EastChina Jiaotong University Vol. 32 Dec.,2015水泥稳定三渣基层回收料的收缩性能 (1.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海201804; 2.青岛市市政工设计研究院有限责任公司,山东 青岛 266000) 摘要:采用上海地区早期用二灰碎石(简称三渣)基层回收料部分或全部替代天然集料用于水泥稳定碎石基层建设中。 为了研 究水泥稳定三渣基层回收料收缩性能,基于干缩应变、失水率、干缩系数等指标,考虑三渣回收料掺量、水泥剂量等因素的影 响,对其收缩特性进行了室内试验研究,并对比分析了水泥稳定三渣基层回收料与普通水泥稳定碎石收缩性能的差异。 试验结 果表明:暴露时间、失水率、三渣回收料掺量及水泥用量等因素,均对水泥稳定三渣基层回收料的收缩变形特性产生明显影响; 普通水泥稳定碎石混合料的收缩性能优于水泥稳定三渣基层回收料。 关键词:三渣基层回收料;水泥稳定碎石;收缩性能 中图分类:U416.26 文献标志码:A 收稿日期:215-06-14 作者简介:常康(1990—),男,硕士研究生,研究方向为路基路面工;李立寒(1957—),女,教授,研究方向为路基路面。 20 世纪80 年代初,上海率先开发了石灰粉煤灰稳定碎石基层,并将其广泛应用于各类等级道路的基层 中,早期的石灰粉煤灰稳碎石基层俗称三渣基层 [1-2] ,其中的主要材料为 35~70 mm 粗粒径的石料,开级 配,空隙高,石灰粉煤灰的质量约占总量的 35%。 近几年,在日益增加的交通量和环境因素作用下,三渣基层 产生了较为严重的病害现象,养护、维修问题日渐凸显,产生了大量的三渣基层废料。 目前,大部分三渣基层废料采用填埋、露天堆放等方法予以处置,不仅耗用了大量耕地及垃圾清运等建 设经费,还造成了严重的环境污染。 同时据调查,每年约有 12%的旧路需要从基层开始,将原有旧料挖除弃 置,再用新材料重新铺设对路面进行改造,这种传统旧路改造方法导致成本增加、资源浪费等问题 [3-5] 进行再生利用,对节省投资、保护环境等方面具有显著的经济效益和环境效益。近些年来,我国部分学者和 研究机构开始对三渣基层回收材料的再生技术展开研究,研究主要涉及两方面的内容,一方面是针对再生 方案的研究,包括将三渣回收料用作刚性基层的集料或用作半刚性基层的集料 [3-4] ;另一方面是针对再生混 合料基本力学性能的研究,但未涉及再生混合料收缩性能的研究 [5-6] 将三渣基层回收料用于水泥稳定碎石基层建设中,但该类基层致命的缺陷是容易产生裂缝,从而导致路面其它病害,裂缝产生的原因与混合料的 收缩性能有关 鉴于此,为合理有效的将三渣基层回收料用于基层建设中,有必要对水泥稳定三渣基层回收料的收缩性能进行研究。 为了分析水泥稳定三渣基层回收料的收缩性能,并了解三渣回收料掺量、水泥剂 量等因素对混合料变形性能的影响,依据相关的试验规范展开了一系列研究,期望此研究成果对实际工 中三渣回收料在水泥稳定碎石基层中的合理应用有所贡献。 试验材料与试验方法1.1 试验材料 水泥采用江苏太仓海螺牌 32.5 复合硅酸盐水泥,其性质满足《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007)的要 求,水泥的技术指标见表 初凝时间/h终凝时间/h 28 抗压强度/MPa4.4 海螺牌水泥技术指标Tab.1 Technical indicators cement集料类型 三渣基层回收料 2.37 2.6 25.5 28.3 天然集料 2.7 15.119. 表观密度/(gcm -3 吸水率/%压碎值/% 洛杉矶磨耗值/% 集料的基本性能Tab.2 Basic properties 悬浮密实型集料级配Tab.3 Gradations suspend-denseaggregates 级配类型 不同尺寸筛孔的通过率/% 31.5 19. 9.5 4.75 2.36 .75级配中值 3922.9 9.5 2.5 级配上限 4932 2915 最大干密度/(gcm-3 最佳含水量/%NA 2.385.2 R-60 60 .89 0.0 R-00 00 .60 4.7 4.5%水泥用量下混合料击实试验结果Tab.4 Compaction test results mixtureunder 4.5% cement content .2.2 试件成型 采用尺寸为0 cm0 cm40 cm 的中梁试件进行水泥稳定三渣基层回收料的干缩试验。 根据重型击实 试验得出最大干密度及最佳含水量(4.5%水泥用量下各混合料击实试验结果见 4),采用静压成型的方法 制备梁试件,压实度98%。 试件的成型与脱模均在压力试验机上进行,成型后放置 后脱模,试件脱模后用塑料薄膜包裹,然后将其置于标准养生室进行养护。 1.2 试验方案 混合料试验中设计了 组试件(NA和R),其中NA 为普通水泥稳定碎石混合料,作为对照组;R 组用三渣回收 料按照 6%、1%的比例(质量分数,对应集料总量)分别替代天然集料,相应的水泥稳定三渣基层回收料 代号为R-6 和R-1。本文中水泥稳定三渣基层回收料和普通水泥稳定碎石的级配均采用《公路沥青路面 设计规范》(JTG D50-2006) 中悬浮密实级配的中值。悬浮密实级配设计要求见 如无特别说明,水泥用量均为4.5%。 研究水泥用量对水泥稳定三渣基层回收料混合料干缩性能影响时,三渣回收料掺量取6%, 水泥用量分别取 3%,4.5%,6%。 文采用的三渣基层回收料来自上海浦东新区南六公路道路改建工程,该道路已服役 年,回收料经反击式破碎处理。 三渣基层回收料和天然集料的基性能见 康,等:水泥稳定三渣基层回收料的收缩性能1.2.3 干缩试验 干缩试验依据 《公路工程无机结合料稳定材 料试验规程》(JTG E51-2009) 机结合料稳定材料干缩试验方法”进行。