固废破碎技术指的是将建筑垃圾、工业尾矿等固体废弃物转化为可再生利用骨料的各种技术方式。目前，可实用的固废破碎技术详见表 1，它们在工作原理、适用范围和特点上各有不同。

表1  各种固废破碎技术

具体来看，机械破碎技术是借助颚式破碎机、锤式破碎机等机械设备，对固废施加强大的机械力，从而将其破碎成较小颗粒。在实际操作中，通过使用颚式破碎机，利用动颚与定颚的相对运动，挤压固废使其破碎，这一过程模拟了动物咬合的动作，能有效处理硬度较高的固废，如砖块、混凝土块等。该技术破碎效率较高，每小时可处理 120～150t，粒径控制精度在 5～20mm 之间，能精准控制破碎后的粒径，满足后续路基填筑材料的颗粒要求。

物理破碎技术是利用筛分、风选、水洗等物理手段对固废进行分离和分级。如风选，指的是借助风力将轻质杂物（如塑料、木块等）与其他成分分离。这种技术能耗较低，但耗时较长，物理破碎技术适用于轻质杂物较多的装修垃圾、混合固废等。在处理这类固废时，能高效去除轻质杂质，为后续的路基填筑提供更纯净的材料。

联合破碎技术巧妙结合了机械破碎与物理破碎的优势。先利用机械破碎将固废初步破碎成较小颗粒，然后通过筛分和水洗进一步去除杂质。这种技术在处理建筑垃圾与工业固废的混合物时效果显著，破碎效果好，杂质去除率高，破碎效率在 100～120t/h，粒径控制精度在 5～15mm，联合破碎技术是处理复杂成分固废的常用技术手段。

常见的可用于路基填筑的固废类型主要有建筑垃圾、工业尾矿和废旧道路材料（具体见表 2）。在路基填筑工程中，为了确保路基工程质量，提升环保效益，必须合理选用固废类型。

表2  常见固废的成分与性质

建筑垃圾主要由砖块、混凝土块、碎石、砂浆等组成，处理后的建筑垃圾填筑路基，能有效提高路基的稳定性和承载能力。

工业尾矿涵盖铁矿尾矿、铜矿尾矿、铝矿尾矿等，强度相对较低，但具有一定的胶结性，通过添加特定的固化剂等方式，可提升其强度和稳定性，满足路基填筑需求。

废旧道路材料主要包括沥青混凝土、水泥混凝土等，其强度高，稳定性好。

固废收集是固废破碎技术应用的第一个环节，固废收集的质量直接关乎后续破碎及路基填筑的成效。固废来源广泛，建筑垃圾、工业尾矿以及废旧道路材料等均属于固废。建筑垃圾中包含砖块、混凝土块、砂浆等，这些废弃物是城市建设与拆除活动的常见产物。工业尾矿，像铁矿、铜矿尾矿，是矿石经过选矿流程后剩余的废渣。废旧道路材料则有沥青混凝土、水泥混凝土，多源于道路翻修工程。

使用专用运输车辆收集固废，运输全程必须采取覆盖措施，使用篷布遮盖，以此防止扬尘飘散和物料散落，避免对周边环境造成污染。收集固废时避免混入过多轻质杂物，如塑料、木块等。这些轻质杂物会干扰破碎设备的正常运行，降低破碎效率，而且在路基填筑时，会影响整体结构的稳定性和强度，进而对路基填筑质量产生不良影响。

完成固废收集后，进行预处理，预处理包含分拣、清洗和破碎前筛分等流程。

分拣环节可借助人工或机械设备进行操作，利用振动筛或风选机等设备剔除固废中的轻质杂物，如塑料、木块、布片等。振动筛的筛孔尺寸设定为 200mm，这种设备的分拣效率较高，可达 90%以上。

通过分拣，能有效减少轻质杂物对后续处理的干扰。

清洗过程利用水洗设备去除固废表面的泥土和杂质。为实现水资源的循环利用，降低成本并防止二次污染，清洗水会配备专门的污水处理系统。注意控制清洗后固废的含水率。

依据固废类型和路基填筑的具体要求，精准选择合适的破碎工艺和设备是确保固废处理质量的关键。对硬度较高的固废采用机械破碎，对轻质杂物较多的固废采用物理破碎，对于成分复杂的固废，如建筑垃圾与工业尾矿的混合物，联合破碎是更优选择。它结合机械破碎和物理破碎的优势，能够更全面地处理复杂固废。

破碎流程设计包含多个有序阶段。初碎阶段的目标是将大块固废破碎成较小颗粒，使其粒径 ⩽100mm，为后续处理做准备。在筛分阶段，借助筛分设备，按照 20mm、10mm、5mm 的筛孔尺寸对固废进行粒径分级，实现不同粒径颗粒的初步分离。

