水泥穩定二次再生路面材料性能研究進展

張中華

摘要當前通過對水泥穩定二次再生路面材料的性能研究，對于認清材料性能，保障公路穩定安全等方面具有積極意義。基于此，本文簡要闡述了此問題的現狀，結合配合比實驗、抗彎、抗壓實驗、耐久性以及抗沖刷性實驗對水泥穩定二次路面材料進行了研究。研究結果表明，水泥穩定二次再生材料強度低于普通水泥材料，抗壓強度受溫度影響較大，利用再生集料混凝土修筑水泥路面，可以滿足水泥道路質量要求。

關鍵詞水泥路面；再生材料；實驗分析；性能研究

現階段，隨著我國經濟建設的快速發展，各地建筑如雨后春筍般興起，而工程建設所需巨大的材料支撐與舊有建筑因拆除造成材料浪費的矛盾并存著。據悉，在山西省某投資達百億的工程項目中，產生了100多萬噸的廢棄材料，且大多暴露于室外，對當地環境造成了巨大影響。在當前提倡資源高效利用、實現節能環保的科學理念的背景下，如何在保障工程安全的情況下做到材料的再次利用是每個工程建設者都值得考慮的問題。

1問題的提出

二次再生利用技術指的是在原有路面基礎上，利用廢舊路面材料，加入適當的新料進行摻和而得到質量較好的再生混合材料，對廢舊路面進行二次修建。瀝青路面再生技術是一種環保、節能、成熟的路面養護技術。現階段，這種技術已經在國內有了初步應用，而早在20世紀70年代，路面再生利用技術便在發達國家中出現并得到了很大程度的重視。中國擁有廣闊的領土面積，也有漫長的公路線，通過再生技術延長公路使用壽命，無疑是一個具有跨時代意義的。筆者通過實驗研究，對水泥穩定二次再生路面材料各項性能進行了相關分析。

2水泥穩定二次再生路面材料性能試驗

2.1再生集料混凝土配合比設計

再生集料混凝土配合比設計是再生路面材料性能實驗的重要環節。普通水泥混凝土配合比需要滿足工作性能、耐久性能以及抗彎抗拉強度性能的技術要求。對于再生混凝土，根據相關調查表明舊混凝土加工破碎后的骨料同普通骨料相比，存在視密度低、吸水率更高的特點，這就意味著配置的需水量更大、強度和收縮性較差。因此在實驗過程中，再生混凝土的配置不能簡單照用普通混凝土的配合比設計方法，為保證混凝土耐久性能和工作性能，需綜合考慮舊混凝土骨料的吸水率、孔隙率等因素進行適當調整。最終配合比如下表1所示。

2.2抗彎拉強度和抗壓強度

通過實驗測定出再生集料水泥混凝土以及天然集料混凝土部分時間段的抗壓強度和抗彎拉強度，繪出再生材料與天然集料抗彎拉強度、抗壓強度隨齡期的變化規律，并進行對比。如圖所示：

可以看出，再生集料水泥混凝土同天然集料混凝土相比，其抗壓強度有所降低，但幅度不大，主要考慮由以下因素造成：一方面是由于再生集料表面存在硬化水泥砂漿包裹情況，使得強度變低；另一方面，硬化水泥砂漿孔隙率較大，密度偏低，對水分的需求較高。在制作混凝土過程中，若出現水量不足，則極容易引起水泥混凝土強度降低的情況；也可以看出，再生混凝土在強度方面能夠滿足水泥混凝土路面材料所需的強度要求。

2.3耐久性

對材料的耐久性的試驗，本文通過對相同等級強度的兩種混凝土進行凍融循環試驗，測定兩種材料凍融前后混凝土的抗壓強度，比較抗凍性能。

通過實驗可以發現：兩種混凝土受同等程度壓力后，再生集料混凝土的抗壓強度的損失較大。造成這種現象的原因可以通過微觀結構的觀察給出解釋。再生混凝土集料較普通混凝土具有孔隙率大的特點，在實驗過程中，混凝土吸水膨脹，混凝土內存在的裂紋也會隨著孔隙體積膨脹而加大，不利于混凝土的耐久性保持；另一方面，由于新舊水泥之間存在結合不牢的區域，當受到外力時，極容易破壞。

2.4抗沖刷性

混凝土路面在使用過程中容易產生裂縫，這是由于源于面層縫隙或邊緣的水受到反復的碾壓作用后，結合面承受壓力持續增加，盡管水量少，但時間短，形成的壓強較大，形成的沖擊壓力依然會沖刷路面。并且隨著時間的推移，被沖刷的部位便會形成坑洞，最終致使路面遭受破壞。本文通過抗沖刷實驗發現，再生混凝土集料沖刷損失隨時間增加而降低，表明再生集料有較好的抗沖刷性能。這是由于水泥水化反應的進行使得混合集料空隙減少所造成的。

3工程應用試驗分析

本研究結合某工程實例，在工程項目中選取兩段作為實驗路段。實驗路段選用混凝土等級C30的再生混凝土集成材料。具體配比如上表1所示。考慮到當地溫差大、濕度強的特性，需減少混凝土的收縮，采用大粒徑的粗集料。同時考慮到混凝土抗拉彎的限制，在進行粗集料配比時，通過粗集料形成骨架、砂漿和細集料盡量填補存在的孔隙，使水泥混凝土密實。

本項目將該路段附近廢棄混凝土進行了選擇性搜集，并再次利用。工程實踐證明，混凝土的再次利用技術將廢棄混凝土收集、加工到利用的流程是可行的，這項技術能夠有效節省天然集料，減少資源浪費情況。另一方面，該路段建成以來，路面性能依然保持良好，說明經過合理的配合比設計，再生集料形成的水泥混凝土，可以滿足該路段所需的性能需求。

4結論

實驗證明，再生混凝土集料與天然混凝土集料相比密度更小、吸水性更強。其抗彎拉強度和抗壓強度與天然混凝土變化基本相同，再生集料混凝土在抗拉彎強度上完全可以滿足水泥混凝土路面的強度要求。多年來，經過相關工程實踐，二次再生混合料的使用己逐漸被人們所接受，相信憑借其社會效益、經濟效益以及環保效益的巨大優勢，未來二次再生混合料的使用將會有更加廣闊的發展前景。