关键技术及应用 等2个项目获科技进步奖特等奖, 南京五桥数字建设管理平台研究 等40个项目获科技进步奖一等奖, 准朔铁路黄河大跨度上承式钢管混凝土拱桥关键技术研究 等116个项目获科技进步奖二等奖, 桥梁钢结构制造及涂装的智能装备㊁工艺研发与应用 等53个项目获科技进步奖三等奖;黄文杰等5人被授予2020年度科技英才人物奖,邓朝辉等30人被授予2020年度科技创新青年奖㊂(中国交通新闻网)㊃12㊃。

浅谈建筑废弃物再生集料在道路工程中的应用摘要：近年来，随着城市更新项目的涌现，产生大量的建筑废弃物，不仅对周围生态环境以及居民生活环境等造成较大的影响，而且还会产生较大资源浪费。

针对此种现状，需秉着节能降耗及可持续发展的原则来对这些建筑废弃物的有效循环利用和加大研究力度，促进对资源的节约和对环境的保护。

本文主要针对建筑废弃物再生集料在道路工程中的应用要求和应用要点进行着重分析，并提出相应的建议，以便有关人士参考借鉴。

关键词：建筑废弃物再生集料；道路工程；应用方案；研究探讨随着城市化的发展，我们面临着日益严峻的资源与环境问题，尤其在城市更新及改造过程中大规模的建筑物拆除所产生的废弃物问题尤为突出。

因此推广建筑废弃物再生集料循环再利用于道路工程中，节约资源，促进工程建设的可持续发展。

1.应用要求再生集料，是由建筑废弃物中的混凝土、无机稳定材料、砌筑材料、砂浆、石或砖瓦等加工而成的集料。

根据规范及工程实践，建筑废弃物再生集料及其产品可用于各种等级的公路及城市道路路基（含地基处理）以及路面结构中。

为了确保最终的施工质量，进一步提高废弃物再生集料的利用率，使其在道路工程建设中发挥出最大的利用价值，关键任务就是要确保集料或相关制品要能够充分满足安全和环保的要求，并符合国家现行的技术标准、规范、细则等规定要求。

应用于市政工程及公路工程时，建筑废弃物再生集料可按照砖集料含量分为混凝土再生集料、砖混再生集料和砖再生集料三类，各类再生集料适用的工程部位如下表：注：“●”表示适用于该工程部位；“○”表示可用于该工程部位，但必须经过试验验证；“×”表示不得用于该工程部位。

* 再生集料用于水泥混凝土面层时，可用于人行道和广场的面层，暂不考虑应用于机动车道的面层。

砖集料含量为砖集料质量与总质量的比值。

2.应用要点分析2.1地基处理中的应用在道路工程地基处理过程中，可将再生集料替代原生集料来使用，一般可将其应用在地基浅层处理、粒料桩、CFG桩、刚性桩以及强夯置换等。

固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工工法固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工工法一、前言近年来，随着城市化进程的加快以及居民生活水平的提高，生活垃圾的处理问题日益突出。

传统的生活垃圾焚烧处理方式产生的炉渣土无法有效利用，给环境保护和资源化利用带来了困扰。

为了解决这一问题，固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工工法得到了广泛应用。

二、工法特点固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工工法具有以下特点：1. 综合利用：该工法将生活垃圾焚烧炉渣土作为道路基层的材料，实现了炉渣土的资源化利用，减少了对天然石材的需求。

2. 环保节能：通过固化处理后的炉渣土作为道路基层材料，减少了对土地资源的占用，达到了环境保护和能源节约的目的。

3. 抗压性好：由于炉渣土经过固化处理后，具有较好的抗压性能，能够满足道路基层的对强度的要求。

4. 耐久性强：固化后的炉渣土具有良好的耐久性，能够适应各种复杂的交通荷载和环境条件。

5. 施工便捷：该工法使用简单，施工周期短，能够快速完成道路基层的施工。

三、适应范围固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工工法适用于以下范围：1. 城市生活垃圾焚烧处理厂：可以将垃圾焚烧处理厂产生的炉渣土直接利用于道路基层建设。

2. 城市道路改造工程：可将炉渣土用于城市道路的基层处理，满足基层的强度和稳定性要求。

3. 农村公路建设：可将炉渣土用于农村公路的基层处理，减少对天然石材的需求，降低建设成本。

四、工艺原理固化生活垃圾焚烧炉渣土道路基层施工工法的工艺原理是将焚烧炉渣土与固化材料进行混合，并经过加水搅拌、压实和固化养护的过程，使其形成具有一定强度和稳定性的道路基层材料。

