本書為\"無廢城市——固體廢物資源化利用叢書\"系列叢書的第二本。在上一本《生活垃圾焚燒爐渣資源化理論與實踐》中，筆者將生活垃圾焚燒爐渣作為具有代表性的城市固體廢棄物進行分析，對其材料特性、選礦方法、金屬回收、環(huán)境影響、資源化利用等相關研究成果進行了詳細闡述。而本書將從新的視角出發(fā)，將研究對象拓展到各類生活和工業(yè)廢棄物，而將它們的資源化應用領域重點放在城市道路工程上。
近年來，城市道路的原材料需求量逐年攀升，而各地環(huán)保政策對石料開采的限制又導致從自然山體獲取原材料變得困難。但這樣的限制也促使我們開始轉(zhuǎn)變思路，將部分原材料的獲取來源由\"自然\"變?yōu)閈"城市自身\"。2018年，習近平總書記指出，要推動形成綠色發(fā)展方式和生活方式，全面促進資源集約利用。2019 年，國務院辦公室印發(fā)《\"無廢城市\(zhòng)"建設試點工作方案》。這些指導性思想和文件都為我們解決道路工程原材料問題指明了方向。
2017年，我國城市固體廢棄物年產(chǎn)量達到14 億t，并且還在以每年7%～9%的速度遞增，其處理處置刻不容緩。事實上，固體廢棄物是\"放錯位置的資源\"。如此龐大的固廢數(shù)量同時也可看作是豐富的材料來源。面向道路工程進行城市固廢資源化利用，既可化解道路建設中存在的供需矛盾，又解決了城市固體廢棄物的處理處置問題，一舉多得。本書介紹了固體廢棄物材料與其相對應的天然材料具有的一些不同特性。諸如自黏結(jié)特性和火山灰特性等有助于促進固廢材料的力學性能，是固廢材料的有利特性;而固廢使用過程中體積的潛在變化引起的不安定性會導致產(chǎn)品的破壞或使用性能下降（如生活垃圾焚燒爐渣中由自由石灰、銹蝕鐵、硅酸二鈣、金屬鋁氧化、硫酸鹽、堿氧化硅等成分引起的膨脹、開裂、性能下降等問題），屬于固廢材料的不利特性，這類特性在固廢使用中需要引起額外重視。
環(huán)境問題一直以來都是固體廢棄物資源化利用中不可回避的研究重點之一。相對于已經(jīng)被長期研究和使用的傳統(tǒng)路用原材料而言，大部分固體廢棄物用于道路所帶來的環(huán)境影響尚不十分明確，且由于種類繁多，不能一概而論。本書將典型固廢在堆放、運輸、加工，使用等過程中潛在的水、聲、氣污染情況及評價指標進行了系統(tǒng)闡述，可為相關固廢材料的設計和應用提供一定的理論參考。
此外，固體廢棄物因組成差異、時空差異、加工工藝差異等，通常具有較大的變異性。而變異性又將影響其使用的穩(wěn)定性和力學性能等評價指標的準確性。在固廢資源化過程中，需理清固廢變異性的來源和表征，分析固廢在取樣、選礦、資源化利用和結(jié)構(gòu)使用上的變異性特點，并通過技術手段控制其變異性。
作為城市固廢路用材料資源化的應用實例，本書介紹了生活垃圾焚燒爐渣和建拆垃圾在世界范圍內(nèi)的資源化加工廠現(xiàn)狀，并介紹了舊瀝青路面廠拌熱再生、廢舊輪胎用于瀝青改性、生活垃圾焚燒爐渣資源化利用、工程廢棄泥漿資源化利用、建筑裝修垃圾資源化處置等五項技術在國內(nèi)應用的具體案例，為面向道路的固廢資源化利用落到實處提供了
-些建議和啟發(fā)。
目前國家對于固體廢棄物資源化利用的全過程規(guī)范管理（包括對各類固體廢棄物的原料市場、資源化處理、相關產(chǎn)品質(zhì)量、污染防控等方面的標準、規(guī)范化和管控）尚處于起步階段。而本書則是希望通過分享筆者與研究團隊十余年在該領域的研究成果，拋磚引玉，激發(fā)行業(yè)內(nèi)相關從業(yè)人員及學者對一些問題的思考與研究，促進相關標準、技術和規(guī)范化流程的形成，推動固廢資源化在我國的健康可持續(xù)發(fā)展。
本書在寫作過程中，得到了上海城投公路投資（集團）有限公司的大力支持，在此表示感謝;同時，黃少文、孫文州、宰正浩、阮仁勇、冀振龍、田海洋、張緒國、李逸翔等同事同仁也從各方面對本書的撰寫提供了幫助，在此一并致以謝意!
