本书为\"无废城市——固体废物资源化利用丛书\"系列丛书的第二本。在上一本《生活垃圾焚烧炉渣资源化理论与实践》中，笔者将生活垃圾焚烧炉渣作为具有代表性的城市固体废弃物进行分析，对其材料特性、选矿方法、金属回收、环境影响、资源化利用等相关研究成果进行了详细阐述。而本书将从新的视角出发，将研究对象拓展到各类生活和工业废弃物，而将它们的资源化应用领域重点放在城市道路工程上。
近年来，城市道路的原材料需求量逐年攀升，而各地环保政策对石料开采的限制又导致从自然山体获取原材料变得困难。但这样的限制也促使我们开始转变思路，将部分原材料的获取来源由\"自然\"变为\"城市自身\"。2018年，习近平总书记指出，要推动形成绿色发展方式和生活方式，全面促进资源集约利用。2019 年，国务院办公室印发《\"无废城市\"建设试点工作方案》。这些指导性思想和文件都为我们解决道路工程原材料问题指明了方向。
2017年，我国城市固体废弃物年产量达到14 亿t，并且还在以每年7%～9%的速度递增，其处理处置刻不容缓。事实上，固体废弃物是\"放错位置的资源\"。如此庞大的固废数量同时也可看作是丰富的材料来源。面向道路工程进行城市固废资源化利用，既可化解道路建设中存在的供需矛盾，又解决了城市固体废弃物的处理处置问题，一举多得。本书介绍了固体废弃物材料与其相对应的天然材料具有的一些不同特性。诸如自黏结特性和火山灰特性等有助于促进固废材料的力学性能，是固废材料的有利特性;而固废使用过程中体积的潜在变化引起的不安定性会导致产品的破坏或使用性能下降（如生活垃圾焚烧炉渣中由自由石灰、锈蚀铁、硅酸二钙、金属铝氧化、硫酸盐、碱氧化硅等成分引起的膨胀、开裂、性能下降等问题），属于固废材料的不利特性，这类特性在固废使用中需要引起额外重视。
环境问题一直以来都是固体废弃物资源化利用中不可回避的研究重点之一。相对于已经被长期研究和使用的传统路用原材料而言，大部分固体废弃物用于道路所带来的环境影响尚不十分明确，且由于种类繁多，不能一概而论。本书将典型固废在堆放、运输、加工，使用等过程中潜在的水、声、气污染情况及评价指标进行了系统阐述，可为相关固废材料的设计和应用提供一定的理论参考。
此外，固体废弃物因组成差异、时空差异、加工工艺差异等，通常具有较大的变异性。而变异性又将影响其使用的稳定性和力学性能等评价指标的准确性。在固废资源化过程中，需理清固废变异性的来源和表征，分析固废在取样、选矿、资源化利用和结构使用上的变异性特点，并通过技术手段控制其变异性。
作为城市固废路用材料资源化的应用实例，本书介绍了生活垃圾焚烧炉渣和建拆垃圾在世界范围内的资源化加工厂现状，并介绍了旧沥青路面厂拌热再生、废旧轮胎用于沥青改性、生活垃圾焚烧炉渣资源化利用、工程废弃泥浆资源化利用、建筑装修垃圾资源化处置等五项技术在国内应用的具体案例，为面向道路的固废资源化利用落到实处提供了
-些建议和启发。
目前国家对于固体废弃物资源化利用的全过程规范管理（包括对各类固体废弃物的原料市场、资源化处理、相关产品质量、污染防控等方面的标准、规范化和管控）尚处于起步阶段。而本书则是希望通过分享笔者与研究团队十余年在该领域的研究成果，抛砖引玉，激发行业内相关从业人员及学者对一些问题的思考与研究，促进相关标准、技术和规范化流程的形成，推动固废资源化在我国的健康可持续发展。
本书在写作过程中，得到了上海城投公路投资（集团）有限公司的大力支持，在此表示感谢;同时，黄少文、孙文州、宰正浩、阮仁勇、冀振龙、田海洋、张绪国、李逸翔等同事同仁也从各方面对本书的撰写提供了帮助，在此一并致以谢意!