具体工艺步骤如下：1. 炉渣土处理：对焚烧炉渣土进行筛选、剔除杂物等预处理工作，确保炉渣土的质量符合要求。

2. 搅拌配料：将炉渣土经过一定比例的配料与固化材料进行搅拌配料，确保材料的均匀性和稳定性。

3. 加水搅拌: 将炉渣土和固化材料进行加水搅拌，使其形成均匀的湿性混合物。

生活垃圾焚烧炉渣集料在公路工程中应用施工技术规程1范围本标准规定了生活垃圾焚烧炉渣集料在公路工程中应用施工技术的术语和定义、符号、总则、在公路路基、基层、面层中的技术要求。

本标准主要适用于新建（改扩建）公路的路基、基层及面层的设计、施工及验收。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本文件。

GB 5085.3 危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB 5749 生活饮用水卫生标准GB 6556 机械密封的型式、主要尺寸、材料和识别标志GB 18485 生活垃圾焚烧污染控制标准GB/T 25032 生活垃圾焚烧炉渣集料JTG D30 公路路基设计规范JTG D50 公路沥青路面设计规范JTG E20 公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG E30 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程JTG E40 公路土工试验规程JTG E42 公路工程集料试验规程JTG E51 公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTG E60 公路路基路面现场测试规程JTG F10 公路路基施工技术规范JTG/T F20 公路路面基层施工技术细则JTG F40 公路沥青路面施工技术规范JTG F80-1 公路工程质量检验评定标准第一册土建工程施工标准3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1生活垃圾焚烧炉渣集料municipal solid waste incineration bottom ash aggregate生活垃圾经焚烧、破碎、筛分、磁选、跳汰、沉淀等一系列工艺之后所得到的集料，具有一定的颗粒级配，简称“炉渣集料”。

3. 2炉渣稳定土bottom ash aggregate stabilized soil一定数量的炉渣集料和土加入适量的水，经拌和得到的混合料，再经压实、养生，当其性能指标满足规定要求时，称为炉渣稳定土。

生活垃圾焚烧炉渣的其他应用生活垃圾焚烧炉渣集料所具有的物理力学特征、化学组成特征、微弱的胶凝特性和火山灰活性，使其不仅适用于回填工程、道路工程，也在建筑工程等其他领域得以利用。

本章介绍生活垃圾焚烧炉渣在制备免烧砖、生态水泥、水泥混凝土、人造岛礁和玻璃陶瓷材料方面的应用。

9.1 生活垃圾焚烧炉渣集料在制备免烧砖中的应用免烧砖又名非烧结黏土砖，是以一种或数种工业固体废弃物作为主要原料，加入一定量的胶结材料，不经高温煅烧而制成的一种新型砌筑材料。

与烧结砖相比，免烧砖的优势在于：无须烧结、蒸养或窑炉的高温烧制，不用或少用黏土，充分利用工业固体废弃物。

9.1.1 炉渣免烧砖的制备9.1.1.1 主要原材料可用于制备免烧砖的主要原材料多为工业固体废弃物，如粉煤灰、煤渣、煤矸石、尾矿渣、化工渣、脱硫石膏或天然砂、海涂泥等。

如，可以水泥作为主要胶凝材料，掺入铁尾矿砂、河砂等作为骨料制备免烧砖，也可以煤炭液化过程中产生的锅炉渣、气化渣为主要原料，再加入水泥、生石灰、石膏等辅助材料制备免烧砖等。

这些免烧砖的强度等级、抗冻性、放射性等性能指标应符合规范《非烧结垃圾尾矿砖》（JC/T 422—2007）中的要求。

上述用于制备免烧砖的固体废弃物的共同特点是含有SiO2、CaO、Al2O3或硫酸盐物质。

由于生活垃圾焚烧炉渣集料不仅在化学组成上有着与这些固体废弃物数量相当的SiO2、CaO、Al2O3，且具有一定的级配组成，用于免烧砖时既可发挥其胶凝作用，还可以发挥炉渣集料颗粒的骨架作用。

制备炉渣免烧砖的其他材料包括水泥、石灰等。

水泥、石灰既是制备免烧砖的胶结料，也是碱性激发剂，在碱性条件下，激发固体废弃物中SiO2和Al2O3的化学活性，与水泥或石灰水化产物中的Ca（OH）2反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，进一步提升免烧砖的强度。

用于制备炉渣免烧砖的水泥质量要符合《通用硅酸盐水泥》（GB 175—2007）中的技术标准。

道路建设中炉渣应用的环境评价一、无结合焚烧炉渣在道路基层或底基层中使用时，有时焚烧炉渣没有用水泥或沥青结合料稳定，导致有环境危害的元素不能被固定在材料内部，因此在道路铺装层中使用无结合的炉渣集料，评价其环境影响尤其重要。