作 者
第一章 緒論
1.1 城市固體廢棄物簡介 /1
1.2 城市固廢資源化的國內(nèi)外現(xiàn)狀 /3
1.2.1 歐洲/3
1.2.2 美國/5
1.2.3 日本 /7
1.2.4 中國/7
1.3 城市固廢資源化面臨的挑戰(zhàn) / 9
1.3.1 城市固廢在空間和時間上的變異性/9
1.3.2 城市固廢處理的成本 / 9
1.3.3 城市固廢處理的環(huán)境要求 / 9
1.3.4 城市固廢資源化的質(zhì)量要求 /9
1.3.5 城市固廢資源化的技術挑戰(zhàn) / 10
1.3.6 固廢資源化后工程應用的挑戰(zhàn) /10
1.3.7 固廢資源化利用的文化心理因素 /11
1.3.8 固廢資源化利用的政策驅(qū)動與政策保護 /11
1.4 固廢資源化產(chǎn)業(yè)的政策扶持 /12
1.4.1 經(jīng)濟政策上的支持 /12
1.4.2 法規(guī)政策的支持 / 15
1.4.3 固廢資源化產(chǎn)業(yè)的后續(xù)技術研究支持/15
第二章 固廢資源化綜合利用的礦物學研究17
2.1 從礦物學角度對固廢的認識 /17
2.1.1 固廢的成礦過程與內(nèi)蘊礦產(chǎn)/17
2.1.2 礦山選礦與城市選礦的異同/18
2.2 固廢的選礦技術 / 19
2.2.1 固廢選礦的附屬作業(yè) / 19
2.2.2 面向固廢的重力選礦/ 29
2.2.3 面向固廢的磁力選礦 /33
2.2.4 面向固廢的化學選礦/ 37
2.2.5 基于傳感器的面向固廢的自動選礦/ 40
2.3 針對固廢分離的城市選礦技術研究展望 /41
第三章 固廢資源化綜合利用的材料性能研究43
3.1 固廢資源化材料主要用途 /43
3.2 固廢資源化利用對產(chǎn)品性能表征的挑戰(zhàn) /45
3.2.1 固廢材料磨耗性能的試驗 /46
3.2.2 橡膠瀝青的表征與瑪蹄脂黏度的概念 /48
3.2.3 瀝青混合料面向固廢的礦物填料標準再認識 /50
3.3 固廢額外的材料特性 / 51
3.3.1 自黏結(jié)特性 /51
3.3.2 火山灰特性 /53
3.4 固廢使用過程中的安定性 / 54
3.4.1 自由石灰引發(fā)的膨脹 / 54
3.4.2 鐵銹蝕引發(fā)的膨脹 / 55
3.4.3 硅酸二鈣轉(zhuǎn)換引發(fā)的膨脹 / 55
3.4.4 金屬鋁氧化的凝膠膨脹與產(chǎn)氫爆裂 / 56
3.4.5 硫酸鹽產(chǎn)生的膨脹 / 57
3.4.6 堿氧化硅反應（ASR）引發(fā)的膨脹 /58
3.4.7 凍融與凍脹 /59
第四章 固廢資源化綜合利用的環(huán)境問題研究61
4.1 固廢堆放的環(huán)境問題 /61
4.2 固廢運輸?shù)沫h(huán)境問題/62
4.3 固廢加工的環(huán)境問題/63
4.3.1 揚塵問題 / 64
4.3.2 噪聲問題 /67
4.3.3 氣味問題 /69 4.3.4 工藝水問題/ 70
4.4 固廢使用壽命期間的環(huán)境問題 /73
4.4.1 公路工程的環(huán)境特點與環(huán)境影響評價的目標 /74
4.4.2 公路工程中使用的固廢的源頭環(huán)境特征 /75
4.4.3 室內(nèi)評價固廢產(chǎn)品在公路環(huán)境中污染物浸出的試驗方法/76
