《Journal of Road Engineering》：Technical indexes and requirements for the application of recycled construction and demolition waste in base layers of roads in China
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中国建筑与拆除废弃物(C&DW)的大量产生促进了其在道路基层中应用的研究兴趣。再生建筑与拆除废弃物(RC&DW)已被纳入国家和省级技术规范；然而，各地区相应的技术指标和阈值要求差异显著，这限制了其在工程中的有效应用。本研究基于35项国家和省级规范，对中国道路基
中国建筑与拆除废弃物(C&DW)的大量产生促进了其在道路基层中应用的研究兴趣。再生建筑与拆除废弃物(RC&DW)已被纳入国家和省级技术规范；然而，各地区相应的技术指标和阈值要求差异显著，这限制了其在工程中的有效应用。本研究基于35项国家和省级规范，对中国道路基层用RC&DW的技术指标和要求范围进行了系统综述。压碎值、吸水率、针片状颗粒、轻质杂质含量和细粉含量主要被推荐用于评价再生粗骨料(RCA)的性能。相比之下，再生细骨料(RFA)的关键指标是砂当量和0.075 mm塑性指数。在水泥稳定RC&DW中，7 d无侧限抗压强度受道路等级与交通量的耦合影响。在其他情况下，仅受道路等级或交通量的单独约束。道路等级、交通量及耦合分类被用于建立水泥稳定RC&DW的压实度要求，同时考虑道路等级和交通量。基于现有规范的统计综合，提出了推荐指标范围和分类方案供实际参考。结果表明，RC&DW技术要求存在显著离散性，主要归因于材料来源、区域管理水平和道路等级需求的差异。本综述强调了协调技术要求的必要性，同时允许适当的灵活性以适应材料异质性。研究结果为提高规范一致性及促进RC&DW在中国工程条件下道路基层中的标准化应用提供了参考。
**1. 引言**
建筑与拆除废弃物(C&DW)是一种累积存量巨大的主要固体废弃物。中国每年产生超过18亿吨C&DW。目前，中国缺乏统一的C&DW国家统计核算体系，全国规模的产生量数据通常通过间接估算方法获得。当前中国C&DW的利用率不足50%，超过35%被填埋处置。C&DW处置破坏土壤、造成水污染、降低景观质量并减少土地可用性。再生建筑与拆除废弃物(RC&DW)是指通过分离和处理C&DW获得的材料。根据《公路工程利用建筑垃圾技术规范》(JTG-T 2321-2021)，RC&DW分为再生粗骨料(RCA)和再生细骨料(RFA)。RC&DW在道路工程中的应用包括路堤填筑、挤密桩、预制混凝土及材料混合料等。日本、韩国、欧洲和美国均已制定相关技术规范。中国已发布多项国家规范，包括《混凝土和砂浆用再生细骨料》(GB/T 25176-2010)、《混凝土用再生粗骨料》(GB/T 25177-2010)和《建筑废弃物再生利用规范》(GB/T 50743-2012)等。然而，各规范对RC&DW的评价标准差异显著。与以往主要关注再生骨料实验室性能或独立案例研究的综述不同，本研究对中国省级规范进行了系统综合，涵盖粗细再生骨料，不仅量化了各规范间技术指标的变异性，还引入了对根本原因的定性分析，并将中国规范体系与国际基准相联系。
**2. 研究目标**
本研究旨在对中国道路半刚性基层中RC&DW应用的技术指标和要求进行批判性综述。研究范围涵盖中国公路工程中两种最主要的无机结合料稳定基层形式：水泥稳定集料和石灰粉煤灰稳定集料。具体目标包括：(1)针对指标类型及其数值要求的复杂性和不一致性，为RC&DW提出合适的评价标准和要求的建议；(2)针对RC&DW性能变异性带来的挑战，推荐优化的技术规范和性能基准。
**3. 再生建筑与拆除废弃物**
**3.1 规范**
本研究汇编并分析了2010年至2024年间发布的35项RC&DW规范，涵盖国家、行业、团体及地方规范。各省份发布的规范数量存在显著区域不平衡，与中国的经济格局和城市化强度相吻合。河南省、陕西省和广东省等规范数量最多的省份具有高人口密度或快速基础设施扩张的特征。陕西省发布了四项RC&DW规范，为各省份中最多。中国首条使用C&DW建设的高速公路（西咸北环线高速公路）即在陕西建成。71%的RC&DW规范于2018-2022年发布，其中2021年发布的规范数量最多。随着规范的演变，相应的RC&DW技术指标及其数值日趋详细。区域间标准差异的原因包括：标准的历史发展、废弃物物流的区域差异、各监管部门的管理理念和风险容忍度，以及地方产业能力和制度支持。