欧洲一些国家针对炉渣在道路应用过程中的环境影响进行了全面深入的评价，从实验室中的小尺度试验，到法国、瑞典、丹麦修建的足尺试验路项目，均有相关报道。

表13-2中给出了这一领域相关的文献及研究工作的描述。

表13-2 有关道路基层和底基层应用焚烧炉渣的环境评价的文献报道（续表）文献中针对道路铺装浸出行为的详细研究，主要以不同因素的影响分析为主，包括加速老化/碳化、pH值条件、L/S比和微生物影响等。

新鲜的焚烧炉渣一般是碱性的，不过随着在户外环境中堆放时间的增加，不断发生水合、碳化和氧化反应，其pH值趋向于向着更中性和酸性条件降低。

由于pH值是影响多相溶解度从而不同离子类型（如Cr、Pb、Zn、Cu、Ni）释放的主要参数之一，因此这一因素的影响不可忽视。

图13-5出示了pH值水平对各种重金属浸出特性的影响数据。

尽管这些数据结果存在一些变异，但根据趋势线，仍可显示出浸出元素浓度随pH的变化规律。

显然，Cd、Cr、Cu、Ni的浸出性在强酸性条件下最高，而Pb和Zn在酸性和碱性条件下都很高。

Cr、Cu、Pb在中性条件下浸出行为最低。

对于道路铺装中的无结合炉渣材料，很可能pH由适度碱性向着中性发展，Cd和Ni可能是浸出活性最高的两个元素。

也有文献分析了Cl-和等盐类的浸出性，相关数据表明，这些盐类组分浸出能力与pH值关联度不大。

在焚烧炉渣铺设的道路环境监测中也发现，Al、Pb、Cd、Ni、Zn的长期浸出浓度均等于或低于相应天然集料，尽管Cr和Cu的浓度偏高，但仍低于欧盟规定的饮用水限值。

另外，Izquierdo等人也研究发现铺设道路现场的浸出液浓度低于相同材料的试验室结果。

西班牙Tagamanenet试验路项目记录的累积现场测试释放，如图13-6中所示数据，浸出液中盐主要是Cl-1和，均具有较高累积浸出浓度；几乎所有的重金属都没有显著的浸出，但Sb的浸出浓度高出了欧盟2003年规定的惰性废弃物浸出限值。

生活垃圾焚烧炉渣在水泥稳定碎石基层中的应用水泥稳定碎石是指以水泥为结合料，通过加水与碎石集料共同拌和形成的混合料。

水泥稳定碎石的特点是：整体性强，承载能力大，强度和刚度介于刚性水泥混凝土和柔性粒料之间，且其强度和刚度具有随时间而增大的特征，因此亦称之为半刚性材料。

该类材料经摊铺、压实及养护后，可形成具有一定强度、刚度的整体性结构。

当其抗压强度和使用性能符合设计要求时，可以用作道路路面结构的基层、底基层或垫层。

所铺筑的结构亦称之为半刚性基层。

目前，水泥稳定碎石基层已成为我国高等级道路沥青路面半刚性基层的主要形式之一。

21世纪初起，国内外就炉渣集料在水泥稳定材料中的应用技术开展了大量的研究与实践，主要集中于炉渣集料对水泥稳定材料压实特性、力学性能、耐久性的影响及其作用机制，还涉及炉渣集料对道路周边环境的影响等。

一、压实特性水泥稳定材料的压实密度对其强度和刚度的影响显著，而压实密度又与该类材料成型时的含水率和压实功有关。

当压实功一定时，该类稳定类材料存在着最佳含水率，在此含水率下进行压实，可以获得较为经济的压实效果，即达到最大密实度。

水泥稳定材料的最大干密度和最佳含水率可根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51—2009）“T0804—1994无机结合料稳定材料击实试验方法”中的丙法确定。

（一）炉渣集料掺量、选矿工艺、批次的影响当压实功一定时，水泥稳定材料的最佳含水率、最大干密度取决于被稳定材料类型以及水泥剂量。

当采用炉渣集料替代天然集料时，则受到炉渣集料掺量、炉渣集料物理力学特性等因素的影响。

与天然集料相比，炉渣集料具有密度低、吸水率高、表面粗糙、形状不规则等特征，在替代天然集料后，导致水泥稳定炉渣碎石混合料（简称水稳炉渣混合料）的最佳含水率增大、最大干密度减小，炉渣集料掺量越高，影响越显著，如图8-1所示。

图8-1 水稳炉渣混合料击实参数与炉渣集料掺量的关系注：水泥剂量4.5％，炉渣集料粒径范围0～9.5 mm。

生活垃圾焚烧炉渣在道路工程中应用研究摘要：生活垃圾焚烧炉渣产生量急剧增大，资源化利用率低，对生态环境造成巨大压力。

本文对炉渣在道路工程中的应用进行了实验研究，对不同炉渣掺量在道路的路基、基层和路面中应用，结果表明，炉渣作为道路的集料替代天然砂石骨料具有较好的力学性能与路用性能，建议炉渣掺量20%-30%。

