■火 凡

（新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院（集團(tuán)） 有限責(zé)任公司，烏魯木齊 830000）

天然集料資源的快速消耗導(dǎo)致建設(shè)經(jīng)濟(jì)成本迅速提升， 充分利用建筑廢棄物中的廢棄混凝土可有效減少污染、占地問(wèn)題，同時(shí)可節(jié)約大量建筑成本。 國(guó)內(nèi)外有關(guān)水泥穩(wěn)定再生集料的性能研究已有一定的基礎(chǔ)：李曙龍等[1]研究了不同粉煤灰摻加比例對(duì)粉煤灰水泥穩(wěn)定碎石再生集料的凝結(jié)硬化和路用性能表現(xiàn)影響規(guī)律；王學(xué)武[2]設(shè)計(jì)試驗(yàn)在水泥穩(wěn)定再生集料中加入了RAP 舊料以改善其性能表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)加入RAP 舊料后，控制RAP 舊料和水泥摻加量就可顯著影響水泥穩(wěn)定再生集料各項(xiàng)性能；鄧陳記等[3]針對(duì)水泥穩(wěn)定再生集料性能表現(xiàn)易受再生料不均勻性影響的問(wèn)題展開研究，推薦了合理的吸水率范圍選擇；周芬等[4]利用磚混結(jié)構(gòu)拆除所得的磚粉再生料制備水泥穩(wěn)定再生集料， 研究了磚粉再生料和水泥結(jié)合料摻加量對(duì)路用性能表現(xiàn)的影響規(guī)律。 綜上所述，可發(fā)現(xiàn)已有研究對(duì)水泥穩(wěn)定再生集料的路用性能改善主要集中于強(qiáng)度提升方面， 針對(duì)水泥穩(wěn)定再生集料常發(fā)生的抗干縮性能不足問(wèn)題的研究還有較大空白。 因此， 本文在水泥穩(wěn)定再生集料中加入了乳化瀝青以改善其抗干縮能力， 并對(duì)其性能變化規(guī)律進(jìn)行研究， 通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定了再生集料的基本物理指標(biāo)，控制一定量的水泥和乳化瀝青質(zhì)量比，研究其摻量對(duì)試件干縮系數(shù)、 干縮應(yīng)變及累計(jì)吸水率的影響規(guī)律。

1 原材料

1.1 無(wú)機(jī)結(jié)合料

本研究試驗(yàn)中涉及到的水泥穩(wěn)定再生集料無(wú)機(jī)結(jié)合料選取P·O 42.5 普通硅酸鹽水泥。

1.2 乳化瀝青

采用乳化瀝青作為水泥穩(wěn)定再生集料性能改良材料，其類別為陽(yáng)離子慢裂類，其性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表1 所示。

表1 乳化瀝青性能指標(biāo)

1.3 再生集料

本研究試驗(yàn)中涉及到的再生集料均為某水泥混凝土面層拆除工程破碎料。 經(jīng)放大觀察可發(fā)現(xiàn)再生集料表面附著有大量水泥砂漿硬化物，且集料與水泥砂漿硬化物表面分布有較多細(xì)小裂縫。 在破碎過(guò)程中將再生集料劃分為四檔：一檔為30～20 mm、二檔為20～10 mm、 三檔為10～5 mm、 四檔為5～0 mm。對(duì)各檔再生集料進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)，一檔、二檔、三檔料檢測(cè)結(jié)果顯示：壓碎值均為25.8%；吸水率分別為4.8%、5.6%、6.3%； 表觀密度分別為2.636 g/cm3、2.659 g/cm3、2.674 g/cm3。四檔料檢測(cè)結(jié)果顯示：堅(jiān)固性為6.5%、表觀密度為2.507 g/cm3、砂當(dāng)量為89.6%、吸水率為9.0%。

2 級(jí)配設(shè)計(jì)與試件檢測(cè)

2.1 級(jí)配方案設(shè)計(jì)

