■王聰寶

（福建第一公路工程集團(tuán)有限公司，泉州 362000）

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，老舊房屋拆遷工作越來越多，產(chǎn)生的建筑垃圾堆積成山，部分專家學(xué)者嘗試將其應(yīng)用到道路基層，例如：石義海[1]初步研究了用再生骨料替代天然骨料制作道路二灰碎石基層的可行性；郭遠(yuǎn)臣[2]對(duì)水泥穩(wěn)定再生骨料道路材料的生產(chǎn)與使用提出了建議；曾夢(mèng)瀾[3]探討了含不同摻量再生集料水泥穩(wěn)定碎石路面基層混合料的強(qiáng)度、剛度、抗沖刷、抗凍、收縮等使用性能。 在磚組分對(duì)建筑垃圾性能帶來的影響方面， 徐開東[4]經(jīng)過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著磚再生骨料占比的增加，混合再生骨料的基本性能呈現(xiàn)出逐漸惡化的總體趨勢(shì)；張宇超[5]研究了磚—砼混合再生骨料在道路基層中應(yīng)用的級(jí)配優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)?zāi)M和量化再生骨料的磚組分在應(yīng)用中再次破碎的情況，從而對(duì)級(jí)配進(jìn)行優(yōu)化處理，使其貼近級(jí)配中值，并通過貝雷法驗(yàn)證優(yōu)化和振動(dòng)壓實(shí)后的級(jí)配，效果良好。大多學(xué)者的研究關(guān)注點(diǎn)基本是將建筑垃圾應(yīng)用于道路基層，但現(xiàn)有建筑垃圾大部分是磚—砼混合料，而磚—砼混合再生料具有壓碎值高、 吸水率大、含粉量大等特點(diǎn)，將其應(yīng)用于道路基層需要附加較多條件，因此，在整個(gè)建筑垃圾體量中道路基層的使用量占比較小。

為了盡可能地消化建筑垃圾存量，本文擬研究建筑垃圾中的磚—砼混合再生料在道路路基中的應(yīng)用， 選配不同磚組分含量的磚—砼混合再生料，采用液塑限聯(lián)合測(cè)定法得到各組磚—砼混合再生料的液限和塑性指數(shù)；通過重型擊實(shí)試驗(yàn)和CBR 強(qiáng)度試驗(yàn)得到各組磚—砼混合再生料的最大干密度和最優(yōu)含水率、CBR 強(qiáng)度值；將試驗(yàn)得到的液限、塑性指數(shù)和CBR 強(qiáng)度與CJJ 1-2008《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》[6]中的相關(guān)技術(shù)要求對(duì)比，判斷不同磚組分含量的磚—砼混合再生料在道路路基中應(yīng)用的可行性。

1 原材料

試驗(yàn)用磚—砼再生料是由福建龍匯達(dá)再生資源有限公司生產(chǎn)的，粒徑0～31.5 mm，按JTG E42-2005《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》[7]進(jìn)行相關(guān)參數(shù)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 磚—砼混合再生料試驗(yàn)數(shù)據(jù)

為便于觀察磚組分含量對(duì)磚—砼混合再生料的影響，以A 組數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，對(duì)其余各組進(jìn)行無量綱化，并繪制成圖1。

圖1 不同磚組分含量下磚—砼混合再生料的微粉含量、針片狀顆粒含量、壓碎值表和吸水率試驗(yàn)結(jié)果

從圖1 中各參數(shù)數(shù)值隨磚組分含量增加的變化趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)：（1）壓碎指標(biāo)隨著磚組分含量的增加不斷增大。 這是由于磚組分的強(qiáng)度比混凝土的低很多，也比常規(guī)巖性的砂石低，因而磚組分的增加會(huì)使整體再生料壓碎指標(biāo)的增大；（2）針片狀顆粒含量與磚組分含量無顯著的相關(guān)性；（3）吸水率和微粉含量在整體上呈現(xiàn)隨磚組分含量的增加而增大的趨勢(shì)， 但磚組分含量為35%的微粉含量較大，導(dǎo)致吸水率有突變現(xiàn)象；（4）整體來看，磚—砼混合再生料的微粉含量較高、吸水率較大，而壓碎指標(biāo)較大的同時(shí)，也較為難控制，因此，將這種材料用于道路基層需額外增加較多的輔助材料，若要大規(guī)模使用則將其應(yīng)用于對(duì)材料性能要求更低的路基更具有可行性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

2 磚—砼混合再生料的液限和塑性指數(shù)

根據(jù)大量工程實(shí)踐可知：高液限材料透水性較差，干硬時(shí)強(qiáng)度高，不易壓實(shí)；毛細(xì)現(xiàn)象明顯，吸水后能長(zhǎng)時(shí)間保持水分，故吸水后承載力小、穩(wěn)定性差；具有較大的可塑性、弱膨脹性和粘性[8]。 這些特性都不利于路基的整體性和穩(wěn)定性。 因此，CJJ 1-2008《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》[6]對(duì)道路路基用材料提出了液限和塑性指數(shù)的要求，即液限不大于50%、塑性指數(shù)不大于26。 采用GB/T 50123-2019《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[9]中的液塑限聯(lián)合測(cè)定法對(duì)表1 中的A、B、C、D、E 5 組磚—砼混合再生料進(jìn)行液限和塑性指數(shù)試驗(yàn)，結(jié)果見表2。按圖1 的處理方式對(duì)表2 的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以便觀察內(nèi)在規(guī)律，見圖2。

