李鵬飛，張文治，徐文遠(yuǎn)

(1.黑龍江省公路工程造價(jià)管理總站，黑龍江 哈爾濱 150001；2.東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 原材料及其技術(shù)性能

試驗(yàn)采用的水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥、0～5 mm、5～10 mm、10～20 mm、20～30 mm四檔集料以及廢舊瀝青混合料。各檔原材料的性能指標(biāo)如表1～表6所示。

表1 水泥技術(shù)指標(biāo)

表2 廢舊瀝青混合料級(jí)配組成狀況

表3 19～26.5 mm集料性質(zhì)

表4 9.5～19mm集料性質(zhì)

表5 4.75～9.5 mm集料性質(zhì)

表6 0～4.75 mm石屑性質(zhì)

經(jīng)測(cè)定水泥的技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。通過(guò)對(duì)廢舊瀝青混合料進(jìn)行篩分可知，2.36 mm及2.36 mm以下的比重較小，粗集料比重較大。通過(guò)對(duì)集料的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，集料的表觀密度、堆積密度、壓碎值含泥量等物理力學(xué)指標(biāo)測(cè)定均滿足要求，可作為路面基層材料使用。

2 混合料級(jí)配組成設(shè)計(jì)及試驗(yàn)方法

2.1 級(jí)配組成設(shè)計(jì)

查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)，最終取廢舊瀝青混合料摻量為30%，40%，50%。級(jí)配的設(shè)計(jì)要求要滿足在級(jí)配區(qū)間，并盡量在級(jí)配中值附近。摻廢舊瀝青混合料水泥穩(wěn)定碎石的級(jí)配如表7所示。

表7 摻廢舊瀝青混合料水泥穩(wěn)定碎石級(jí)配

根據(jù)JTG D50-2017《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中的要求水泥穩(wěn)定材料的水泥劑量一般在3%-5.5%之間。當(dāng)強(qiáng)度達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)調(diào)整混合料級(jí)配，水泥的最大劑量不宜超過(guò)6%，本文選用水泥的劑量為3.5%，4.5%，5.5%。

本文選用的廢舊瀝青混合料摻量為30%，40%，50%，水泥的摻量為3.5%，4.5%，5.5%。進(jìn)行9種組合分別為FJL30-S3.5(廢舊瀝青混合料摻量30%，水泥摻量3.5%)、FJL40-S3.5(廢舊瀝青混合料摻量40%，水泥摻量3.5%)、FJL50-S3.5(廢舊瀝青混合料摻量50%，水泥摻量3.5%)……一共進(jìn)行9種組合，擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。

表8 擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

2.2 試驗(yàn)方法

工程中一般將7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，因此進(jìn)行摻廢舊瀝青混合料水泥穩(wěn)定碎石的7 d抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)按照《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料實(shí)驗(yàn)規(guī)程》(JTG E51-2009)中的T0843-2009以及T0845-2009進(jìn)行試件的制作和養(yǎng)生。將制作好的試件放入到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生室，養(yǎng)護(hù)到第6 d浸入水中24 h，浸入水中的高度應(yīng)使水面在試件頂上2.5 cm。按照T0805-1994進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)開(kāi)始前將試件放在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上，加載時(shí)將萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)加載的速率調(diào)整到1 mm/min，記錄試件在破壞時(shí)的最大荷載，按照下面的公式計(jì)算抗壓強(qiáng)度：

式中：Rc—試件的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度(MPa)；P—時(shí)間破壞時(shí)的最大壓力(N)；A—試件的橫截面積(mm)；D—試件的直徑(mm)。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如表9及圖1所示。

表9 摻廢舊瀝青混合料水泥穩(wěn)定碎石無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度(MPa)

圖1 7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度趨勢(shì)變化柱狀圖

通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)可知：

(1)摻廢舊瀝青混合料水泥穩(wěn)定碎石的7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的偏差系數(shù)均小于15%，說(shuō)明混合料的質(zhì)量分布比較均勻，符合骨架-密實(shí)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

(2)水泥劑量不變，隨著廢舊瀝青混合料摻量的增加，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度先增加后減小。形成這種情況可能是廢舊瀝青混合料是一種憎水性材料，不參與水泥的水化反應(yīng)。隨著廢舊瀝青混合料含量的增加，用水量減少，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度增大；當(dāng)廢舊瀝青混合料繼續(xù)增加，減少的用水量不足以參與水化反應(yīng)，不能夠形成足夠的強(qiáng)度，導(dǎo)致無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度下降。因此，隨著廢舊瀝青混合料的增加，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度先增大后減小。說(shuō)明一定摻量的廢舊料對(duì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度具有增強(qiáng)作用。

(3)當(dāng)廢舊瀝青混合料摻量不變時(shí)，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著水泥劑量的增加而增大。并且隨著水泥劑量的增加，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)較小。對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石基層而言，水泥的劑量影響基層的收縮性能。因此，要選擇適當(dāng)?shù)乃鄤┝孔鼋Y(jié)合料。

4 結(jié) 論

(1)經(jīng)測(cè)定水泥的技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求；通過(guò)對(duì)廢舊瀝青混合料篩分可知廢舊瀝青混合料的級(jí)配組成不均勻。對(duì)集料的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，集料的物理力學(xué)指標(biāo)均滿足要求，可作為路面基層材料使用。

(2)通過(guò)對(duì)摻廢舊瀝青混合料水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)可知混合料的質(zhì)量分布比較均勻，符合骨架-密實(shí)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；水泥劑量不變，隨著廢舊瀝青混合料摻量的增加，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度先增加后減小，一定摻量的廢舊料對(duì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度具有增強(qiáng)作用；當(dāng)廢舊瀝青混合料摻量不變時(shí)，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著水泥劑量的增加而增大。并且水泥的劑量影響基層的收縮性能。因此，選擇適宜的水泥劑量用于路面基層使用。