**3.1.2 应用范围**
在35项RC&DW规范中，22项（63%）专门针对道路基层应用发布。其余13项（37%）涵盖各种工程应用产品，如再生骨料砂浆、再生混凝土制品和水泥面层。道路基层和人行道指标相对宽松，而RC&DW混凝土制品指标则较为严格。
**3.1.3 技术指标测试方法**
规范13和规范26中技术指标阈值差异的重要原因之一是采用了不同的测试方法。所有审查文件均引用了《建设用卵石、碎石》(GB/T 14685-2022)或《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)。33项道路基层规范依赖JTG E42-2005，该规程最初为路面工程中的天然集料设计。相比之下，规范13和26主要参考GB/T 14685-2022，该国家规范并非专门针对区分道路用再生集料与建筑用再生集料。这种方法学差异造成显著的不一致来源。
**3.1.4 与天然集料的比较**
与天然集料(NA)不同，RC&DW由原始集料、附着砂浆以及可能的砖瓦碎片组成。RC&DW通常具有较低的表观密度和比NA高得多的吸水率，这是由于附着砂浆的多孔性质。RC&DW的压碎值较高，需要更严格的压实控制以防止颗粒过度破碎。RC&DW性能的变异性，如砂当量，通常比天然砂更明显。
**3.2 再生粗骨料指标**
对RCA最常用的五项技术指标进行分析：压碎值、吸水率、细粉含量、针片状颗粒和轻质杂质含量。仅有11%的相关规范包含全部五项指标。
**3.2.1 压碎值**
RCA不同等级的规定压碎值存在显著差异。第一、第二和第三规定压碎值分别为≤30%、≤35%和≤45%，分别反映在现有RCA I类、II类和III类技术规范的51%、31%和46%中。陕西省规范31和32为I类建筑垃圾基集料规定了≤45%和≤40%的压碎值，明显高于大多数其他规范。这主要源于基层材料配方中掺入了NCA，稀释了RC&DW对压碎抗力指标的影响。建议采用RCA压碎值指标分类体系：I类≤30%，II类≤35%，III类≤45%。I类应用于高速公路和一级公路基层，II类和III类用于二级及以下等级公路。
**3.2.2 吸水率**
RCA最常规定的吸水率阈值分别为I类≤7%、II类≤5%和III类≤8%，约40%、45%和60%的现有技术规范采用这些值。规范26针对粘土砖再生集料设置了I类<10%、II类<13%和III类<15%的限值，为所有调查规范中允许的最高阈值。建议RCA用于道路时应符合I类(<7%)、II类(<10%)和III类(<15%)的规定值。
**3.2.3 针片状颗粒**
第一和第二针片状颗粒值分别为≤18%和≤20%，由47%和67%的规范针对RCA I类和II类定义。>50%的规范对I类(<18%)和II类(<20%)共享相同的指标值。I类RCA的针片状颗粒含量最大限值应为<18%，II类为<20%。
**3.2.4 轻质杂质含量**
RCA中轻质杂质最常采用的阈值为I类≤0.5%、II类≤1.0%和III类≤1.0%，约50%、70%和85%的调查标准定义了这些值。建议I类RCA轻质杂质含量不超过0.5%，II类和III类限制为≤1.0%。
**3.2.5 细粉含量**
RCA细粉含量阈值通常设为I类≤1.2%、II类≤2.0%和III类≤5.0%，分别由65%、78%和57%的调查规范采用。规范26将RCA分为混凝土基、粘土砖基和混合型三种材料类型。建议I类RCA细粉含量≤1.2%，II类≤2.0%，III类≤5.0%。
**3.3 再生细骨料指标**
65%的规范对砂当量和0.075 mm塑性指数施加限制，35%规定了砂当量或0.075 mm塑性指数的单独指标。