表2 5 組磚—砼混合再生料的液限和塑性指數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

圖2 5 組磚—砼混合再生料的液限和塑性指數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

從圖2 可以發(fā)現(xiàn)，5 組磚—砼混合再生料的液限和塑性指數(shù)均滿足規(guī)范的技術(shù)要求；液限和塑性指數(shù)隨著磚組分含量的增加，整體呈上升的趨勢(shì)，但因材料本身性質(zhì)沒有變化，這種相關(guān)性并不顯著。

3 重型擊實(shí)試驗(yàn)

根據(jù)規(guī)范GB/T 50123-2019 《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[9]的CBR 強(qiáng)度試驗(yàn)步驟，先進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)獲得5 組磚—砼混合再生料的最大干密度和最優(yōu)含水率。 試驗(yàn)見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表3 和圖4。

圖3 最大干密度和最優(yōu)含水率試驗(yàn)

圖4 5 組磚—砼混合再生料的最大干密度和最優(yōu)含水率試驗(yàn)結(jié)果

表3 重型擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

從圖4 可以發(fā)現(xiàn)，最大干密度隨著磚組分含量的增加呈下降趨勢(shì)，但相關(guān)性不顯著；最優(yōu)含水率隨著磚組分含量的增加呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì)，這是由于磚組分吸水率較混凝土組分高很多，隨著磚組分的增加，吸水率也會(huì)隨之增加。

4 CBR 強(qiáng)度試驗(yàn)

CBR 強(qiáng)度采用貫入量為2.5 mm 的單位壓力與貫入量為2.5 mm 時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)壓力（7000 kPa）的比值，當(dāng)貫入量為5.0 mm 時(shí)的承載比大于2.5 mm 時(shí)，試驗(yàn)應(yīng)重新進(jìn)行，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果仍然相同時(shí)，應(yīng)采用貫入量為5.0 mm 時(shí)的承載比[9]。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理：以單位壓力為橫坐標(biāo)，貫入量為縱坐標(biāo)，繪制曲線，再?gòu)那€中獲得貫入量為2.5 mm 和5.0 mm 對(duì)應(yīng)的單位壓力，并根據(jù)式（1）和式（2）分別計(jì)算CBR2.5和CBR5.0。 試驗(yàn)結(jié)果見表4 和圖5。

圖5 5 組磚—砼混合再生料的CBR 強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

表4 CBR 強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)

式中：CBR2.5——貫入量為2.5 mm 時(shí)的承載比（%）；CBR5.0——貫入量為5.0 mm 時(shí)的承載比（%）；p——單位壓力（kPa）；7000——貫入量為2.5 mm時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)壓力（kPa）；10500——貫入量為5.0 mm 時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)壓力（kPa）。

從表4 和圖5 可以看出，CBR 強(qiáng)度隨著磚組分含量的增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但其值符合CJJ 1-2008《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》[6]中路基填料的CBR 強(qiáng)度要求（表5）。

通過比對(duì)表4、5 可知，當(dāng)磚組分含量為75%時(shí)，磚—砼混合再生料只能用于快速路、主干路和其他等級(jí)道路的30 cm 以下路基；當(dāng)磚組分含量為15%～55%時(shí)，磚—砼混合再生料只能用于快速路、主干路的30 cm 以下路基及其他等級(jí)道路0 cm 以下路基；當(dāng)磚組分含量為0%時(shí)，磚—砼混合再生料可用于快速路、主干路和其他等級(jí)道路的0 cm 以下路基。

5 結(jié)論

本文對(duì)磚—砼混合再生料分別進(jìn)行了磚組分含量對(duì)原材料特性的影響試驗(yàn)、液塑限聯(lián)合測(cè)定試驗(yàn)、重型擊實(shí)試驗(yàn)以及CBR 強(qiáng)度試驗(yàn)，得到以下結(jié)論：（1）壓碎指標(biāo)隨著磚組分含量的增加不斷增大；針片狀顆粒含量與磚組分含量并無顯著的相關(guān)性；吸水率和微粉含量在整體上隨著磚組分含量的增加而增大的趨勢(shì)；整體來看，磚—砼混合再生料微粉含量較高、吸水率較大，而壓碎指標(biāo)比較大的同時(shí)，也較為難控制，因此將這種材料用于道路基層需額外增加較多的輔助材料，若要大規(guī)模使用則將其應(yīng)用于對(duì)材料性能要求更低的路基更具有可行性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益；（2）液限和塑性指數(shù)隨著磚組分含量的增加，整體呈上升趨勢(shì)，但相關(guān)性不顯著；5 組磚—砼混合再生料的液限和塑性指數(shù)均滿足規(guī)范要求；（3）最大干密度隨著磚組分含量的增加呈下降趨勢(shì)，但相關(guān)性并不顯著；最優(yōu)含水率隨著磚組分含量的增加呈顯著上升趨勢(shì)；（4）CBR 強(qiáng)度隨著磚組分含量的增加呈下降趨勢(shì)，但其值符合規(guī)范中路基填料的CBR 強(qiáng)度要求；當(dāng)磚組分含量為75%時(shí)，磚—砼混合再生料只能用于快速路、主干路和其他等級(jí)道路的30 cm 以下路基；當(dāng)磚組分含量為15%～55%時(shí)，磚—砼混合再生料只能用于快速路、主干路的30 cm 以下路基及其他等級(jí)道路0 cm以下路基；當(dāng)磚組分含量為0%時(shí)，磚—砼混合再生料可以用于快速路、主干路和其他等級(jí)道路的0 cm以下路基；（5）實(shí)際上，每個(gè)區(qū)域的建筑垃圾都有一定差異，尤其是原材料不一致，不同地方的工程項(xiàng)目的路基在使用磚—砼混合再生料時(shí)，可參照本文的步驟進(jìn)行試驗(yàn)， 獲得準(zhǔn)確的液限、 塑性指數(shù)及CBR 強(qiáng)度，以確定其可行性。