在再破碎阶段，将筛分后粒径不符合要求的大粒径固废再次破碎，确保最终粒径满足路基填筑通常要求（粒径在 5～20 mm）。

通过水洗与风选环节，进一步去除固废中的泥土和轻质杂物，提高再生材料的纯净度。

破碎后固废的质量控制是保障路基填筑质量的核心要点。在颗粒级配方面，路基填筑材料的粒径必须严格控制在 5～20 mm 之间，必须符合《公路路基施工技术规范》（JTG/T 3610—2019）的标准要求。同时，要通过筛分试验绘制级配曲线，保证材料的级配与设计要求相符，只有级配合适，才能使固废在路基中形成稳定的结构。

在质量检测方法上，采用烘干法进行含水量检测。将固废样品烘干至恒重，通过计算烘干前后质量差得出含水率，确保其在最佳含水率范围内，一般为12%～15%。这个含水率范围能保证固废在压实过程中达到最佳密实度。

CBR 承载比试验是检测固废混合料强度的重要方法。通过标准试验方法测定其 CBR 值，确保满足路基填筑 8%～10%的强度要求。CBR 承载比可通过以下公式计算：

动态变形模量检测利用动态变形模量测试仪测定材料的模量值，以此判断材料是否符合设计要求。质量控制措施包括定期检测，在破碎过程中按一定时间间隔或产量进行取样检测，及时掌握材料质量变化情况，确保材料质量稳定。

要根据检测结果调整破碎机的转速、筛分设备的筛孔尺寸等工艺参数。若发现粒径过大，可降低破碎机转速、减小排料口尺寸；若级配不合理，可调整筛分设备筛孔尺寸，优化工艺流程。

对于不符合要求的固废，需进行再破碎或筛分处理，直至最终产品符合相关标准，保证用于路基填筑的固废质量可靠。

固废破碎技术在路基填筑中的应用显著提升了路基的力学性能。通过实验数据和案例分析，对比固废破碎材料与传统路基填筑材料的性能，可以清晰看到固废材料在压实度、承载能力等方面的优越性。

在压实度方面，传统材料的素土压实度通常为93%～95%，石灰土压实度为 95%～97%；经破碎处理的砖渣、混凝土块等固废材料，压实度可达96%～98%，优于传统材料。

压实度计算公式如下：

CBR 承载比对比传统材料：素土 CBR 值为 5%～8%，石灰土 CBR 值为 8%～12%；固废破碎材料的CBR 值可达 15%～20%，显著提升路基的承载能力。具体实验数据如表 3 所示。

表3  不同材料压实度、CBR 值、动态变形模量对比

固废破碎材料在路基长期使用中的稳定性和耐久性表现出显著优势。通过抗水侵蚀、抗冻融循环等性能测试，证明其在延长路基使用寿命方面的潜力。

（1）抗水侵蚀性能

传统材料：素土和石灰土的渗透系数为 10^(−5)cm/s，易受水侵蚀影响。

固废材料：固废破碎材料的渗透系数为 10^(−6)cm/s，抗水侵蚀能力更强。

（2）抗冻融循环性能

传统材料：经过 25 次冻融循环后，强度损失率为15%～20%。

固废材料：经过 25 次冻融循环后，强度损失率仅为 5%～8%，表现出优异的抗冻融性能。

渗透系数计算公式如下：

强度损失率计算公式如下：

固废破碎技术在路基填筑中的应用带来了显著的经济效益。通过对比固废材料与传统材料的成本，可以发现固废技术在节约材料费用、降低运输成本等方面具有明显优势。

在材料成本方面，传统材料：素土采购成本为 30～50元/m3，石灰土为 80～120元/m3；固废破碎材料的采购成本仅为 20～40元/m3，节约成本 30%～50%。

在运输成本方面，传统材料运输距离通常为 10～20km，运输成本为 10～15元/m3；固废材料多来源于本地建筑垃圾，运输距离缩短至 5km 以内，运输成本降至 5～8元/m3。

在施工成本方面，传统材料施工成本为 100～150元/m3；固废材料施工成本为 80～120元/m3，节约20%～30%。

成本节约率计算公式如下：

固废破碎技术在路基填筑中的应用对环境具有显著的积极影响。通过减少固废排放和资源循环利用，该技术在降低环境污染风险、节约土地资源方面表现出色。

在固废减量化方面，每公里路基填筑可消耗固废2000～3000m3，显著减少建筑垃圾的堆放需求。

在碳排放减少方面，传统材料每立方米素土的碳排放量为 0.5～0.8tCO2；每立方米固废材料的碳排放量仅为 0.2～0.3tCO2，减少约 60%的碳排放。

在资源循环利用方面，固废材料的资源利用率达到 60%～70%，有效节约了天然资源。

碳减排量计算公式如下：