4.4.4 公路環(huán)境中固廢產(chǎn)品污染物浸出與遷移的數(shù)字模擬 /77
4.4.5 公路工程固廢資源化利用環(huán)境影響評價的標準 /79
4.4.6 公路工程固廢產(chǎn)品環(huán)境污染的預防措施 / 80
第五章 固廢變異性的控制 82
5.1 固廢變異性的影響和來源 / 82
5.1.1 固廢變異性的影響 / 82
5.1.2 固廢變異性的來源 / 83
5.1.3 固廢變異性的研究目標 /83
5.2 固廢變異性的表征 / 84
5.2.1 元素存在形態(tài)的變異 / 84
5.2.2 礦物相對組成的變異 / 86
5.2.3 固廢混合體相關性質(zhì)的變異 / 87
5.3 固廢取樣技術研究 / 88
5.3.1 問題的引出 / 88
5.3.2 Gy 取樣理論向固廢的應用 / 89
5.3.3 關于固廢取樣使用 Gy 理論的一些討論/91
5.4 利用城市選礦技術控制材料變異性 / 92
5.4.1 選礦的分離判據(jù)與目標 / 92
5.4.2 減小固廢選礦變異性的途徑——多級串聯(lián)選礦/92
5.4.3 減小固廢選礦變異性的途徑——敏感性分析與自動控制技術/93
5.4.4 減小固廢選礦變異性的途徑——后續(xù)產(chǎn)品的再加工 /94
5.5 目標應用產(chǎn)品中，通過材料組成設計控制固廢變異性/95
5.6 面向變異性的固廢資源化利用目標/98
5.6.1 含固廢產(chǎn)品實現(xiàn)過程中變異性的控制/98
5.6.2 面向應用的產(chǎn)品異質(zhì)性分析/99
5.6.3 目標應用面向固廢材料的變異性分析/100
第六章 固廢資源化實施案例101
6.1 生活垃圾焚燒爐渣 / 102
6.1.1 新加坡大士海運中轉(zhuǎn)站生活垃圾焚燒爐渣廠/ 102
6.1.2 荷蘭阿爾克馬爾生活垃圾焚燒爐渣全集成水洗工廠 / 105
6.1.3 英國布倫特福德生活垃圾焚燒爐渣加工廠 / 108
6.2 建拆垃圾 /109
6.2.1 穆扎法拉巴德建筑廢墟再生工程 / 109
6.2.2 印度布拉里建拆垃圾再生工廠 /111
6.2.3 荷蘭建拆垃圾高質(zhì)量再生體系 /112
第七章 舊瀝青路面廠拌熱再生應用116
7.1 舊瀝青路面材料資源化利用概述 /116
7.2 舊瀝青路面材料廠拌熱再生工程應用選礦技術 /117
7.2.1 從原路面獲得回收的混合料 / 117
7.2.2 對間歇式拌和樓的改造 / 118
7.3 舊瀝青路面材料廠拌熱再生工程應用材料特性 /120
7.3.1 瀝青老化與再生機理分析 / 120
7.3.2 再生瀝青和瀝青混合料的設計指標要求 /126
7.3.3 AC-25 型再生瀝青混合料（RAP摻量 30%）性能/127
7.3.4 AC-25 型再生瀝青混合料（RAP摻量 50%）性能 /128
7.4 舊瀝青路面材料廠拌熱再生工程應用變異性控制/129
7.4.1 舊瀝青路面材料廠拌熱再生工程應用變異性事例概述 /129
7.4.2 舊瀝青路面材料廠拌熱再生工程應用變異性原因分析/130
7.4.3 舊瀝青路面再生料的分檔 / 132
7.4.4 舊瀝青路面再生料礦料級配的優(yōu)化 / 134
7.4.5 現(xiàn)場試驗段驗證 / 136
7.4.6 預防施工變形性控制 / 139