作 者
第一章 绪论
1.1 城市固体废弃物简介 /1
1.2 城市固废资源化的国内外现状 /3
1.2.1 欧洲/3
1.2.2 美国/5
1.2.3 日本 /7
1.2.4 中国/7
1.3 城市固废资源化面临的挑战 / 9
1.3.1 城市固废在空间和时间上的变异性/9
1.3.2 城市固废处理的成本 / 9
1.3.3 城市固废处理的环境要求 / 9
1.3.4 城市固废资源化的质量要求 /9
1.3.5 城市固废资源化的技术挑战 / 10
1.3.6 固废资源化后工程应用的挑战 /10
1.3.7 固废资源化利用的文化心理因素 /11
1.3.8 固废资源化利用的政策驱动与政策保护 /11
1.4 固废资源化产业的政策扶持 /12
1.4.1 经济政策上的支持 /12
1.4.2 法规政策的支持 / 15
1.4.3 固废资源化产业的后续技术研究支持/15
第二章 固废资源化综合利用的矿物学研究17
2.1 从矿物学角度对固废的认识 /17
2.1.1 固废的成矿过程与内蕴矿产/17
2.1.2 矿山选矿与城市选矿的异同/18
2.2 固废的选矿技术 / 19
2.2.1 固废选矿的附属作业 / 19
2.2.2 面向固废的重力选矿/ 29
2.2.3 面向固废的磁力选矿 /33
2.2.4 面向固废的化学选矿/ 37
2.2.5 基于传感器的面向固废的自动选矿/ 40
2.3 针对固废分离的城市选矿技术研究展望 /41
第三章 固废资源化综合利用的材料性能研究43
3.1 固废资源化材料主要用途 /43
3.2 固废资源化利用对产品性能表征的挑战 /45
3.2.1 固废材料磨耗性能的试验 /46
3.2.2 橡胶沥青的表征与玛蹄脂黏度的概念 /48
3.2.3 沥青混合料面向固废的矿物填料标准再认识 /50
3.3 固废额外的材料特性 / 51
3.3.1 自黏结特性 /51
3.3.2 火山灰特性 /53
3.4 固废使用过程中的安定性 / 54
3.4.1 自由石灰引发的膨胀 / 54
3.4.2 铁锈蚀引发的膨胀 / 55
3.4.3 硅酸二钙转换引发的膨胀 / 55
3.4.4 金属铝氧化的凝胶膨胀与产氢爆裂 / 56
3.4.5 硫酸盐产生的膨胀 / 57
3.4.6 碱氧化硅反应（ASR）引发的膨胀 /58
3.4.7 冻融与冻胀 /59
第四章 固废资源化综合利用的环境问题研究61
4.1 固废堆放的环境问题 /61
4.2 固废运输的环境问题/62
4.3 固废加工的环境问题/63
4.3.1 扬尘问题 / 64
4.3.2 噪声问题 /67
4.3.3 气味问题 /69 4.3.4 工艺水问题/ 70
4.4 固废使用寿命期间的环境问题 /73
4.4.1 公路工程的环境特点与环境影响评价的目标 /74
4.4.2 公路工程中使用的固废的源头环境特征 /75
4.4.3 室内评价固废产品在公路环境中污染物浸出的试验方法/76
4.4.4 公路环境中固废产品污染物浸出与迁移的数字模拟 /77
4.4.5 公路工程固废资源化利用环境影响评价的标准 /79
4.4.6 公路工程固废产品环境污染的预防措施 / 80
第五章 固废变异性的控制 82
5.1 固废变异性的影响和来源 / 82
5.1.1 固废变异性的影响 / 82
5.1.2 固废变异性的来源 / 83
5.1.3 固废变异性的研究目标 /83
5.2 固废变异性的表征 / 84
5.2.1 元素存在形态的变异 / 84
5.2.2 矿物相对组成的变异 / 86
5.2.3 固废混合体相关性质的变异 / 87
5.3 固废取样技术研究 / 88
5.3.1 问题的引出 / 88
5.3.2 Gy 取样理论向固废的应用 / 89
5.3.3 关于固废取样使用 Gy 理论的一些讨论/91
5.4 利用城市选矿技术控制材料变异性 / 92
5.4.1 选矿的分离判据与目标 / 92
5.4.2 减小固废选矿变异性的途径——多级串联选矿/92
5.4.3 减小固废选矿变异性的途径——敏感性分析与自动控制技术/93
5.4.4 减小固废选矿变异性的途径——后续产品的再加工 /94
5.5 目标应用产品中，通过材料组成设计控制固废变异性/95
5.6 面向变异性的固废资源化利用目标/98
5.6.1 含固废产品实现过程中变异性的控制/98
5.6.2 面向应用的产品异质性分析/99
5.6.3 目标应用面向固废材料的变异性分析/100
第六章 固废资源化实施案例101
6.1 生活垃圾焚烧炉渣 / 102
6.1.1 新加坡大士海运中转站生活垃圾焚烧炉渣厂/ 102
6.1.2 荷兰阿尔克马尔生活垃圾焚烧炉渣全集成水洗工厂 / 105
