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固廢破碎技術指的是將建筑垃圾、工業(yè)尾礦等固體廢棄物轉化為可再生利用骨料的各種技術方式。目前，可實用的固廢破碎技術詳見表 1，它們在工作原理、適用范圍和特點上各有不同。

表1  各種固廢破碎技術

具體來看，機械破碎技術是借助顎式破碎機、錘式破碎機等機械設備，對固廢施加強大的機械力，從而將其破碎成較小顆粒。在實際操作中，通過使用顎式破碎機，利用動顎與定顎的相對運動，擠壓固廢使其破碎，這一過程模擬了動物咬合的動作，能有效處理硬度較高的固廢，如磚塊、混凝土塊等。該技術破碎效率較高，每小時可處理 120～150t，粒徑控制精度在 5～20mm 之間，能精準控制破碎后的粒徑，滿足后續(xù)路基填筑材料的顆粒要求。

物理破碎技術是利用篩分、風選、水洗等物理手段對固廢進行分離和分級。如風選，指的是借助風力將輕質(zhì)雜物（如塑料、木塊等）與其他成分分離。這種技術能耗較低，但耗時較長，物理破碎技術適用于輕質(zhì)雜物較多的裝修垃圾、混合固廢等。在處理這類固廢時，能高效去除輕質(zhì)雜質(zhì)，為后續(xù)的路基填筑提供更純凈的材料。

聯(lián)合破碎技術巧妙結合了機械破碎與物理破碎的優(yōu)勢。先利用機械破碎將固廢初步破碎成較小顆粒，然后通過篩分和水洗進一步去除雜質(zhì)。這種技術在處理建筑垃圾與工業(yè)固廢的混合物時效果顯著，破碎效果好，雜質(zhì)去除率高，破碎效率在 100～120t/h，粒徑控制精度在 5～15mm，聯(lián)合破碎技術是處理復雜成分固廢的常用技術手段。

常見的可用于路基填筑的固廢類型主要有建筑垃圾、工業(yè)尾礦和廢舊道路材料（具體見表 2）。在路基填筑工程中，為了確保路基工程質(zhì)量，提升環(huán)保效益，必須合理選用固廢類型。

表2  常見固廢的成分與性質(zhì)

建筑垃圾主要由磚塊、混凝土塊、碎石、砂漿等組成，處理后的建筑垃圾填筑路基，能有效提高路基的穩(wěn)定性和承載能力。

工業(yè)尾礦涵蓋鐵礦尾礦、銅礦尾礦、鋁礦尾礦等，強度相對較低，但具有一定的膠結性，通過添加特定的固化劑等方式，可提升其強度和穩(wěn)定性，滿足路基填筑需求。

廢舊道路材料主要包括瀝青混凝土、水泥混凝土等，其強度高，穩(wěn)定性好。

固廢收集是固廢破碎技術應用的第一個環(huán)節(jié)，固廢收集的質(zhì)量直接關乎后續(xù)破碎及路基填筑的成效。固廢來源廣泛，建筑垃圾、工業(yè)尾礦以及廢舊道路材料等均屬于固廢。建筑垃圾中包含磚塊、混凝土塊、砂漿等，這些廢棄物是城市建設與拆除活動的常見產(chǎn)物。工業(yè)尾礦，像鐵礦、銅礦尾礦，是礦石經(jīng)過選礦流程后剩余的廢渣。廢舊道路材料則有瀝青混凝土、水泥混凝土，多源于道路翻修工程。

使用專用運輸車輛收集固廢，運輸全程必須采取覆蓋措施，使用篷布遮蓋，以此防止揚塵飄散和物料散落，避免對周邊環(huán)境造成污染。收集固廢時避免混入過多輕質(zhì)雜物，如塑料、木塊等。這些輕質(zhì)雜物會干擾破碎設備的正常運行，降低破碎效率，而且在路基填筑時，會影響整體結構的穩(wěn)定性和強度，進而對路基填筑質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

完成固廢收集后，進行預處理，預處理包含分揀、清洗和破碎前篩分等流程。

分揀環(huán)節(jié)可借助人工或機械設備進行操作，利用振動篩或風選機等設備剔除固廢中的輕質(zhì)雜物，如塑料、木塊、布片等。振動篩的篩孔尺寸設定為 200mm，這種設備的分揀效率較高，可達 90%以上。

通過分揀，能有效減少輕質(zhì)雜物對后續(xù)處理的干擾。

清洗過程利用水洗設備去除固廢表面的泥土和雜質(zhì)。為實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，降低成本并防止二次污染，清洗水會配備專門的污水處理系統(tǒng)。注意控制清洗后固廢的含水率。

依據(jù)固廢類型和路基填筑的具體要求，精準選擇合適的破碎工藝和設備是確保固廢處理質(zhì)量的關鍵。對硬度較高的固廢采用機械破碎，對輕質(zhì)雜物較多的固廢采用物理破碎，對于成分復雜的固廢，如建筑垃圾與工業(yè)尾礦的混合物，聯(lián)合破碎是更優(yōu)選擇。它結合機械破碎和物理破碎的優(yōu)勢，能夠更全面地處理復雜固廢。

破碎流程設計包含多個有序階段。初碎階段的目標是將大塊固廢破碎成較小顆粒，使其粒徑 ?100mm，為后續(xù)處理做準備。在篩分階段，借助篩分設備，按照 20mm、10mm、5mm 的篩孔尺寸對固廢進行粒徑分級，實現(xiàn)不同粒徑顆粒的初步分離。