參照常規(guī)水泥穩(wěn)定碎石級(jí)配設(shè)計(jì)的規(guī)范要求，擬定水泥穩(wěn)定再生集料級(jí)配范圍和級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果，如圖1 所示。

圖1 級(jí)配范圍和級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果

2.2 擊實(shí)試驗(yàn)

按照級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果，分別初擬乳化瀝青的質(zhì)量比0%、2.0%、2.5%以及3.0%，初擬水泥的質(zhì)量比為3%、4%以及5%，利用重型擊實(shí)試驗(yàn)，檢測(cè)其最大干密度及其對(duì)應(yīng)的最佳含水率，結(jié)果如表2 所示。

表2 擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表2 數(shù)據(jù)展開分析，首先對(duì)比在相同乳化瀝青質(zhì)量比（取2.5%）條件下，隨著水泥質(zhì)量比從3%提升至5%，摻加乳化瀝青的水泥穩(wěn)定再生集料最大干密度隨之增長(zhǎng)，最佳含水率也隨之提升。 這是由于無(wú)機(jī)結(jié)合料水泥具有較大的比表面積，因而吸水性較強(qiáng)，導(dǎo)致混合料總體最佳含水率提升。 同時(shí)，隨著水泥漿填充量的增加，混合料對(duì)應(yīng)的最大干密度也變大。

對(duì)比在相同水泥質(zhì)量比（取4%）條件下，隨著乳化瀝青質(zhì)量比從0%提升至3%（其中0%為對(duì)比組）， 摻加乳化瀝青的水泥穩(wěn)定再生集料的最大干密度呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，與之對(duì)應(yīng)的最佳含水率也從6.2%降低至5.1%。 這是因?yàn)槿榛癁r青具有減少混合料間摩擦力的作用， 混合料間的需水量因此降低，引起最佳含水率的下降。 同時(shí)乳化瀝青密度相對(duì)較低，因此混合料對(duì)應(yīng)的最大干密度也隨著其質(zhì)量占比的提升而下降。

3 干縮性能分析

3.1 水泥質(zhì)量比影響分析

采用上文設(shè)計(jì)的最佳級(jí)配，并按照最佳含水率成型試件，選取2.5%的同一乳化瀝青質(zhì)量比，成型3 組水泥穩(wěn)定再生集料混合料試件， 其對(duì)應(yīng)的水泥質(zhì)量比分別為3%、4%以及5%， 試件編號(hào)分別為E2.5-C3、E2.5-C4 以及E2.5-C5。 通過(guò)干縮試驗(yàn)測(cè)得各組試件的干縮系數(shù)、干縮應(yīng)變以及累計(jì)吸水率指標(biāo)，具體見(jiàn)圖2～4。

圖2 水泥質(zhì)量比對(duì)干縮系數(shù)的影響

分析圖2 可以發(fā)現(xiàn)， 隨著水泥質(zhì)量比的提升，水泥穩(wěn)定再生集料混合料的干縮系數(shù)隨之提升，相較于試件組E2.5-C3，E2.5-C4 和E2.5-C5 的總干縮系數(shù)分別增長(zhǎng)了33%和57%。而混合料總干縮系數(shù)的增加將會(huì)提升其發(fā)生干縮裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。 因此，在保證水泥穩(wěn)定再生集料強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡可能減少水泥質(zhì)量比。

分析圖3 可以發(fā)現(xiàn)， 在同等養(yǎng)護(hù)時(shí)間的條件下，水泥質(zhì)量比越大，混合料試件的干縮應(yīng)變也越大。 這是因?yàn)殡S著混合料中水泥質(zhì)量比的增加，混合料更易發(fā)生失水， 從而導(dǎo)致混合料體積收縮更大。 此外，隨著時(shí)間的推延，各組混合料的干縮應(yīng)變均明顯提升，在12 d 以后其增長(zhǎng)速度減緩，進(jìn)入緩慢增長(zhǎng)期，25 d 后基本趨于穩(wěn)定。

