三渣基层 回收料和天然集料 的基 和环保效应 ,越来越受到重视 ,并已成为路面技术研究 本性能见表 2。 的一个重要方向。但 目前半刚性基层再生技术的研究 尚处于初级阶段 ,普遍采用现场再生的方式将破损 旧表2集料的基本性能 基层材料再生为半刚性基层 ,而缺乏相关 的室 内试验 指标 研究[1]。鉴于此 ,本文采用三渣基层 回收料全部替代 集料类型 表观密度 吸水率 压碎值 洛杉矶磨 天然集料用于水泥稳定碎石基层 ,通过击实试验确定 /g ·cm 。 / / 耗值 /% 水泥稳定三渣基层 回收料 的最大干密度和最佳含水 三渣基层 回收料 2.37 12.6 25.5 28.3 量 ,并在此基础上 ,分析了级配 、养生时间、水泥剂量等 天然集料 2.70 1.0 15.1 19.0 因素对水泥稳定三渣基层回收料无侧限抗压强度 、劈 裂强度 、静态抗压 回弹模量及抗冻性等指标的影响,同1.2 试验方案 时分析 了水泥稳定三渣基层回收料适用的道路等级。 1.2.1 级配设计 本文中水泥稳定三渣基层 回收料和普通水泥稳定 1 原材料及试验方案 碎石的级配均采用JTGD50-2006((公路沥青路面设计 1.1 原材料 规范》[6中悬浮密实级配的中值 。同时,为了分析集料 水泥采用江苏太仓海螺牌 32.5复合硅酸盐水泥, 级配对水泥稳定三渣基层 回收料无侧限抗压强度和劈 裂强度的影响 ,部分集料级配采用 了悬浮密实级配 的 收稿 日期 :2015-05—01 上限和下限。悬浮密实级配设计要求见表 3。 基金项 目:浦城科技 (2013)一05 No.32015上冯么缘51 s一…一表3悬浮 密实型集料级配 表 4混合料最佳含水量与最大干密度试验结果 不 同尺寸筛孔 的通过率 / 混合料类型 ( C1 级配类型 最佳含水量 / 5.2 14.7 31.5 19.0 9.S 4.75 2.36 0.6 0.O75 最大 干密度 /g·CEll 2.38 1.60 级配 中值 100 95 70 22.9 9.5 2.5 级配上限 lOO 10O 80 49 32 20 5 级配下限 lOO 9o 6O 29 15 6 O 皇1.2.2 试验方案 稍H- 本文采用传统的水泥稳定碎石设计方法 ,通过重 型击实试验确定水泥稳定三渣基层 回收料的最大干密 度和最佳含水量,然后采用静压成型圆柱体试件进行 混合料 的性能试验研究 ,试件压实度为 98 。试验 中(a)C 设计了两组试件 C和C1,其中C为普通水泥稳定碎 石,C1为水泥稳定三渣基层 回收料 。如无特别说 明, 鲁 水泥用量均为 4.5 。 u 本文中测试方法主要依据 JTG E51-2009~公路工 襁 程无机结合料稳定类材料试验规程 》进行。其 中混合 H- 料最大干密度及最佳含水量试验按照 T0804—1994进行;无侧限抗压强度试验按 照T0805—1994进行 ,试件 养生龄期为7d、28d、90d;劈裂强度试验按照 T0806— 舍水率 1994进行 ,养生龄期为 7d、28d、90d;静态抗压回弹 (b)Cl 模量试验按 照T0808—1994进行 ,养生龄期为 28d、 图1混合料含水量一干密度 曲线 90d;冻融试验按照 T0858—2009进行 ;当研究水 泥用 量对混合料性能 的影响时,水泥用量分别为 3.0 、 3 混合料性能试验结果 3.1 无侧 限抗压强度 4.5 及6.0 无侧 限抗压 强度试 验结 果见 图2,水 泥用量 2 击实试验结果 4.5 。由图可见 ,对照组养生龄期 7d、28d、90d时,图l为根据重型击实试验数据绘制的含水量一千 其无侧限抗压强度为 3.9MPa、5.4MPa、5.8MPa, 密度 曲线 ,水泥用量为 4.5 。2类混合料的最佳含水 C1各养生龄期 的无侧 限抗压 强度 约为对 照组 的量、最大干密度试验结果见表 4。