摻回收粉塵水泥穩(wěn)定碎石路用性能研究

劉 景 東

(康平縣公路管理處，遼寧 康平 110500)

摻回收粉塵水泥穩(wěn)定碎石路用性能研究

劉 景 東

(康平縣公路管理處，遼寧 康平 110500)

對(duì)不同粉塵摻量的水泥穩(wěn)定碎石基層進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和抗壓回彈試驗(yàn)，通過對(duì)強(qiáng)度和抵抗變形的能力對(duì)比分析得出粉塵摻量在3%左右的情況下水泥穩(wěn)定碎石基層能夠滿足規(guī)范的技術(shù)要求，能有更好的路用性能，有益于路面性能的提高和經(jīng)濟(jì)成本的減少。

粉塵摻量，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，抗壓回彈，水泥穩(wěn)定碎石

0 引言

瀝青路面結(jié)構(gòu)是現(xiàn)階段我國(guó)公路應(yīng)用最廣的柔性基層、半剛性路面結(jié)構(gòu)形式。在瀝青混合料生產(chǎn)的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，這些粒徑小于0.075 mm的較小顆粒的粉塵，不僅容易給環(huán)境造成極大的污染，并且還可能破壞機(jī)械設(shè)備。在我國(guó)的瀝青攪拌過程中，瀝青拌合站對(duì)粉塵的回收已經(jīng)有了很大的幫助，對(duì)周邊空氣的污染也在減輕，但回收的粉塵的處理又將是我們面臨的新的挑戰(zhàn)，至今針對(duì)這些回收的粉塵目前還沒有較好的處理辦法，環(huán)保部門規(guī)定要求回收粉塵不能直接排放，因而處理費(fèi)用增加，并且合適的填埋場(chǎng)地越來越難以找到，瀝青拌合中的粉塵處理，成為當(dāng)前公路建設(shè)中我們重點(diǎn)關(guān)注的問題。

為此筆者以瀝青拌合站回收粉塵為試驗(yàn)對(duì)象，將粉塵代替礦粉摻合一定的水泥級(jí)配碎石展開研究分析，期望能得到更好的材料性能和路用性能。結(jié)果表明，在滿足規(guī)范的技術(shù)要求的情況下，采用小于3%的粉塵摻量不僅能夠增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石混合料的強(qiáng)度，還能夠節(jié)約原料，帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)方案

抗壓回彈模量是半剛性基層路面結(jié)構(gòu)的重要設(shè)計(jì)參數(shù)，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度是施工中的重要控制指標(biāo)。為了研究不同摻量粉塵對(duì)其材料強(qiáng)度的影響，對(duì)摻粉塵水泥穩(wěn)定碎石的7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、回彈模量等性能指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)研究。

本次試驗(yàn)采用的是懸浮密實(shí)型穩(wěn)定碎石混合料,采用10 mm～30 mm碎石、10 mm～20 mm碎石、5 mm～10 mm碎石、0 mm～5 mm碎石四檔集料配合計(jì)算得到最佳級(jí)配0∶25∶45∶30;由擊實(shí)試驗(yàn)可以得到最佳含水率(%)和最大干密度(g/cm3)，并據(jù)此制備試驗(yàn)所需的各種試件。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

根據(jù)JTG D50—2006公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范可知，水泥穩(wěn)定類材料的7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度范圍一般在2.5 MPa～4.5 MPa內(nèi)。進(jìn)行0%～5%不同粉塵劑量水泥穩(wěn)定碎石無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。本試驗(yàn)主要是通過萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)在規(guī)定的模具中制備的標(biāo)準(zhǔn)試件直徑×高(φ150 mm×150 mm)進(jìn)行壓強(qiáng)測(cè)試。

無側(cè)限抗壓試驗(yàn)步驟:

1)試件的制作：按照之前擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)得最佳含水率和最大干密度稱取試件所需相應(yīng)質(zhì)量的粗集料，制備成直徑×高(φ150 mm×150 mm)的試件，然后放置4 h左右后通過脫模機(jī)進(jìn)行脫模。2)試件的養(yǎng)護(hù)：依據(jù)T0845—2009公路工程無機(jī)結(jié)合穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料養(yǎng)生方法，我們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行7 d養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度為20 ℃±2 ℃，相對(duì)濕度95%，最后一天將試件浸泡在水溫度20 ℃水箱中，浸水的深度應(yīng)高出試件頂上約2.5 cm。3)試驗(yàn)的操作：用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，速度采用1 mm/min。對(duì)試件破壞時(shí)對(duì)應(yīng)的最大壓力進(jìn)行記錄。

