煤矸石代替砂石用于高速公路路基

提到固体废物，占地、污染是大多数人的第一反应。化废物为资源、变包袱为财富，是工业固废综合利用的必由之路。

在宁夏高速公路乌海至玛沁公路惠农（蒙宁界）至石嘴山段项目四标段现场，所使用的路基填料并不是常见的砂石料，而是工业固废煤矸石。

这项大宗工业固废道路资源化综合利用科技示范工程，为何选择使用煤矸石，又能够达到怎样的效益？本报记者对此进行了采访。

煤矸石替代砂石作筑路材料

伴随工业经济的发展，近年来，我国工业固体废物综合利用率和利用水平逐步提升。据统计，2022年，我国一般工业固体废物产生量为41.1亿吨，综合利用量为23.7亿吨，处置量为8.9亿吨。

“由于自然资源禀赋与产业结构布局的差异，我国工业固体废物具有分布不均衡、区域差异大、产生地区与利用地区错位的特点。晋蒙陕甘宁地区就是我国煤炭企业的主要分布地，但这些地区工业固废及其资源化利用存在较大难度。”清华大学固体废物控制与资源化教研所所长刘建国告诉记者。

身为老工业城市的宁夏回族自治区石嘴山市，面临着固废种类多、产量大、化解难的问题。在砂石料矿山开采中，生态破坏与石嘴山市的发展需求相悖，是石嘴山转型发展过程中的不可承受之痛。

因此，如何采取措施尽可能减少乌海至玛沁公路惠农至石嘴山段项目建设过程中对自然砂石资源的开采和对生态环境的破坏，实现生态文明建设和交通基础建设的协同发展，是该项目亟须解决的一个重要问题。

据了解，这项工程沿线的石嘴山经济技术开发区是资源型城市转型示范区，分布有大量的煤电、冶金、化工等企业，每年排放大量钢渣、粉煤灰、炉渣、脱硫石膏、煤矸石、硅锰渣、废旧橡胶等工业固废，具备规模化利用工业固废的基本条件。

“受资源禀赋、能源结构、发展阶段等因素影响，砂石料供应保障等困难和问题凸显，但是公路建设逐年增加，优质筑路材料短缺，亟须寻求新的筑路材料替代品。我们发现，宁夏地区无烟煤伴生产生的煤矸石，具有密度大、硬度高、耐风化等特点，且洗煤厂排出的煤矸石级配良好，料源丰富，可代替砂石集料成为优良的筑路材料。” 宁夏乌玛北高速公路管理有限公司技术管理部部长叶锋告诉记者。

“煤矸石应用于路基填料可以实现其大规模消纳，既能减少土地占用，又可节约砂石等传统路基材料，降低道路建设成本。” 刘建国补充道，煤矸石经适当处理和混配后用作路基材料承载力较高，水稳定性和温缩变形控制性能良好。

设计绿色公路攻克关键技术

在煤矸石实际应用转化中，如何同时实现环境效益和经济社会效益？

叶锋介绍，在政府相关部门的大力支持下，作为本项科技示范工程的承担单位，宁夏交通投资集团有限公司在项目策划过程中，针对固废资源的综合利用问题进行了大量的调研和论证工作，在确保技术路线可行、环保安全达标的前提下，在设计阶段以绿色公路、品质工程、节能低碳齐头并进为理念引领，将生态文明建设融入到整个工程项目的设计过程中。

对于这项以资源化综合利用、绿色低碳为主题的科技示范工程，叶锋表示，宁夏交通投资集团有限公司联合宁夏交通建设股份有限公司、交通运输部科学研究院等单位的主要技术负责人及部分技术骨干，组成技术研发组和技术服务咨询组，对示范工程的实施提供人才支撑和技术保障，围绕不同工业固废面向不同道路工程应用场景开展了煤矸石、粉煤灰路基填筑，液体粉煤灰台背回填，硅锰渣粉煤灰基混凝土制备预制构件等技术研究，为工程的顺利实施提供了有力的支撑。

经过测算，新建1公里高速公路可综合利用工业固废量约6.2万吨，替代水泥用量约1200吨、碎石集料1.1万吨、路基填料5万吨，减少二氧化碳排放量1100吨。

叶锋在接受采访时表示，去年9月，已在项目一二标段成功应用煤矸石路基填筑关键技术和粉煤灰路基填筑关键技术，铺筑煤矸石、粉煤灰路基试验段400米，总面积达1.8万平方米，消耗煤矸石两万吨、消耗粉煤灰1.6万吨，减少二氧化碳排放约200吨。随着项目工程推进，全线57.3公里路基路面将100%实现固废资源综合利用，工业固废利用量不少于280万吨，可减少二氧化碳排放量约5万吨。

如何实现工业固废价值倍增？

煤矸石、粉煤灰在宁夏高速公路路基填筑中的首次应用，实现了从“工业垃圾”资源化利用的绿色转变。

然而煤矸石等工业固废具有显著的资源与污染的双重属性，谈及未来如何进一步实现综合利用，刘建国认为可以从多个方面推进。

一是避免陷入“为资源化而资源化”的误区。在战略上，对于技术成熟、标准健全、市场广阔的资源化利用，要积极推广；对技术尚不成熟、标准尚不健全、市场空间有限的资源化利用，不宜急功冒进，否则会造成污染跨介质转移、时间上延伸、空间上扩散等问题。

二是进一步完善相关法律及固废法配套制度规章等。例如，细化和强化“减量化”“资源化”相关要求，理顺不同部门管理制度的矛盾问题，强化相关主体法律责任落实的监管措施。严格落实工业固废源头减量和资源化方面的企业主体责任和政府相关部门的监督管理责任。

三是进一步强化政策引导。综合运用财政、税收、价格、金融等手段，出台有利于工业固废资源化的相关政策，健全工业固废全产业链协同治理机制，因地制宜建立以市场为导向的工业固废跨地区资源化利用利益调节机制。

四是统筹推进资源综合利用标准体系建设。加快构建工业固废资源化利用标准体系，建立切实有效的标准制定协调工作机制。

五是进一步强化科技支撑。加大重点研发计划和其他科技计划在工业固废资源化方向的科研投入，充分调动高校、科研机构和企业等社会各界的优势资源，提升工业固废高效资源化利用与精细化管理水平。