**3.3.1 砂当量**
I类超过70%和II类67%的规范规定砂当量最小值≥40%。规范16为I类和II类分别定义了≥55%和≥45%的更严格砂当量阈值，这归因于使用纯混凝土废弃物来源的再生细骨料。建议道路基层用RFA的砂当量指标值对I类和II类材料均标准化为≥40%。未来规范应考虑为III类引入最低砂当量值，可能约为≥30%。
**3.3.2 0.075 mm塑性指数**
六项规范对I类、II类和III类的0.075 mm细颗粒均设定了≤17的塑性指数限值，与JTG/T F20-2015中规定的上限一致。规范32允许12-20的更宽PI范围，因其专门用于石灰粉煤灰稳定RC&DW混合料。规范7为I类RFA设定了≤9的0.075 mm PI阈值，为所有审查规范中最低。建议道路基层和底基层应用中RFA的0.075 mm部分塑性指数统一限制为：I类(≤17)、II类(≤17)和III类(≤17)。
**3.4 再生骨料推荐指标**
推荐值通过多种省级标准中最严格和最广泛接受的做法组合确定，并与实际性能和成本考虑相平衡。建议的再生粗骨料技术规范值包括：压碎值I类≤30%、II类≤35%、III类≤40%；吸水率I类<7%、II类<10%、III类<15%；针片状颗粒I类<18%、II类<20%；轻质杂质含量I类≤0.5%、II类≤1.0%、III类≤1.0%；细粉含量I类≤1.2%、II类≤2.0%、III类≤5.0%。再生细骨料推荐值包括：砂当量I类≥40%、II类≥40%；0.075 mm PI I类≤17、II类≤17、III类≤17。
**3.5 各国技术指标比较**
与日本、韩国、欧洲和美国等主要经济体的比较表明：压碎值方面，中国推荐值与国标规范大致一致；吸水率、细粉含量、针片状颗粒和轻质杂质等参数方面，中国规范普遍比欧洲、美国和邻近的日本、韩国更为宽松。砂当量和0.075 mm PI等细集料指标的差异最为显著，中国的阈值明显宽松。
**4. RC&DW在道路基层中的应用**
**4.1 7天无侧限抗压强度**
**4.1.1 水泥稳定RC&DW**
综合考虑道路等级和交通量，水泥稳定RC&DW基层的7 d无侧限抗压强度指标值应满足：高速公路和一级公路3.0-7.0 MPa，二级及以下等级公路2.0-6.0 MPa；底基层为高速公路和一级公路2.0-5.0 MPa，二级及以下等级公路1.0-4.5 MPa。
**4.1.2 石灰粉煤灰稳定RC&DW**
按道路等级分类的石灰粉煤灰基层强度指标应>1.0 MPa，按交通量分类的应>0.8 MPa。石灰粉煤灰稳定底基层：高速公路、一级公路和重交通量应>0.8 MPa，二级及以下等级公路和低交通量应>0.6 MPa。
**4.2 压实度**
按道路等级分类，高速公路和一级公路压实度指标值≥98%，二级及以下等级公路≥97%。按交通量分类，特重和重交通量最小压实度值≥98%，低交通量至少≥97%。
**4.3 试点应用与政策启示**
北京自2018年起在城区快速路基层改造中成功使用满足更严格阈值的再生粗骨料，现场监测显示压实度持续高于96%，7 d无侧限抗压强度超过1.2 MPa。陕西西咸北环线高速公路基层建设项目在类似阈值下使用RCA与天然集料混合，天然集料使用量减少超过20%。
**4.4 对设计可靠性和质量保证的启示**
技术指标的显著离散性对路面设计和施工质量控制构成切实风险。从设计角度看，宽泛的压碎值和强度限值离散性要求工程师应用更高的安全系数以防止过早疲劳破坏。在质量保证方面，吸水率的显著变异性对水分控制构成严重挑战，需要从静态规定转向能够实时适应原料变化的动态质量控制方案。
**5. 结论与未来研究**
(1) 压碎值、吸水率、针片状颗粒、轻质杂质含量和细粉含量主要推荐用于评价RCA性能。RFA的主要指标为砂当量和0.075 mm PI。(2) 水泥稳定RC&DW应满足JTG/T F20-2015规定的7 d无侧限抗压强度要求。(3) RC&DW压实度应考虑交通量和道路等级分类。(4) RC&DW性能指标与基层强度和压实度之间缺乏明确相关性，未来研究应关注材料、测试方法和应用途径的分析。(5) 约37%的审查规范涉及更高等级应用，道路基层标准应视为下限参考。(6) 中国现行规范对长期耐久性关注有限，未来标准应明确将耐久性要求纳入评价框架，包括冻融和干湿循环抗力等。