6.1.3 英国布伦特福德生活垃圾焚烧炉渣加工厂 / 108
6.2 建拆垃圾 /109
6.2.1 穆扎法拉巴德建筑废墟再生工程 / 109
6.2.2 印度布拉里建拆垃圾再生工厂 /111
6.2.3 荷兰建拆垃圾高质量再生体系 /112
第七章 旧沥青路面厂拌热再生应用116
7.1 旧沥青路面材料资源化利用概述 /116
7.2 旧沥青路面材料厂拌热再生工程应用选矿技术 /117
7.2.1 从原路面获得回收的混合料 / 117
7.2.2 对间歇式拌和楼的改造 / 118
7.3 旧沥青路面材料厂拌热再生工程应用材料特性 /120
7.3.1 沥青老化与再生机理分析 / 120
7.3.2 再生沥青和沥青混合料的设计指标要求 /126
7.3.3 AC-25 型再生沥青混合料（RAP掺量 30%）性能/127
7.3.4 AC-25 型再生沥青混合料（RAP掺量 50%）性能 /128
7.4 旧沥青路面材料厂拌热再生工程应用变异性控制/129
7.4.1 旧沥青路面材料厂拌热再生工程应用变异性事例概述 /129
7.4.2 旧沥青路面材料厂拌热再生工程应用变异性原因分析/130
7.4.3 旧沥青路面再生料的分档 / 132
7.4.4 旧沥青路面再生料矿料级配的优化 / 134
7.4.5 现场试验段验证 / 136
7.4.6 预防施工变形性控制 / 139
第八章 废旧轮胎用于沥青改性应用144
8.1 废旧轮胎资源化利用概述/144
8.1.1 废旧轮胎的环境问题 /144
8.1.2 废旧轮胎再利用途径 /145
8.1.3 废旧轮胎用于道路工程的优势/146
8.2 路用废轮胎胶粉选矿技术 /146
8.2.1 废胎胶粉的分类 /146
8.2.2 废胎胶粉生产工艺 /146
8.2.3 路用废胎胶粉技术要求研究 /147
8.3 路用废轮胎胶粉材料特性 /148
8.3.1 橡胶沥青的作用机理分析 /149
8.3.2 橡胶沥青技术指标体系 / 153
8.3.3 橡胶沥青性能影响研究 / 155
第九章 生活垃圾焚烧炉渣应用161
9.1 生活垃圾焚烧炉渣资源化应用概述 /161
9.1.1 生活垃圾焚烧处置现状分析 /161
9.1.2 生活垃圾焚烧炉渣存在问题分析 /162
9.2 焚烧炉渣选矿技术 / 162
9.2.1 按物料粒度大小差异的分选技术/162
9.2.2 按物料密度差异的分选技术 /165
9.2.3 按物料光、电、磁效应差异的金属分选技术/167
9.2.4 物理分选工艺介绍 / 169
9.2.5 干式选矿与湿式选矿技术对比 /169
9.3 焚烧炉渣集料材料特性 /171
9.3.1 焚烧炉渣物理性质 / 171
9.3.2 焚烧炉渣化学性质 / 172
9.3.3 焚烧炉渣集料材料性质 / 173
9.3.4 炉渣集料粗粒径二灰碎石基层材料性能 /174
9.3.5 炉渣集料细粒径二灰碎石基层材料性能 /180
第十章 工程废弃泥浆资源化利用185
10.1 工程废弃泥浆概述 / 185
10.1.1 工程废弃泥浆的定义 /185
10.1.2 废弃泥浆的环境影响 /186
10.1.3 国内外废弃泥浆处理现状 /186
10.2 工程废弃泥浆选矿技术 /187
10.2.1 泥浆脱水技术研究 / 187
10.2.2 泥浆脱水机械研究 / 188
10.2.3 日本 YS工法固化泥浆/189
10.2.4 钻孔灌注桩压滤泥 / 189
10.3 工程废弃泥浆资源化材料特性 /190
10.3.1 盾构泥浆固化材料特性 /190
10.3.2 钻孔灌注桩压滤泥浆材料特性/193
10.4 工程废弃泥浆资源化材料用途 /196
10.5 固化废弃泥浆资源化应用案例/198
第十一章 建筑装修垃圾资源化处置技术201
11.1 建筑装修垃圾资源化处置概述 /201
11.1.1 装修垃圾定义/ 201
11.1.2 建筑装修垃圾的产生与分类 /201
11.1.3 建筑装修垃圾的特征 / 203
11.1.4 建筑装修垃圾资源化必要性分析/203
11.2 建筑装修垃圾选矿技术 /204
11.2.1 国内外分选技术简介/ 204
11.2.2 浦东新区曹路试验基地分选技术/205
11.3 建筑装修垃圾材料特性 / 210
11.3.1 装修垃圾分选物 /210
11.3.2 第一道工序粉料（粗粉）/211
11.3.3 第二道工序细集料（石屑）/ 214
11.3.4 粗集料试验 / 215
参考文献 220
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