旧水泥砼板块在公路基层中再生利用的应用研究

摘要：旧水泥砼路面破碎，经加工成再生集料，变废为宝，用于公路基层建设中，通过大量的室内对比试验、工程生产的现场实践验证，主要取得的研究成果。

关键词：再生集料；天然集料

中图分类号：[TQ178]文献标识码： A 文章编号：

1、课题研究的背景和意义

据不完全统计，目前全世界砼的年产量约28亿立方米，中国砼的年产量约占世界总量的45%，因开采砂石骨料而造成的资源枯竭和环境破坏已成为人们关注的焦点，因此从资源开发利用及可持续发展的角度，寻求天然砂石骨料的替代品显得迫在眉睫。另一方面，我们赖以生存的环境正在受到废弃砼垃圾带来的“污染”。据测算，我国每年施工带来的砼垃圾就达250万吨，将其运往郊外堆放既成为城市郊区的垃圾源，又占用极其宝贵的耕地。为解决这些问题，我们对旧水泥砼路面采用设备加以破碎、筛分，将筛分后的砼颗粒作为集料再利用，工程操作并不复杂，而且施工也能保持与传统工艺相一致，工程质量易于控制，节省运费，可以大大降低工程造价。

2、再生集料和天然集料的基本材料性能试验比较

本人所在的常州港录安洲港区疏港干线通道工程及通江大道（电子工业园-338省道段）改造工程项目中，采用了再生集料新工艺，将原来旧水泥砼路面破碎成砼板块，再通过轧石机械加工成1#料9.5-31.5ｍｍ、2#料4.75-9.5mm、4#料0-4.75mm碎石代替了新开采的天然集料，用于基层建设中。

常州港录安洲港区疏港干线通道工程及通江大道（电子工业园～338省道段）改造工程项目基层是用水泥稳定粒料，分两层摊铺，下基层是调平层，用再生集料拌和，设计厚度15-20ｃm，设计水泥剂量4.0%，7天无侧限强度为3.0Mpa;上基层是补强层，全部用天然集料拌和，设计厚度18ｃm，设计水泥剂量4.5%，7天无侧限强度为3.5Mpa。根据设计要求，我们对再生集料和天然集料进行了试验，结果如下：

表1 再生集料碾压前后筛分情况表表2 天然集料碾压前后筛分情况

表3 水稳再生集料的级配设计结果（1#：2#：3#天然：4#=38：20：10：32方案一）

表4水稳天然集料的级配设计结果（1#：2#：3#：4#=33：20：16：31方案二）

表5 采用1#天然集料替代再生集料的水稳级配设计

表6 采用2#天然集料替代再生集料的水稳级配设计

表7 采用4#天然集料替代再生集料的水稳级配设计

表8 各种不同集料掺配方按的击实试验结果

表9各种不同集料掺配方按的七天强度试验结果

表10各种不同集料掺配方按的28天强度试验结果

试验测定表明，级配混合料经碾压后明显比天然集料细，所以相应档级配控制宜粗。水泥稳定各集料掺配方案的强度随水泥剂量的增加而增加；全部采用天然集料的水稳材料的强度并不是最大；采用分档天然料替代再生集料的强度都要大于全天然集料的情况。我们对疏港干线和通江大道的水稳施工的每一个段落都进行了取芯，7天芯样完整,将7天芯样标养到28天，测定的强度结果都大于5.0Mpa。水稳再生集料构成的混合料和水稳天然集料构成的混合料性能比较接近，工程实体材料的强度与室内试验研究的28天材料强度结果基本一致。由此可以确定，水稳再生集料基层结构符合工程质量的内在要求。

本项目在水稳施工中，采用了两台摊铺机前后交叉进行摊铺，中间采用滑撬进行高程控制，每天施工结束时摊铺至统一断面，避免了水稳碎石的纵向施工接缝，减少了水稳碎石的纵向裂缝。部分下基层与原老路基层之间加铺了一层钢塑格栅来提高老路基的整体强度，从而避免水稳碎石上基层因基础不均匀而出现裂缝向上反射。

3、总结与结论。

通过大量的室内对比试验和工程生产的现场实践验证，主要取得了以下研究成果：

通过抗压破碎试验，获得再生集料的抗压破碎再分布情况，得到19mm-0.6mm粒径组的主承压结论及再生集料的承压不足情况。

通过对稳定混合料的骨料级配设计得知，再生加工获取的材料可以较容易的得到合理级配以及可以与不同档天然集料进行掺配获得理想的级配。

通过再生集料、全天然集料配制的稳定混合料的击实试验和强度试验，得到了再生集料从强度角度可以通过合理设计运用于公路稳定基层的理论。

根据旧砼材料特性，因3#料获取较难，完全可不进行生产加工，采用外购来补充掺配，这样不仅可以提高再生集料的加工速度，而且出料比例也与水泥稳定集料相协调，有利于工程施工且降低成本。

4、结束语

尽管本课题通过大量试验和结合工程项目开展实践探索确定了相应的研究成果和结论，但受条件所限，未能加工出更理想的再生集料，集料的性能还有待进一步改善。因此研究还需继续，再生应用的技术水平及内在规律还有待更多的试验探索。

参考文献:

JTG E42-2005，《公路工程集料试验规程》.

JTG E51-2009，《公路工程无机集合料稳定材料试验规程》.