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当前我国公路建设正处于高速发展时期，半刚性基层材料广泛应用于各等级公路的路面结构中，各个地区根据本地区的资源和特点，使用的材料大同小异，其中应用较多的是水泥稳定砂砾。而天然砂砾属于自然资源，其开采需要破坏水道、航道，目前很多地区供应紧张，价格不断上涨，寻找和应用环保型替代材料显得必不可少。从全国范围来看，由于房地产业的升温与发展，危旧房改造、棚户区拆迁，大量的建筑垃圾产生出来，这些建筑垃圾的主要成分是碎砖、废混凝土，一般处理方法是填埋沟坑或市外堆放。这样既堵塞河道，又占用土地。而对于有矿产的地区，尾矿堆积如山，有待开发和利用。目前对这些废弃的可再生资源进行基层方面的应用研究，取得了显著成果，为大批量的广泛推广和应用提供了依据，奠定了基础。对这两种材料进行适当配合比方面的改进，使其技术上可行，经济上合理，既是废旧利用，有利于环境保护，又可降低工程造价，满足可持续发展的科学要求。
1建筑垃圾在路面基层的应用研究
1.1试验研究
据统计，我国每年的建筑垃圾产量大约在4000～5000万t，特别是随建筑业的发展，使很多城市和地区的建筑垃圾产量急剧增加，对建筑垃圾进行改进研究，将其变废为宝，可缓解道路基层原材料的紧张状况，降低成本，研究意义重大。
首先，对建筑垃圾进行破碎，为适于应用，破碎尺寸最大为10mm，破碎后颗粒组成见表1。
表1建筑垃圾颗粒组成
为改善级配，增加强度，又不能使造价增加过大，适当掺加些碎石和石屑，使用配合比设计软件进行配合比设计，最后确定混合料比例为，碎石（5～15mm）20％:石屑20％:建筑垃圾60％，合成级配为见表2。
表2混合料合成级配
其合成级配曲线（按基层水泥稳定土的颗粒组成范围配制）如图1所示。
按3％、4％、5％、6％、7％的不同水泥用量，分别做标准击实试验，求其各自的最佳含水率和最大干密度，见表3。
按二级公路基层93％的压实度，计算制件时的干密度见表4。
按试验操作规程制取无侧限抗压强度试件，在规定温度下保湿养生6d，浸水1d，测得无侧限抗压强度见表5。
图1合成级配曲线
表3最佳含水率和最大干密度
由表5可以看出，水泥用量5％以上的稳定土，试件抗压强度均满足路面基层性能要求。从经济角度考虑，水泥用量5％比较合理，水泥用量4％的混合料可以满足二级和二级以下公路底基层的要求。
1.2成本测算
为比较建筑垃圾稳定土与常用的水泥稳定砂砾的经济性，以下进行市场调查、成本计算和经济比较。
1.2.1单价调查
已建场地建筑垃圾购买运输和破碎成本：8.2元/m3；
天然砂砾的购买和运输成本为：37元／m3；
石屑的购买和运输成本为：18元／m3；
S11的碎石购买和运输成本为：25元／m3；
当前P.032.5水泥市场价为：300元/t；
生产成品料人工费及机械折旧费：9元／m3。
1.2.2建筑垃圾稳定土单价（水泥用量5％，最佳含水率14.5％）
建筑垃圾稳定土压实湿密度：1.84×（1+0.145）＝2.11t/m3；
建筑垃圾天然密度：1.6t/m3；
用水量：2.11×（14.5/114.5）＝0.267t；
水泥用量：（2.11-0.267）×（5／105）＝0.088t；
建筑垃圾用量：（2.11-0.267-0.088）×60％＝1.053t；
石屑用量：（2.11-0.267-0.088）×20％＝0.351t；
S11碎石用量：（2.11-0.267-0.088）×20％＝0.351t；
每m3单价：9+0.088×300+1.053×8.2/1.6+0.351×18+0.351×25＝55.89元。
1.2.3水泥稳定砂砾单价（水泥剂量5％，最佳含水量14％）
压实湿密度：2.49t/m3，砂砾天然密度：1.6t/m3；
用水量：2.49×（14/114）＝0.306t；
水泥用量：（2.49-0.306）×（5/105）＝0.104t；
砂砾用量：（2.49-0.306）×（100/105）＝2.08t；
每m3单价：9+0.104×300+2.08×37/1.6＝88.3元。
以1km的二级路面底基层为例，若宽12m，20cm厚，共需稳定半刚性混合料2400m3（实体），使用5％水泥剂量的水泥稳定砂砾，造价为211920元；使用石屑（20％）和S11碎石（20％），及5％水泥剂量的水泥稳定建筑物破碎土（60％）造价为134136元。两者差价77784元／km。由此可见，使用建筑垃圾破碎土稳定类基层或底基层可以大大降低道路材料成本（可降低30％），具有巨大的市场推广潜力。
