黃金仙
福建省建筑科學(xué)研究院,福建省綠色建筑技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 福州 350025
隨著舊房拆遷改造產(chǎn)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(wèn)題的方式之一,主要可用于非機(jī)動(dòng)車道、人行道、公園小區(qū)廣場(chǎng)停車場(chǎng)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。
高粘度改性瀝青,再生骨料(以C55~C60 強(qiáng)度等級(jí)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(jī)制砂等。
依據(jù)CJJ/T190《透水瀝青路面技術(shù)規(guī)程》、JTG E20《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》和JTG F40《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),按表2 所列配合比制備透水瀝青混合料。
依據(jù)CJJ/T190《透水瀝青路面技術(shù)規(guī)程》和JTG E20《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)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~I(xiàn)1-8、J1-1~J1-8、K1-1~K1-8測(cè)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~I(xiàn)2-4、J2-1~J2-4、K2-1~K2-4測(cè)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~I(xiàn)3-3、J3-1~J3-3、K3-1~K3-3測(cè)試樣品的滲透系數(shù);分三次將6g 特細(xì)砂堵塞物均勻?yàn)⒃谝褱y(cè)試過(guò)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(cè)定儀滲過(guò)800ml 的水,反復(fù)3 次,最后清理掉突出表面的堵塞物,測(cè)量循環(huán)后恢復(fù)的滲透系數(shù),根據(jù)最終滲透系數(shù)除以原始滲透系數(shù)計(jì)算滲透恢復(fù)百分比[1]。
表1 再生骨料、花崗巖碎石性能指標(biāo)
表2 不同配比制備透水瀝青混合料
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(yàn)結(jié)果
基于同樣原料質(zhì)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(yàn)結(jié)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(jù)4 個(gè)試驗(yàn)摻量,65%的再生骨料用量時(shí),馬歇爾穩(wěn)定度和浸水馬歇爾穩(wěn)定度的值最高。這是因?yàn)樵偕橇媳砻孑^為粗糙,內(nèi)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(nèi)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(yàn)結(jié)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。
表4 配比H~配比K 制備的樣品空隙率和連通空隙率試驗(yàn)結(jié)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(shí),混合料的空隙率和連通空隙率都相應(yīng)降低??障堵史磻?yīng)出了透水瀝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(jí)配有較大的關(guān)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(yīng)降低。
如表5 所示,隨著再生骨料的摻量降低,滲透系數(shù)也相應(yīng)降低;這主要是因?yàn)殡S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(fù)比試驗(yàn)結(jié)果
本文也研究了滲透堵塞恢復(fù)能力,試驗(yàn)結(jié)果如表5 所示。透水瀝青混合料在使用過(guò)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(fù)和逐漸堵塞的過(guò)程[1]。由于堵塞劑在循環(huán)堵塞過(guò)程中,部分堵塞物會(huì)隨著沖洗一起帶走,不會(huì)滯留在表面,但部分會(huì)滯留在透水瀝青混合料的內(nèi)部,導(dǎo)致連通空隙率下降,滲透系數(shù)也降低,不過(guò)經(jīng)過(guò)三次的沖洗,滲透恢復(fù)百分比仍能維持在75%,這為透水瀝青混合料的應(yīng)用和維養(yǎng)提供了一定的理論依據(jù)[5]。
(1)再生骨料透水瀝青混合料中,再生骨料摻入量在65%時(shí),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(yīng)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(guò)單一粒級(jí)堵塞物的研究,透水瀝青混合料均有75%以上的滲透恢復(fù)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(jù),對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)亦有一定的現(xiàn)實(shí)意義。