王 瑜，張 銓

（1、中交二公局第五工程有限公司 西安 710119；2、中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司 武漢 430010）

0 引言

將建筑垃圾應(yīng)用于水穩(wěn)碎石基層中，不但能減少建筑垃圾對環(huán)境的污染，還能降低天然石料資源的耗費(fèi)，具有良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。然而，建筑垃圾壓碎值大、吸水率高，對水泥穩(wěn)定建筑垃圾的路用性能造成不利的影響，進(jìn)而限制了建筑垃圾的實際應(yīng)用［1-3］。

目前，國內(nèi)外關(guān)于建垃筑圾對水泥穩(wěn)定建筑垃圾路用性能的影響研究較多。曾夢瀾等人［4］認(rèn)為：與天然集料相比，建筑垃圾的密度小、吸水率大、壓碎值偏大，但基本滿足規(guī)范要求。趙洪鍵［5］認(rèn)為：舊料的級配變異性大，且大篩孔和小篩孔的變異性大于中間篩孔；骨架密實級配再生水穩(wěn)碎石的抗壓強(qiáng)度顯著高于懸浮密實級配，劈裂強(qiáng)度較接近。周新鋒等人［6］研究發(fā)現(xiàn)：在水穩(wěn)碎石中摻入建筑垃圾后，混合料的路用性能隨著建筑垃圾摻量的增加而降低，但仍能滿足現(xiàn)行規(guī)范中對基層及底基層的路用性能要求。

本文根據(jù)建筑垃圾的物理力學(xué)性能試驗結(jié)果及篩分試驗結(jié)果，通過7 d 抗壓強(qiáng)度試驗、28 d 干縮抗裂性能試驗、28 d 劈裂強(qiáng)度試驗，研究建筑垃圾摻量對水泥穩(wěn)定建筑垃圾路用性能的影響。本文的研究結(jié)果將為建筑垃圾在高等級公路基層中的應(yīng)用提供指導(dǎo)和借鑒意義［7-9］。

1 原材料

本文所用的水泥為42.5 普通硅酸鹽水泥，建筑垃圾和天然碎石的物理力學(xué)性能測試結(jié)果如表1所示。

表1 集料的物理力學(xué)性能Tab.1 Physical and Mechanical Properties of Aggregate

由表1可知：建筑垃圾表觀密度較小，壓碎值較大，吸水率較高，其技術(shù)指標(biāo)均能滿足規(guī)范要求。

通過分揀試驗得知：建筑垃圾中混凝土的比例約為75%、磚塊的含量為16%、其他雜質(zhì)含量為9%。磚塊的密度小、吸水率大，抵抗荷載的能力低，從而造成建筑垃圾表觀密度較小，壓碎值較大，吸水率較高，進(jìn)而對水泥穩(wěn)定建筑垃圾的路用性能造成不利的影響。

建筑垃圾和天然碎石的分檔篩分試驗結(jié)果如表2所示。

表2 建筑垃圾和天然碎石的篩分試驗結(jié)果Tab.2 Screening Test Results of Construction Waste and Natural Gravel

2 水泥穩(wěn)定建筑垃圾混合料組成設(shè)計

取建筑垃圾摻量為 0、25%、50%、75%、100%，水泥穩(wěn)定建筑垃圾的設(shè)計級配參考《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則：JTG/T F20-2015》所推薦的CB-3 級配。不同建筑垃圾摻量水泥穩(wěn)定建筑垃圾的級配如表3所示。

表3 不同建筑垃圾摻量水泥穩(wěn)定建筑垃圾的級配Tab.3 Grading of Different Construction Waste Dosage of Cement Stabilized Construction Waste

取水泥劑量為4%，參考《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程：JTG E51-2009》T0804 進(jìn)行擊實試驗，試驗結(jié)果如表4所示。

表4 擊實試驗結(jié)果Tab.4 The Compaction Test Results

由表4可知，建筑垃圾摻量越高，其最佳含水率越大，最大干密度越小。

確定不同建筑垃圾摻量水穩(wěn)碎石的配合比后，通過7 d 抗壓強(qiáng)度試驗、28 d 劈裂強(qiáng)度試驗、28 d 干縮抗裂性能試驗，研究建筑垃圾摻量對水泥穩(wěn)定建筑垃圾路用性能的影響。