在再破碎階段，將篩分后粒徑不符合要求的大粒徑固廢再次破碎，確保最終粒徑滿足路基填筑通常要求（粒徑在 5～20 mm）。

通過水洗與風選環(huán)節(jié)，進一步去除固廢中的泥土和輕質(zhì)雜物，提高再生材料的純凈度。

破碎后固廢的質(zhì)量控制是保障路基填筑質(zhì)量的核心要點。在顆粒級配方面，路基填筑材料的粒徑必須嚴格控制在 5～20 mm 之間，必須符合《公路路基施工技術規(guī)范》（JTG/T 3610—2019）的標準要求。同時，要通過篩分試驗繪制級配曲線，保證材料的級配與設計要求相符，只有級配合適，才能使固廢在路基中形成穩(wěn)定的結構。

在質(zhì)量檢測方法上，采用烘干法進行含水量檢測。將固廢樣品烘干至恒重，通過計算烘干前后質(zhì)量差得出含水率，確保其在最佳含水率范圍內(nèi)，一般為12%～15%。這個含水率范圍能保證固廢在壓實過程中達到最佳密實度。

CBR 承載比試驗是檢測固廢混合料強度的重要方法。通過標準試驗方法測定其 CBR 值，確保滿足路基填筑 8%～10%的強度要求。CBR 承載比可通過以下公式計算：

動態(tài)變形模量檢測利用動態(tài)變形模量測試儀測定材料的模量值，以此判斷材料是否符合設計要求。質(zhì)量控制措施包括定期檢測，在破碎過程中按一定時間間隔或產(chǎn)量進行取樣檢測，及時掌握材料質(zhì)量變化情況，確保材料質(zhì)量穩(wěn)定。

要根據(jù)檢測結果調(diào)整破碎機的轉速、篩分設備的篩孔尺寸等工藝參數(shù)。若發(fā)現(xiàn)粒徑過大，可降低破碎機轉速、減小排料口尺寸；若級配不合理，可調(diào)整篩分設備篩孔尺寸，優(yōu)化工藝流程。

對于不符合要求的固廢，需進行再破碎或篩分處理，直至最終產(chǎn)品符合相關標準，保證用于路基填筑的固廢質(zhì)量可靠。

固廢破碎技術在路基填筑中的應用顯著提升了路基的力學性能。通過實驗數(shù)據(jù)和案例分析，對比固廢破碎材料與傳統(tǒng)路基填筑材料的性能，可以清晰看到固廢材料在壓實度、承載能力等方面的優(yōu)越性。

在壓實度方面，傳統(tǒng)材料的素土壓實度通常為93%～95%，石灰土壓實度為 95%～97%；經(jīng)破碎處理的磚渣、混凝土塊等固廢材料，壓實度可達96%～98%，優(yōu)于傳統(tǒng)材料。

壓實度計算公式如下：

CBR 承載比對比傳統(tǒng)材料：素土 CBR 值為 5%～8%，石灰土 CBR 值為 8%～12%；固廢破碎材料的CBR 值可達 15%～20%，顯著提升路基的承載能力。具體實驗數(shù)據(jù)如表 3 所示。

表3  不同材料壓實度、CBR 值、動態(tài)變形模量對比

固廢破碎材料在路基長期使用中的穩(wěn)定性和耐久性表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。通過抗水侵蝕、抗凍融循環(huán)等性能測試，證明其在延長路基使用壽命方面的潛力。

（1）抗水侵蝕性能

傳統(tǒng)材料：素土和石灰土的滲透系數(shù)為 10^(?5)cm/s，易受水侵蝕影響。

固廢材料：固廢破碎材料的滲透系數(shù)為 10^(?6)cm/s，抗水侵蝕能力更強。

（2）抗凍融循環(huán)性能

傳統(tǒng)材料：經(jīng)過 25 次凍融循環(huán)后，強度損失率為15%～20%。

固廢材料：經(jīng)過 25 次凍融循環(huán)后，強度損失率僅為 5%～8%，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗凍融性能。

滲透系數(shù)計算公式如下：

強度損失率計算公式如下：

固廢破碎技術在路基填筑中的應用帶來了顯著的經(jīng)濟效益。通過對比固廢材料與傳統(tǒng)材料的成本，可以發(fā)現(xiàn)固廢技術在節(jié)約材料費用、降低運輸成本等方面具有明顯優(yōu)勢。

在材料成本方面，傳統(tǒng)材料：素土采購成本為 30～50元/m3，石灰土為 80～120元/m3；固廢破碎材料的采購成本僅為 20～40元/m3，節(jié)約成本 30%～50%。

在運輸成本方面，傳統(tǒng)材料運輸距離通常為 10～20km，運輸成本為 10～15元/m3；固廢材料多來源于本地建筑垃圾，運輸距離縮短至 5km 以內(nèi)，運輸成本降至 5～8元/m3。

在施工成本方面，傳統(tǒng)材料施工成本為 100～150元/m3；固廢材料施工成本為 80～120元/m3，節(jié)約20%～30%。

成本節(jié)約率計算公式如下：

固廢破碎技術在路基填筑中的應用對環(huán)境具有顯著的積極影響。通過減少固廢排放和資源循環(huán)利用，該技術在降低環(huán)境污染風險、節(jié)約土地資源方面表現(xiàn)出色。

在固廢減量化方面，每公里路基填筑可消耗固廢2000～3000m3，顯著減少建筑垃圾的堆放需求。

在碳排放減少方面，傳統(tǒng)材料每立方米素土的碳排放量為 0.5～0.8tCO2；每立方米固廢材料的碳排放量僅為 0.2～0.3tCO2，減少約 60%的碳排放。

在資源循環(huán)利用方面，固廢材料的資源利用率達到 60%～70%，有效節(jié)約了天然資源。

碳減排量計算公式如下：