第八章 廢舊輪胎用于瀝青改性應用144
8.1 廢舊輪胎資源化利用概述/144
8.1.1 廢舊輪胎的環(huán)境問題 /144
8.1.2 廢舊輪胎再利用途徑 /145
8.1.3 廢舊輪胎用于道路工程的優(yōu)勢/146
8.2 路用廢輪胎膠粉選礦技術 /146
8.2.1 廢胎膠粉的分類 /146
8.2.2 廢胎膠粉生產(chǎn)工藝 /146
8.2.3 路用廢胎膠粉技術要求研究 /147
8.3 路用廢輪胎膠粉材料特性 /148
8.3.1 橡膠瀝青的作用機理分析 /149
8.3.2 橡膠瀝青技術指標體系 / 153
8.3.3 橡膠瀝青性能影響研究 / 155
第九章 生活垃圾焚燒爐渣應用161
9.1 生活垃圾焚燒爐渣資源化應用概述 /161
9.1.1 生活垃圾焚燒處置現(xiàn)狀分析 /161
9.1.2 生活垃圾焚燒爐渣存在問題分析 /162
9.2 焚燒爐渣選礦技術 / 162
9.2.1 按物料粒度大小差異的分選技術/162
9.2.2 按物料密度差異的分選技術 /165
9.2.3 按物料光、電、磁效應差異的金屬分選技術/167
9.2.4 物理分選工藝介紹 / 169
9.2.5 干式選礦與濕式選礦技術對比 /169
9.3 焚燒爐渣集料材料特性 /171
9.3.1 焚燒爐渣物理性質(zhì) / 171
9.3.2 焚燒爐渣化學性質(zhì) / 172
9.3.3 焚燒爐渣集料材料性質(zhì) / 173
9.3.4 爐渣集料粗粒徑二灰碎石基層材料性能 /174
9.3.5 爐渣集料細粒徑二灰碎石基層材料性能 /180
第十章 工程廢棄泥漿資源化利用185
10.1 工程廢棄泥漿概述 / 185
10.1.1 工程廢棄泥漿的定義 /185
10.1.2 廢棄泥漿的環(huán)境影響 /186
10.1.3 國內(nèi)外廢棄泥漿處理現(xiàn)狀 /186
10.2 工程廢棄泥漿選礦技術 /187
10.2.1 泥漿脫水技術研究 / 187
10.2.2 泥漿脫水機械研究 / 188
10.2.3 日本 YS工法固化泥漿/189
10.2.4 鉆孔灌注樁壓濾泥 / 189
10.3 工程廢棄泥漿資源化材料特性 /190
10.3.1 盾構(gòu)泥漿固化材料特性 /190
10.3.2 鉆孔灌注樁壓濾泥漿材料特性/193
10.4 工程廢棄泥漿資源化材料用途 /196
10.5 固化廢棄泥漿資源化應用案例/198
第十一章 建筑裝修垃圾資源化處置技術201
11.1 建筑裝修垃圾資源化處置概述 /201
11.1.1 裝修垃圾定義/ 201
11.1.2 建筑裝修垃圾的產(chǎn)生與分類 /201
11.1.3 建筑裝修垃圾的特征 / 203
11.1.4 建筑裝修垃圾資源化必要性分析/203
11.2 建筑裝修垃圾選礦技術 /204
11.2.1 國內(nèi)外分選技術簡介/ 204
11.2.2 浦東新區(qū)曹路試驗基地分選技術/205
11.3 建筑裝修垃圾材料特性 / 210
11.3.1 裝修垃圾分選物 /210
11.3.2 第一道工序粉料（粗粉）/211
11.3.3 第二道工序細集料（石屑）/ 214
11.3.4 粗集料試驗 / 215
參考文獻 220
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