秦頔

恩施自治州華泰交通建設有限公司 湖北恩施 445000

1 再生水泥穩(wěn)定碎石級配設計

現(xiàn)階段，水泥穩(wěn)定碎石再生技術比較成熟，常用的方法有廠拌法和路拌法，其中，為滿足道路規(guī)范要求，需合理設計再生水泥穩(wěn)定碎石級配。大量研究表明，C-C-2級配具有更廣的適用范圍，能最大限度保證集料的均勻性和密實性，可適用于大交通量荷載路面；同時C-C-2級配中0.075mm的骨料含量相對較低，不易發(fā)生收縮問題，有利于提高再生水泥穩(wěn)定碎石的抗開裂能力[1]。

2 再生水泥穩(wěn)定碎石力學性能研究

2.1 劈裂強度

劈裂強度試驗，對試件施加側向壓力來模擬行車荷載由路面向下傳遞的剪切應力。試驗首先將試件放置在25±2℃條件下進行養(yǎng)護，測得試件7d、28d劈裂強度，由數據可知，隨著RA摻量增加，7d和28d劈裂強度先增加后減少，一定RA摻量能夠提高再生水泥穩(wěn)定混合料的劈裂強度，這是因為再生料中RA表面紋理更粗糙，具有更多棱角，使混合料之間獲得更強的嵌擠作用，但當RA摻量過多時，因整體混合料強度不足，新料無法充分形成骨架，導致內部薄弱點過多，劈裂強度下降。

2.2 無側限抗壓強度

制作直徑15cm、高15cm的圓柱體抗壓試件，放置在25±2℃條件下進行養(yǎng)護，測得試件7d、28d劈裂強度，由數據得知，4種試件7d、28d抗壓強度先增大后減小，強度值呈拋物線形，在試件3處表現(xiàn)出最大值，分別為4.48MPa和5.22MPa，均滿足規(guī)范要求。故摻入適量的RA對再生水泥混合料具有有利作用，這是因為再生料中針片狀集料較少，且集料外層水泥砂漿能實現(xiàn)二次放熱，提高試件無側限抗壓強度。但隨著RA摻量增多，再生水泥穩(wěn)定碎石整體性能會下降，因此需控制RA摻量，以達到最佳無側限抗壓強度值。

3 原材料及試驗方案

3.1 再生骨料（RA）

本文采用的再生骨料是“白改黑”二級公路破碎加工處理得到的骨料，粒徑范圍為2.36-31.5mm，再生骨料經二次水洗后已去除部分表層水泥砂漿和灰塵。

3.2 天然骨料（NA）

研究采用的天然骨料根據粒徑不同，分為粗骨料和細骨料，質地均勻，針片狀率低。

3.3 水泥

采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，初凝時間為3.5h，終凝時間為6h,3d的抗壓強度和抗折強度分別不小于18MPa和3.5MPa。

3.4 試驗方案

研究采用靜壓成型的方式成型再生水泥穩(wěn)定碎石，確定其適宜的配合比的設計方案。為進一步探究再生骨料替代率對水泥穩(wěn)定碎石基層材料的性能影響，采用的再生骨料摻量分別為0%、20%、40%、60%、80%及100%。研究在確定最佳水泥劑量和水膠比的對照試驗組（純NA水泥穩(wěn)定碎石）的基礎上，通過控制水泥及水膠比不變，調整RA的替代率來探究再生水泥穩(wěn)定碎石材料的性能變化。主要考察水穩(wěn)碎石材料的28d無側限抗壓強度、回彈模量、劈裂強度、抗凍性能及疲勞性能[2]。

4 試驗結果分析

4.1 無側限抗壓強度

水泥穩(wěn)定再生碎石材料作為道路基層混凝土，承受著路面荷載對其的直接作用，在交通荷載往復持續(xù)的作用下，基層材料易產生裂縫、空洞等問題，直接影響碎石材料的強度等級。

隨著再生骨料替代天然骨料的比例增加，水泥穩(wěn)定碎石材料的無側限抗壓強度逐漸降低。對于天然集料組成水穩(wěn)碎石，其抗壓強度為9.58MPa。當再生骨料的摻量分別為20%、40%、60%、80%和100%時，抗壓強度分別為9.24MPa、9.03MPa、8.64MPa、8.17MPa和7.65MPa，較普通水泥穩(wěn)定碎石材料而言，分別下降了3.55%、5.74%、9.81%、14.72%和20.15%?？箟簭姸鹊南陆邓俾食尸F(xiàn)先慢后快的趨勢。再生骨料是廢舊混凝土破碎加工得到的材料，在長期服役過程中混凝土的強度已存在一定劣化，在再生骨料添加初期，水泥水化反應能在骨料表層產生二次加強作用，但對于碎石材料的整體強度而言會略微下降。當再生骨料摻量過多時，穩(wěn)定碎石材料內部的再生骨料作為主要受力骨架，易產生開裂失穩(wěn)，也急劇降低水泥穩(wěn)定碎石材料的抗壓強度。

4.2 回彈模量

回彈模量是路基材料應力與應變的比值，可表征基層材料抵抗豎向變形的能力?；貜椖Ａ康臄抵翟礁撸瑒t表明材料抵抗豎向荷載作用的能力越強。隨著再生骨料替代天然骨料的比例增加，水泥穩(wěn)定碎石材料的回彈模量逐漸降低。NA、0.2RA+0.8NA、0.4RA+0.6NA、0.6RA+0.4NA、0.8RA+0.2NA和 RA水 泥 穩(wěn) 定碎石材料的回彈模量分別為4062MPa、3985MPa、3912MPa、3621MPa、3378MPa、3015MPa。由于不同組合方案的碎石材料均采用了5.2%劑量的水泥，當再生骨料的摻量大于60%時，碎石材料的回彈模量急劇下降，相較于普通碎石材料的回彈模量下降了10.86%；主要原因是再生骨料的過多，使得水泥與再生骨料的融合度不高，水化反應的效果削減。若要使用高摻量的再生骨料用于水穩(wěn)碎石，則需加強水泥劑量的使用，或使用其他外摻劑材料來綜合提升碎石材料性能[3]。

4.3 劈裂強度

劈裂強度是測試水穩(wěn)碎石材料抵抗開裂性能的評價指標，水泥穩(wěn)定碎石作為基層材料，在荷載作用下，內部結構易產生開裂和反射裂縫問題。當再生骨料的摻量為40%和80%時，其劈裂強度分別為0.65MPa和0.61MPa，較普通穩(wěn)定碎石材料分別降低4.41%和10.29%。再生骨料對水穩(wěn)碎石材料的劈裂強度影響較小，其原因是水穩(wěn)碎石材料的劈裂強度本身就很小，外力作用下材料會產生一定開裂破壞，但再生骨料穩(wěn)定碎石材料經養(yǎng)護后具備一定強度等級，輕微的劈裂作用對其影響較小。

5 結語

隨著經濟不斷發(fā)展，資源成為每個行業(yè)領域關注的重點。再生水泥穩(wěn)定碎石不但能夠滿足道路規(guī)范要求，而且具備較好的力學性能，因此大規(guī)模用于路面基層或底基層。本文從經濟效益、社會、環(huán)境、資源四個不同角度進行分析，認為水泥穩(wěn)定碎石再生技術前景可觀。