同时，炉渣在道路工程中应用具有高消纳量，高附加值，高环境效益，具有广阔的应用前景。

关键词：生活垃圾焚烧炉渣，道路工程，路用性能，资源化利用随着我国经济水平提高，地区生活垃圾产生量随之剧增，垃圾焚烧是我国生活垃圾无害化处理的主要方式。

据统计，我国生活垃圾焚烧厂数量达259座，生活垃圾焚烧量已超6×107吨/年，炉渣产生量占焚烧垃圾总量的15-25%，导致炉渣排放量急速增长，给生态环境带来了巨大压力。

垃圾焚烧炉渣是含有烧结熔渣、玻璃、陶瓷、金属及未燃烧物的混合物[1]，其物理、化学及工程性能与其他工业废渣（如煤渣、钢渣等）存在巨大差异。

根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB 18485-2014）[2]规定，我国生活垃圾焚烧厂应对炉渣、飞灰采用强制分离收集、贮存、运输的技术处理措施，这为炉渣的收集和资源化利用提供了技术保障。

当前，从焚烧炉排放的炉渣先通过水冷，然后通过磁选，再经过水洗、分选等工艺回收铁、铝和铜等金属，经处理后炉渣主要利用方式包括：生产水泥、混凝土、砌块、填埋场覆盖材料、海洋建筑工程等。

炉渣作为一种轻质、多孔的材料，与道路工程用的天然集料相类似，将其用于道路工程建设中，不仅能够缓解天然砂石骨料短缺问题，而且还能充分利用固废资源，减少炉渣土地占用与处置费用，缓解生态环境压力[3]。

本文通过分析炉渣的理化特性、环保特性，研究炉渣在道路路基、基层、面层中替代天然骨料的配合比，探究其力学性能与路用性能，以期能为焚烧炉渣在道路工程的推广应用提供参考。

1、实验材料与方法1.1 实验材料生活垃圾焚烧炉渣取至福建省某生活垃圾焚烧厂，炉渣呈灰色，形状不规则，大小不一，其主要化学组成如表1所示，炉渣的重金属含量如表2所示。

【技术】城市生活垃圾焚烧炉渣作为土木工程材料的资源化应用探讨我国城市生活垃圾焚烧炉渣主要采用卫生填埋进行处置。

本文首先对城市生活垃圾焚烧炉渣的理化及工程特性进行阐述，指出其资源化利用的可行性。

然后探讨了垃圾焚烧炉渣在土木工程方面的资源化应用途径，其中包括沥青混凝土或水泥混凝土的替代骨料、路基路堤等的建筑填料和填埋场覆盖材料等。

对生活垃圾焚烧炉渣进行资源化利用，不仅能缓解卫生填埋场地的供应紧张，而且还能创造一定的经济效益和环境效益。

随着城市的发展，城市生活垃圾清运量的增加与填埋库容紧缺之间的矛盾愈发突出，而焚烧处理因其减量化显著越来越受到重视。

近年来我国东南部沿海经济发达地区许多城市已经兴建了或正在兴建大型生活垃圾焚烧厂，焚烧处理已占生活垃圾总处置量的14%，年产灰渣450~650万吨。

城市生活垃圾焚烧灰渣(MWC)包括焚烧炉中排出的炉渣和烟气净化系统中收集的飞灰，其中炉渣约占垃圾总重量的20%~30%，飞灰约占0.5%。

目前发达国家生活垃圾焚烧炉渣的处理处置主要采用卫生填埋和资源化利用，我国《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)规定炉渣可以直接进入卫生填埋场填埋处置;而飞灰须经特别处理将二噁英等污染物含量控制在安全范围内方可进入生活垃圾卫生填埋场，否则须进入危险废物填埋场处理处置。

随着生活垃圾产量及焚烧比例的增加，炉渣产量将日益增加，因此探索焚烧炉渣的资源化利用途径具有重要意义。

1垃圾焚烧炉渣理化性质及工程特性分析一般而言，垃圾焚烧原状炉渣呈黑褐色，风干后为灰色，其物理组成主要有熔渣、黑色及有色金属、陶瓷及玻璃碎片和其它一些不可燃物质及未燃有机物(如图1所示)。

除去其中的大宗物质后，与砂砾石渣土相似(如图2所示)，主要物理组分质地坚硬，作为集料使用时具有一定的强度。

图1垃圾焚烧底灰图2除去大尺寸物质的垃圾焚烧底灰炉渣颗粒因其物理组成不同形状变化很大，但炉渣的粒径分布比较均匀，颗粒主要集中在2mm~50mm范围内(约占60.8%~76.8%)，而小于0.074mm 的颗粒含量在0.06%~1.36%，基本符合道路建材(骨料、级配碎石或级配砾石等)的级配要求。