2尾矿的路用性能研究
2.1试验研究
尾矿是铁矿筛选后的残渣，经化学分析，其成分为80％的SiO2，15％的残余铁矿，及少量杂质。由于尾矿颗粒细小，目前对它的应用研究较少，而铁尾矿堆积如山，有待开发利用。对它进行道路基层应用研究，既解决矿山排渣问题，又解决了道路基层材料紧缺问题。
通过对尾矿进行筛分，其颗粒组成见表6。
表6尾矿颗粒组成
由表6可以看出，尾矿的颗粒组成比较均匀，Cv＝D60/D30＝1.5，级配并不理想，为使其成为理想的半刚性基层材料，并能较好地满足路面基层施工技术规范的相关要求，适量掺配碎石和石屑。
利用配合比设计软件设计的，满足基层要求的配合比如下：碎石（5～15cm）20％：石屑20％：尾矿60％。其合成级配见表7。
表7混合料合成级配
根据已有的试验数据，应用4％、5％、6％的水泥用量的混合料做土工标准击实试验，得各自的最佳含水率和最大干密度见表8。
表8最佳含水量和最大干密度
按二级公路基层93％的压实度，计算制件时的干密度见表9。
表9制件干密度
按试验操作规程制取无侧限抗压强度试件，在规定温度下保湿养生6d，浸水1d，测得无侧限抗压强度见表10。
表10无侧限抗压强度
由表10可以看出，5％以上的水泥用量，试件抗压强度均满足路面基层性能要求。从经济角度考虑，水泥用量5％比较合理，水泥用量4％及以下拌制的混合料难以满足各级公路基层和底基层要求。
2.2成本测算
为比较尾矿稳定土与常用的水泥稳定砂砾的经济性，以下进行市场调查、成本计算和经济比较。
2.2.1单价调查
尾矿购买和运输成本：8元／m3；
天然砂砾的购买和运输成本为：37元／m3；
石屑的购买和运输成本为：18元／m3；
S11的碎石购买和运输成本为：25元／m3；
当前P.032.5水泥市场价为：300元/t；
生产成品料人工费及机械折旧费：9元／m3。
2.2.2尾矿稳定土单价（水泥用量5％，最佳含水率6.3％）
尾矿稳定土压实湿密度：2.84×（1+0.063）＝3.02t/m3；
尾矿天然密度：2.0t/m3；
用水量：3.02×（6.3/106.3）＝0.179t；
水泥用量：2.84×（5/105）＝0.135t；
尾矿用量：（2.84-0.135）×60％＝1.623t；
石屑用量：（2.84-0.135）×20％＝0.541t；
S11碎石用量：（2.84-0.135）×20％＝0.541t；
每m3单价：9+0.135×300+1.623×8/2.0+0.541×18+0.541×25＝79.26元。
2.2.3水泥稳定砂砾单价（水泥用量5％，最佳含水率14％）
压实湿密度：2.49t/m3，砂砾天然密度：1.6t/m3；
用水量：2.49×（14/114）＝0.306t；
水泥用量：（2.49-0.306）×（5/105）＝0.104t；
砂砾用量：（2.49-0.306）×（100/105）＝2.08t；
每m3单价：9+0.104×300+2.08×37/1.6＝88.3元。
以1km的二级路面底基层为例，若12m宽，20cm厚，共需稳定半刚性棍合料2400m3（实体），使用5％水泥用量的水泥稳定砂砾，造价为211920元；使用石屑（20％）和S11碎石（20％）及5％水泥剂量的水泥稳定尾矿土（60％），造价为190212元。两者差价21708元／km。由此可见，使用水泥稳定尾矿土基层或底基层也可以大大降低道路材料成本（可降低10.24％），非常值得使用和推广。
3结语
通过以上研究，建筑垃圾及尾矿在一定水泥用量下掺加相应比例的碎石和石屑（碎石和石屑用量不可过多，否则造价将骤增，应该在其最大用量、要求强度和最低造价之间寻找平衡点），其抗压强度可满足二级和二级以下公路路面基层和底基层的使用要求，并且其造价与同样水泥用量的水泥稳定砂砾和水泥稳定碎石相比大大降低。同时又可利用废弃材料，其推广和使用前景十分广阔，为地方公路建设增添了新的亮点和思路。
参考文献：
[1]王罗春，赵由才.建筑垃圾处理与资源化[M].北京：化学工业出版社2004.
[2]JTG E40-2007，公路土工试验规程[S].
[3]JTJ 034-2000，公路路面基层施工技术规范[S].
[4]JTG F80/1-2004，公路工程质量检验评定标准[S].