由图 1可见,与普通 51.3 ~53.7 ,表 明各养生龄期 内水泥稳定 渣基 水泥稳定碎石的击实曲线类似 ,水泥稳定三渣基层 回 层回收料 的无侧 限抗压强度均低 于普通水泥稳定碎 收料 的干密度开始随着含水量 的增加而增大,当干密 石;2类混合料 的无侧 限抗压强度均随养生龄期 的延 度值达最大时 ,继续增加用水量 ,干密度呈现下 降趋 长呈现增大的趋势 ,其中C和C1的28d无限抗压强 势。分析表 4数据可知,水泥稳定三渣基层 回收料 的 度为 7d强度的 1.4倍和 1.5倍 ,而 90d无侧 限抗压 最佳含水量约为普通水泥稳定碎石含水量 的4.6倍,强度为 28d强度的 1.1倍 ,说明 2类混合料早期无侧 最大干密度约为普通水泥稳定碎石 的67 。水泥稳 限抗压强度增长较快 ,而后期增长趋于平缓 。 定三渣基层回收料最佳含水量偏大、最大干密度偏小 三渣基层 回收料含有大量 的灰浆 团块 j、表面附 主要是因为三渣基层 回收料 的吸水率较大、而表观密 着有灰浆及机械破碎使集料 内部产生大量微裂纹 ,导 度偏小。 致三渣基层回收料 的整体强度低于天然集料 ,这是水 泥稳定三渣基层回收料无侧限抗压强度低于普通水泥 稳定碎石强度的主要原因。 52上冯么姥 N。.32015 C和C1的7d无侧限抗压强度与水泥剂量的关系 3.2 劈裂强度 鹱蹬 醛蕃 fJ 6 5 4 3 2 0 曲线见图 3。由图可见 ,水泥剂量对 2类混合料无侧 劈裂强度试验 结果见表 5,不同级配对应 的 2类 限抗压强度的影 响具有相 同规律,即水泥稳定三渣基 混合料的90d劈裂强度强度试验结果见图 5。分析表 层 回收料与普通水泥稳定碎石的无侧限抗压强度均随 5和图5可知 : 着水泥剂量的增加呈现增大趋势。比较 2类混合料发 (1)与普通水泥稳定碎石相似 ,水泥稳定三渣基层 现,不同水泥剂量下水泥稳定三渣基层 回收料 的7d 回收料劈裂强度随着水泥剂量的增加而增大。水泥剂 无侧限抗压强度均小于普通水泥稳定碎石的强度。 量3时,水泥稳定三渣基层回收料的 7d劈裂强度为 0.10MPa,提高水泥剂量至 4.5 和6,其劈裂强度 70 分别提高约 20 和4O ;普通水泥稳定碎石 3 水泥 c要塞、剂量下的7d劈裂强度为 0.19MPa,水泥剂量提高至 魈4.5 和6,其劈裂强度分别提高约 53 和1.1倍。 这表明,随着水泥剂量的增加 ,水泥稳定三渣基层 回收 嚣料7d劈裂强度增长幅度低于普通水泥稳定碎石 。 1.0 00 (2)水泥剂量一定时,2类混合料的劈裂强度均随 28d 90d 着养生时问的延长呈现增大的趋势。 养生龄期 表5劈裂强度试验结果 图2无侧 限抗 压强度试 验结果 养生时间 劈裂强度(c)/MPa 劈裂强度(C2)/MPa 芝越骥 敞l】()6 /d 3 4 6 5 4 3 2 0 . 5% 6 3 4.5 6% 7 0.19 0.29 0.39 0.10 0.12 0.14 28 0.26 0.39 0.55 0.17 0.23 0.27 90 O.29 O.46 0.66 O.23 0.28 0.32 (3)由图 5可见,根据级配 中值确定 的混合料 的90d劈裂强度大于级配上限和级配下限所确定的混合 4.() 5.0 6.0 水泥剂避,% 料的劈裂强度。 图3 水泥用量与 7d无侧 限抗压强度之间的关系 不同级配对应的2类混合料 的7d无侧限抗压强 度试验结果见图4。分析 图中数据可知,级配对 2类 混合料无侧限抗压强度的影响具有类似的规律 ,即级 配中值对应的混合料无侧限抗压强度要大于级配下限 和级配上限所对应混合料的无侧限抗压强度。 图5 不 同级配下 90d劈裂强度试验结果 3.3 静态抗压回弹模量 静态抗压 回弹模量试验结果见表 6。分析表 6数 据可知 : (1)2类混合料的静态抗压回弹模量均 随着养生 时间的延长逐渐增大 ,且养生时间一定时 ,其静态抗压 图4 不 同级配下 7d无侧 限抗压 强度试验结果 回弹模量随着水泥剂量的增加成呈现增大的趋势。 