1.2.2 回彈模量試驗(yàn)

本試驗(yàn)是依據(jù)T0805—1994公路工程無機(jī)結(jié)合穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程規(guī)范中無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法。由于頂面法可以直接測(cè)量構(gòu)件高度的變形，所以對(duì)室內(nèi)無機(jī)結(jié)合料材料試件進(jìn)行頂面法抗壓回彈試驗(yàn)。本試驗(yàn)試件成型和養(yǎng)護(hù)方法與無側(cè)限抗壓回彈的方法一致。試驗(yàn)儀器采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、測(cè)變形裝置、千分表(2只)。

抗壓回彈試驗(yàn)步驟：

2 試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)分析

2.1 無側(cè)限抗壓試驗(yàn)

1)試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1，圖1。

表1 7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2)試驗(yàn)結(jié)論。將粉塵摻量1%，2%，3%，4%和5%強(qiáng)度值分別與無粉塵摻量進(jìn)行差值對(duì)比，由差值和折線圖可以看出隨粉塵的摻量加大，其無側(cè)限抗壓值減弱，但是摻量小于3%時(shí)對(duì)強(qiáng)度影響很??；摻量過多時(shí)對(duì)強(qiáng)度影響較大。因此，在無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定碎石中摻一定量的粉塵不會(huì)造成強(qiáng)度的降低，并且能減少其他材料用量的同時(shí)可以有效地利用瀝青拌合站回收的粉塵，減少空氣污染等環(huán)保問題。

2.2 抗壓回彈試驗(yàn)

1)試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2，圖2。

表2 粉塵水泥穩(wěn)定碎石抗壓回彈模量

2)試驗(yàn)結(jié)論分析。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出隨著粉塵摻量的增加抗壓回彈的值在規(guī)范的參考范圍內(nèi)，但在粉塵摻量小于3%時(shí)抗壓回彈的減少百分?jǐn)?shù)都小于3.55%，粉塵摻量大于3%的抗壓回彈模量較上一個(gè)回彈模量減少12.7%，所以可以得出結(jié)論：粉塵摻量小于3%的水泥穩(wěn)定碎石不僅能夠減少環(huán)境的污染，而且還能滿足路面性能要求。

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)不同粉塵摻量的水泥穩(wěn)定碎石基層進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和抗壓回彈試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出的結(jié)論有：1)回彈模量與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的大小均隨著粉塵摻量的增加而減小，粉塵摻量對(duì)路面強(qiáng)度有一定的影響。2)粉塵摻量小于3%時(shí)對(duì)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和回彈模量的影響不大，能夠滿足規(guī)范的強(qiáng)度要求。3)參考規(guī)范中對(duì)路基回彈模量的要求，超過粉塵摻量3%的水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)的回彈模量過小，不能滿足規(guī)范要求，由此得出粉塵摻量過多會(huì)降低路面性能。4)摻合一定數(shù)量的粉塵水泥穩(wěn)定碎石可以在滿足路面性能要求的同時(shí)解決粉塵回收的處理問題，保護(hù)環(huán)境。

[1] 楊樹榮，馮芳霞.淺析粉塵污染對(duì)瀝青路面的破壞[J].山西建筑,2010，36(10)：283-284.

[2] 李海濱.基于半剛性基層適應(yīng)性的瀝青路面結(jié)構(gòu)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué),2010.

A study on performance of cement stabilized macadam mixed with dust

Liu Jingdong

(KangpingCountyHighwayAdministrationDepartment,Kangping110500,China)

Cement stabilized macadam base on different dust content of unconfined compressive strength test and compressive strength and rebound test, through the comparative analysis of deformation resistance ability can meet the specification technical requirements of cement stabilized macadam base in about 3% of cases in the dust content, better road performance, the useful for improving pavement performance and reducing economic costs.

dust content， unconfined compressive strength， compressive resilience， cement stabilized macadam

2015-04-05

劉景東(1969- )，男，工程師

1009-6825(2015)17-0133-02

U416.03

A