圖3 水泥質(zhì)量比對(duì)干縮應(yīng)變的影響

分析圖4 可以發(fā)現(xiàn)， 在同等養(yǎng)護(hù)時(shí)間的條件下，水泥質(zhì)量比越大，混合料試件的累計(jì)失水率隨之越大。 相較于試件組E2.5-C3，E2.5-C4 和E2.5-C5 的30 d 累計(jì)吸水率分別增長(zhǎng)了12%和19%。 這是因?yàn)殡S著水泥質(zhì)量比的提升，混合料早期耗水量增大，而在其硬化后水分快速散失。

圖4 水泥質(zhì)量比對(duì)累計(jì)失水率的影響

3.2 乳化瀝青質(zhì)量比影響分析

選取4%的同一水泥質(zhì)量比， 成型4 組水泥穩(wěn)定再生集料混合料試件，其對(duì)應(yīng)的乳化瀝青質(zhì)量比分別為0%、2%、2.5%以及3%， 試件編號(hào)分別為E0-C4、E2-C4、E2.5-C4 以及E3-C4。 通過(guò)干縮試驗(yàn)測(cè)得各組試件的干縮系數(shù)、干縮應(yīng)變以及累計(jì)吸水率指標(biāo)，具體見(jiàn)圖5～7。

圖5 乳化瀝青質(zhì)量比對(duì)干縮系數(shù)的影響

分析圖5 可以發(fā)現(xiàn)，隨著乳化瀝青質(zhì)量比的提升， 水泥穩(wěn)定再生集料混合料的干縮系數(shù)隨之降低， 相較于試件組E0-C4，E2-C4、E2.5-C4 以及E3-C4 的總干縮系數(shù)分別降低了25%、42%和53%。這說(shuō)明，乳化瀝青的摻加及其質(zhì)量比的增長(zhǎng)能夠降低水泥穩(wěn)定集料發(fā)生開裂破壞的可能性。

分析圖6 可以發(fā)現(xiàn)， 在同等養(yǎng)護(hù)時(shí)間的條件下，乳化瀝青質(zhì)量比越大，混合料試件的干縮應(yīng)變?cè)叫　?這是因?yàn)槿榛癁r青破乳后能夠包裹在混合料各組分表面，在混合料發(fā)生干縮時(shí)可起到緩沖并承載的作用。 隨著時(shí)間增長(zhǎng)，各組混合料的干縮應(yīng)變均明顯提升，在17 d 以后趨于穩(wěn)定。

圖6 乳化瀝青質(zhì)量比對(duì)干縮應(yīng)變的影響

分析圖7 可以發(fā)現(xiàn)， 在同等養(yǎng)護(hù)時(shí)間的條件下，乳化瀝青質(zhì)量比越大，混合料試件的累計(jì)失水率隨之降低。相較于試件組E0-C4，E2-C4、E2.5-C4以及E3-C4 的累計(jì)失水率分別降低了10%、17%和26%。 這是由于乳化瀝青破乳后能夠包裹在混合料各組分表面， 并將水分蒸發(fā)散失的毛細(xì)通道封閉，從而減少其累計(jì)失水率。

圖7 乳化瀝青質(zhì)量比對(duì)累計(jì)失水率的影響

4 結(jié)語(yǔ)

本文在水泥穩(wěn)定再生集料中加入乳化瀝青，研究干縮性能變化規(guī)律，通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定了再生集料的基本物理指標(biāo)，控制一定量的水泥和乳化瀝青質(zhì)量比，研究其摻量對(duì)試件干縮系數(shù)、干縮應(yīng)變及累計(jì)吸水率影響規(guī)律，得出以下主要結(jié)論：（1）無(wú)機(jī)結(jié)合料水泥比表面積較大，吸水性較強(qiáng)，可導(dǎo)致混合料壓實(shí)最佳含水率提升；（2）在保證水泥穩(wěn)定再生集料強(qiáng)度的前提下， 應(yīng)盡可能減少水泥質(zhì)量比；（3）乳化瀝青的摻加及其質(zhì)量比的增長(zhǎng)能夠降低水泥穩(wěn)定集料發(fā)生開裂破壞可能性。