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        再生骨料制備透水瀝青混合料的試驗研究

        2020-12-03 06:16:06黃金仙
        江西建材 2020年11期
        關鍵詞:堵塞物馬歇爾穩(wěn)定度

        黃金仙

        福建省建筑科學研究院,福建省綠色建筑技術重點實驗室,福建 福州 350025

        1 引言

        隨著舊房拆遷改造產生了大量的建筑固廢,用其制備再生骨料成為處理建筑固廢問題的方式之一,主要可用于非機動車道、人行道、公園小區(qū)廣場停車場等處。本研究以C55~C60 建筑混凝土廢棄物軋制的再生骨料及花崗巖碎石為粗骨料,制備透水瀝青混合料,研究了不同再生骨料用量下透水瀝青混合料性能的差異。

        2 試驗

        2.1 主要原材料

        高粘度改性瀝青,再生骨料(以C55~C60 強度等級混凝土廢棄物),礦物纖維,石英砂堵塞劑,石灰?guī)r礦粉,花崗巖碎石、機制砂等。

        2.2 樣品的制備

        依據CJJ/T190《透水瀝青路面技術規(guī)程》、JTG E20《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》和JTG F40《公路瀝青路面施工技術規(guī)程》進行配合比設計,按表2 所列配合比制備透水瀝青混合料。

        2.3 樣品的測試

        依據CJJ/T190《透水瀝青路面技術規(guī)程》和JTG E20《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》,分別制備8 塊尺寸為Φ101.6mm×63.5mm 的樣品H1-1~H1-8、I1-1~I1-8、J1-1~J1-8、K1-1~K1-8測試樣品的馬歇爾穩(wěn)定度及浸水馬歇爾穩(wěn)定度;分別制備4 塊尺寸為Φ101.6mm×63.5mm 的樣品H2-1~H2-4、I2-1~I2-4、J2-1~J2-4、K2-1~K2-4測試樣品的空隙率和連通空隙率;分別制備3 塊尺寸為300mm×300mm×50mm的樣品H3-1~H3-3、I3-1~I3-3、J3-1~J3-3、K3-1~K3-3測試樣品的滲透系數(shù);分三次將6g 特細砂堵塞物均勻灑在已測試過原始滲透系數(shù)的透水瀝青混合料試件上表面,每次拋灑后在試件上滲水量測定儀滲過800ml 的水,反復3 次,最后清理掉突出表面的堵塞物,測量循環(huán)后恢復的滲透系數(shù),根據最終滲透系數(shù)除以原始滲透系數(shù)計算滲透恢復百分比[1]。

        表1 再生骨料、花崗巖碎石性能指標

        表2 不同配比制備透水瀝青混合料

        3 試驗結果

        3.1 馬歇爾穩(wěn)定度和浸水殘留穩(wěn)定度

        表3 配比H~配比K 制備的樣品馬歇爾穩(wěn)定度和流值試驗結果

        基于同樣原料質量比,不同再生骨料摻量制備出樣品H~K,馬歇爾穩(wěn)定度、浸水馬歇爾穩(wěn)定度和浸水殘留穩(wěn)定度的試驗結果如表3 所示。隨著再生骨料在粗骨料中的用量降低,馬歇爾穩(wěn)定度及浸水馬歇爾穩(wěn)定度的值先升后降;根據4 個試驗摻量,65%的再生骨料用量時,馬歇爾穩(wěn)定度和浸水馬歇爾穩(wěn)定度的值最高。這是因為再生骨料表面較為粗糙,內摩擦力較高,摻入一定量的再生骨料制備的透水瀝青混合料,可以提高瀝青混合料抵抗變形的能力[2];但是再生骨料大部分表面附著廢舊砂漿次生顆粒,且再生骨料孔隙率大,吸水率較高,內部存在破碎裂紋,壓碎值高[2-3],所以全部用再生骨料作為粗骨料的透水瀝青混合料,其馬歇爾穩(wěn)定度和浸水馬歇爾穩(wěn)定度最低。試驗結果也表明,全部使用碎石制備的透水瀝青混合料的浸水殘留穩(wěn)定度最高,再生骨料因其本身的特性摻量增加浸水殘留穩(wěn)定度降低。

        3.2 空隙率和連通空隙率

        表4 配比H~配比K 制備的樣品空隙率和連通空隙率試驗結果

        如表4 所示,透水瀝青混合料隨著再生骨料的摻量從100%到0 時,混合料的空隙率和連通空隙率都相應降低??障堵史磻隽送杆疄r青混合料中骨料顆粒相互填充精密程度,這與選取的骨料顆粒礦料級配有較大的關聯(lián)[4]。由于再生骨料存在一些破碎裂紋,而天然碎石的孔隙較??;再生骨料與天然碎石相比,吸水率高,表觀密度較低,同樣堆積密度也較低[2-4],因此,隨著再生骨料的摻入量降低,空隙率和連通空隙率也相應降低。

        3.3 滲透系數(shù)和滲透恢復比

        如表5 所示,隨著再生骨料的摻量降低,滲透系數(shù)也相應降低;這主要是因為隨著再生骨料摻量降低,透水瀝青混合料的連通空隙率也降低[4],滲透能力也降低。

        表5 配比H~配比K 制備樣品滲水系數(shù)及滲水恢復比試驗結果

        本文也研究了滲透堵塞恢復能力,試驗結果如表5 所示。透水瀝青混合料在使用過程中的滲透系數(shù)下降主要由堵塞物快速堵塞空隙、沖洗后部分恢復和逐漸堵塞的過程[1]。由于堵塞劑在循環(huán)堵塞過程中,部分堵塞物會隨著沖洗一起帶走,不會滯留在表面,但部分會滯留在透水瀝青混合料的內部,導致連通空隙率下降,滲透系數(shù)也降低,不過經過三次的沖洗,滲透恢復百分比仍能維持在75%,這為透水瀝青混合料的應用和維養(yǎng)提供了一定的理論依據[5]。

        4 結論

        (1)再生骨料透水瀝青混合料中,再生骨料摻入量在65%時,馬歇爾穩(wěn)定度和浸水馬歇爾穩(wěn)定度最佳;

        (2)再生骨料因其自身特性,100%再生骨料用量,透水瀝青混合料的空隙率和連通空隙率最高;隨著再生骨料的摻入量降低,空隙率和連通空隙率也相應降低。

        (3)隨著再生骨料的摻入量降低,透水瀝青混合料的滲透系數(shù)逐漸降低;通過單一粒級堵塞物的研究,透水瀝青混合料均有75%以上的滲透恢復能力。

        (4)本文所探討的再生骨料透水瀝青混合料,為建筑垃圾的廢物利用提供了一定的理論依據,對當?shù)丨h(huán)境保護亦有一定的現(xiàn)實意義。

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