N0.32015上冯么雾钰53 s一一—Ys (2)水泥剂量、养生时间一定时 ,水泥稳定三渣基 术要求,同时可用于轻交通或重、中交通的基层 。 层回收料的静态抗压回弹模量均低于普通水泥稳定碎 表8 水泥稳定类材料 的7d无侧 限抗压强度 (MPa)标准… 石 ,如水泥剂量 4.5 、养 生时间 90d时,水泥稳定三 交通等级 渣基层回收料 的静态抗压回弹模量约为普通水泥稳定 层位 特重交通 重、中交通 轻 交通 碎石模量的 72 。 基层 3.5~4.5 3~4 2.5~3.5 (3)水泥稳定三渣基层 回收料静态抗压 回弹模量 底基层 ≥2.5 ≥2.o ≥ 1.5 低于普通水泥稳定碎石 ,一方面是 因为三渣基层 回收 料强度低于天然集料 ;另一方面是 因为三渣基层 回收 4 结语 料表面及 内部存在大量 的微孔隙和微裂纹 ,受 到相 同 本文采用传统的水泥稳定碎石设计方法 ,确定 了 的外力作用时,相比天然集料 ,其更容易发生变形 。 水泥稳定三渣基层 回收料的最佳含水量 和最 大干密 度 ,并对水泥稳定基层 回收料 的相关性能指标进行 了表6静态抗压回弹模量试验结果 室内试验研究 ,同时探讨了水泥稳定三渣基层 回收料 养生时间 抗压回弹模量 (C)/MPa 抗压 回弹模量 (C2)/MPa 适用的道路等级 ,主要得到了以下几方面结论: /a 3 4 . 5 6 3 4.5% 6 (1)水泥剂量一定时,各养生龄期的水泥稳定三渣 28 1146 1338 1659 726 976 121l 基层 回收料的无侧限抗压强度、劈裂强度及静态抗压 90 1357 1632 2OO7 856 l l7l l477 回弹模量均小于普通水泥稳定碎石,且水泥稳定 渣 基层 回收料的抗冻能力较差 ; 3.4 抗冻性能 (2)按照悬浮密实级配 中值设计的混合料无侧 限 冻融试验结果见表 7。分析表 中可见,水泥剂量 抗压强度 、劈裂强度等指标均优于级配上 限及级配下 一 定时 ,相比普通水泥稳定碎石 ,水泥稳定三渣基层回 限所确定的; 收料抗冻能力较差 。这主要是因为三渣基层 回收料颗 (3)与普通水泥稳定碎石相似,随着水泥剂量的增 粒的吸水率较大,导致混合料的吸水率变大 ,加剧了冻 加 、养生时间的延长 ,水泥稳定三渣基层回收料的无侧 融条件对混合料的破坏作用 。无论是水泥稳定三渣基 限抗压强度 、劈裂强度 、静态抗压 回弹模量及抗冻能力 层回收料还是普通水泥稳定碎石 ,.随着水泥剂量 的增 等指标呈现增大的趋势。 加 ,其抗水损害的能力越强。 (4)水泥剂量 3 时,水泥稳定三渣基层 回收料不 满足基层或底基层的技术要求 ;水泥剂量 4.5 时,水表7冻融试验结果 泥稳定三渣基层 回收料可用 于轻交通及重 、中交通道 混合料 水泥剂 冻融前强 冻融后强 抗冻系 路底基层;水泥剂量 6 时,水泥稳定三渣基层 回收料 类型 量/度/MPa 度/MPa 数/满足各等级公路底基层 的技术要求 ,同时可用于轻交 4.5 5.4 4.6 85 C 通或重 、中交通 的基层 。 6.0 6.2 5.9 94 4.5 2.9 1.5 5l C1 6.0 3.7 2.2 59 参考文献: [1]刘小方.二灰碎石基层就地冷再生在公路工程 中的应用 3 水泥稳定三渣基层回收料适用的道路等级 rJ].山西建筑 ,2007,33(3):301—302. 在我国 《沥青路面设计规范》中,规定 了各等级公 [2t张忠,孟庆军,刘红莹.二灰碎石基层冷再生施工技术应 路路面基层 、底基层水泥稳定类材料 的7d无侧 限抗 用EJ].山东交通科技 ,2009(3).43—45. 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