3 水泥穩(wěn)定建筑垃圾路用性能試驗結(jié)果及分析

3.1 力學(xué)性能試驗

水泥穩(wěn)定建筑垃圾的7 d 抗壓強(qiáng)度、28 d 劈裂強(qiáng)度試驗結(jié)果如表5、圖1所示。

表5 水泥穩(wěn)定建筑垃圾的力學(xué)性能試驗結(jié)果Tab.5 Mechanical Property Test on Cement Stabilized Construction Waste

圖1 水泥穩(wěn)定建筑垃圾強(qiáng)度隨建筑垃圾摻量的變化趨勢Fig.1 Strength of Cement Stabilized Construction Waste Trend along with the Change of the Mixed Quantity of Construction Waste

由表5、圖1可知：整體而言，隨著建筑垃圾摻量的增加，水泥穩(wěn)定建筑垃圾的7 d 抗壓強(qiáng)度、28 d 劈裂強(qiáng)度均呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，建筑垃圾摻量為100%時，水泥穩(wěn)定建筑垃圾的7 d 抗壓強(qiáng)度比普通水穩(wěn)碎石（建筑垃圾摻量為0）降低了23%，28 d 劈裂強(qiáng)度降低了31%。這是因為建筑垃圾的壓碎值較大，通過靜壓成型試件后，水泥穩(wěn)定建筑垃圾混合料中粗集料含量較少，無法形成相互嵌擠的骨架密實結(jié)構(gòu)，從而降低了水泥穩(wěn)定建筑垃圾的力學(xué)性能。

3.2 干縮抗裂性能試驗

水泥穩(wěn)定建筑垃圾的干縮抗裂性能試驗如表6、圖2所示。

表6 水泥穩(wěn)定建筑垃圾的干縮抗裂性能試驗結(jié)果Tab.6 Dry Shrinkage Crack Resistance Test Results of the Cement Stabilized Construction Waste

圖2 干縮系數(shù)隨建筑垃圾摻量的變化規(guī)律Fig.2 Dry Shrinkage Coefficient Changing with the Dosage of Construction Waste

由表6、圖2可知：隨著建筑垃圾摻量的增大，水泥穩(wěn)定建筑垃圾的28 d 干縮系數(shù)逐漸增大，表明建筑垃圾對水泥穩(wěn)定建筑垃圾的干縮抗裂性能具有不利的影響，這是因為建筑垃圾的吸水率較高，且建筑垃圾表面孔隙較多，導(dǎo)致水泥穩(wěn)定建筑垃圾的失水率較大，進(jìn)而增大了水泥穩(wěn)定建筑垃圾的干縮系數(shù)。建筑垃圾摻量為100%時，水泥穩(wěn)定建筑垃圾的7 d 抗壓強(qiáng)度比普通水穩(wěn)碎石（建筑垃圾摻量為0）降低了增大了16%。

4 結(jié)論

本文研究了建筑垃圾摻量對水泥穩(wěn)定建筑垃圾路用性能的影響，主要結(jié)論如下：

⑴由表4可知，建筑垃圾摻量越高，其最佳含水率越大，最大干密度越小。

⑵隨著建筑垃圾摻量的增加，水泥穩(wěn)定建筑垃圾的7 d 抗壓強(qiáng)度、28 d 劈裂強(qiáng)度降低。建筑垃圾摻量為100%時，水泥穩(wěn)定建筑垃圾的7 d 抗壓強(qiáng)度比普通水穩(wěn)碎石（建筑垃圾摻量為0）降低了23%，28 d 劈裂強(qiáng)度降低了31%。

⑶隨著建筑垃圾摻量的增加，水泥穩(wěn)定建筑垃圾的28 d 干縮系數(shù)增大。建筑垃圾摻量為100%時，水泥穩(wěn)定建筑垃圾的7 d 抗壓強(qiáng)度比普通水穩(wěn)碎石（建筑垃圾摻量為0）降低了增大了16%。