水泥稳定混合骨料再生料路用性能分析

Sichuan Building Materials Vol.46,No. 1January, 2020水泥稳定混合骨料再生料路用性能分析郑明博，刘海涛，吴泽玉，白新理，李长春，牛亚宁（华北水利水电大学，河南 郑州450045）摘 要：为研究建筑垃圾再生料在公路工程中的可靠性，结

合骨架密实型结构级配设计原则，针对天然碎石及混凝土建 筑垃圾再生混合料共设计了 3种级配做了 7 d无侧限抗压试

1结构级配设计与分析根据道路基层材料中粗集料和细集料的分布状态，可以 将基层材料的结构划分为骨架密实结构、骨架空隙结构、悬

浮密实结构三种类型。验来分析其路用性能，为解决建筑垃圾提供一条可循之路。

关键词：再生料;骨架密实型结构;级配中图分类号:U414

文献标志码:B文章编号：1672 -4011（2020）01 -0155 -02

DOI：10. 3969/j. issn. 1672 - 4011. 2020. 01. 078Performance analysis of cement

stabilized mixed aggregate recycled materialsZHENG Mingbo,LIU Haitao,WU Zeyu,

BAI Xinli, LI Changchun, NIU Yaning （North China University of Water Resources

and Electric Power, Zhengzhou 450045 , China）

Abstract: In order to study the reliability of construction waste

reclaimed materials in highway engineering, combined with the design principle of rigid compact structure grading, three kinds of

natural gravel and concrete construction waste reclaimed materi­

als were designed. The grading has a seven - day unconfined compression test to analyze its road performance and provide a

path to solve construction waste.Key words: recycled material ； skeleton compact structure ； grad­

ingo前言郑州市目前是一个快速发展中的城市，城中村的拆迁以

及城市的扩建都会产生大量的建筑垃圾，而河南省建筑垃圾

的主要处理方式是建筑废弃物经简单的处理后，不加分类的

填埋、随意遗弃等。2015年7月10日，《河南省人民政府关

于加强城市建筑垃圾管理促进资源化利用的意见》（豫政 [2015]39号）出台，对进一步加强城市建筑垃圾管理，促进

建筑垃圾资源化利用和产业化发展,有效解决建筑垃圾围城

和环境污染等问题做了规定。目前国内很多人对混凝土建筑垃圾在道路基层中的使

用进行了研究。王瑜等⑴认为随着建筑垃圾掺量的增加，水

泥稳定建筑垃圾的7 d抗压强度、28 d劈裂强度降低，随着建

筑垃圾掺量的增加,水泥稳定建筑垃圾的28 d干缩系数增 大。赵洪键⑵认为:骨架密实级配再生水稳碎石的抗压强度

显著高于悬浮密实级配，劈裂强度较接近。本文主要针对道路工程中的基层，目的在于研究出相应

的再生混合料骨架密实结构作为基层铺筑，为扩大再生料的

应用提供一条可循之路。收稿日期=2019-11 -26作者简介:郑明博（1993 -），男，河南新郑人，在读硕士，主要研究方 向：市政工程。骨架密实结构:粗集料形成相互嵌挤的骨架，细集料以

充分密实的状态充实填充到骨架间的空隙里。骨架孔隙结构:粗集料形成相互嵌挤的骨架,骨架间的

空隙部分被细集料所填充,并留有一定的空隙。悬浮密实结构:粗集料没有形成相互嵌挤的骨架，只是

分散地分布在密实的细集料当中。从物理概念上讲,悬浮密实、骨架密实、骨架空隙三种结 构的形成,取决于粗集料的空隙体积与细集料的压密体积的

相对关系。李爽总结了国内部分研究的试验结果，其中再生料的表

观密度为220-2 800 kg/m3、吸水率3% -10%,与天然碎石

相比，其范围略大，结果离散性较大。这两项指标基本上能 反映再生料的优劣性,为了能够在道路基层中应用再生料,

本文参考骨架密实型结构级配设计原则，来增强再生料在道

路工程中的可靠性。本次试验所采用的集料为50%的天然

碎石与50%混凝土再生料混合后的天然再生混合料。《公路路面基层施工技术细则XJTG/T F20—2015）⑶

推荐的骨架密实型水泥稳定类集料级配范围如表1所示。表1骨架密实型水泥稳定类集料级配筛孔/mm31.519.0 9.50 4.752.36 0.60.075通过比例/%10068 ~86 38 ~58 22 -3216 -28 8 ~150~3依据骨架密实型结构的原则共设计出三种不同的级配，分

别为3#（主要集中在规范上限值）、2#（规范中值）、1#（规范

下限值），表2为设计的三种级配其中颗粒级配表示通过筛

孔的质量百分率。表2设计的三种级配筛孔尺寸颗粒级配/%/mm1#2#3#37.510010010031.59095100196878869.53848584.752227322.361622280.6811.5150.07501.53按照规程《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》 （JTGE 51—2009）中《无机结合料稳定材料养生试验方法》 （T0845-2009）标准养生方法进行7d的标准养护，针对不同

的颗粒级配制作9个试件，探讨骨架密实型水泥稳定类再生

料级配其路用性能。根据河南省工程建筑标准《城镇道路建

筑垃圾再生集料路面基层施工技术规范》（DB J41/T166—

・155・Vol.46, No. 1January, 20206 g 坊Sichuan Building Materials合规范要求。第46卷第1期2020年1月2016)⑷，基层水泥参量选取为6% ,水泥强度等级为P・

042.5级普通硅酸盐水泥。2.1试验数据分析各级配混凝土再生料与天然碎石混合料的7 d无侧限 抗压试验共做了共27个试块，其中Si ~ S9为各级配的试块

2试验结果分析按照规范《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》

(JTGE51—2009)⑸中《无机结合料稳定材料养生试验方法》

编号。表3为1#、2#、3#级配试验结果。通过数据分析整理

得1 #级配的7 d无侧限抗压强度为5. 089 MPa,2#极配为6. 122 MPa,3#级配为 4.974 MPa。(T0843-2009)规定成型1： 1的圆柱试件，试模的直径*高

二150 X 150(mm)，集料的筛分、准备、入模、制作、养护均复

表3三种级配7d无侧限抗压试验数据试块编号1#压力峰值/kN30.0783.83450.55342.5345.41843.7135.56241.50849.51841.10331.7794.0532.314.11341.78747.106抗压强度/MPa压力峰值/kN5.28344.3975.65239.1956.30947.0345.23850.7875.9942#53.3777.04750.1756.39041.0225.22029.27751.5886.5738.169抗压强度/MPa压力峰值/kN6.43552.0385.99440.0686.47139.2945.3193#33.9339.1864.99540.284抗压强度/MPa6.6334.324.9955.1035.0043.7265.134.862.2数据对比分析7 d无侧限抗压试验主要针对再生混合料的路用性能进

结构级配，三种级配中2#最终数值满足重交通中对基层的抗 压强度值，其路用性能最强。通过试验发现，在天然集料中

行分析，从混合料的实测抗压强度是否符合基层或底基层的

抗压强度标准。为了对三种级配进行详细的对比分析同时 证明骨架密实型水泥稳定类再生料级配其路用性能,进行各 级配抗压强度对比分析见图lo掺入一定比例的混凝土再生料后其混合料的性能仍然满足

道路工程中对集料的要求，初步证实在道路中工程中应用再 生料的可行性。由于不同地区所产生的混凝土再生料的性

能有较大差异，在实际工程中的应用需针对所选取再生料的

技术特性进行考证。 参考文献：[1]

[ID：009004 ]王瑜•建筑垃圾掺量对水泥稳定建筑垃圾路用性能的影响

[J].广东土木与建筑,2019,47(10):88 -90.[2] 赵洪键•水泥冷再生基层材料组成设计与路用性能研究[D]. 重庆:重庆交通大学,2015.图1各级配抗压强度对比分析[3 ]中华人民共和国交通部.公路路面基层施工技术细则:JTG/T

-F20—2015 [S].北京:人民交通出版社.2015,通过图1能够发现，当天然碎石中掺入混凝土再生料

后，抗压强度离散性较大,各数据之间没并没有明显的规律,

[4] 河南省住房和城乡建设厅.城镇道路建筑垃圾再生集料路面 基层施工技术规范:DB J41/T166—2016[S].郑州:黄河水利 出版社,2016.通过对比三种级配的数值差异后,发现2 #在三种级配中的最

有代表性,同时其数值在三种级配中也是抗压性能最强的一 组,其抗压强度值符合重交通所包含的所有公路等级以及极

重、特重交通的部分公路等级要求。[5] [6]

中华人民共和国交通部•公路工程无机结合料稳定材料试验

规程:JTC E51—2009[ S].北京:人民交通出版社,2009.王峰•骨架密实结构水泥稳定碎石级配设计及路用性能研究

[D],武汉:武汉工程大学,2017.[7]

3结语本试验所采用的50%的天然碎石与50%混凝土再生料 混合后的天然再生混合料共设计了三种不同的骨架密实型李家豪•建筑废弃物再生料路用性能研究[D]•广州：广州大 学,2016.・156・