城鎮道路（底）基層再生料替代原生料的比例臨界點的探究

李鵬

摘要：基于自然資源的保護和社會業內對再生料的關注研究，越來越趨于規范化，常態化，那么在一些輕交通的市政城鎮道路等領域，在不影響核心設計指標的情況下，再生料能保守代替多少比例的原生料就顯得很迫切，本論文就針對這個問題進行一系列試驗，最終計算得出再生料能替代原生料料的比例臨界點。

Abstract： For the protection of natural resources and the attention of the social industry to the research of recycled materials are becoming more and more standardized and normalized， it is urgent to conservatively replace the proportion of raw materials in some light traffic municipal urban roads and other fields without affecting the core design indicators. In this paper， a series of experiments are carried out to solve this problem. Finally， the critical point of the ratio of recycled material to primary material is calculated.

關鍵詞：再生料;輕交通;替代比例;臨界點

Key words： recycled materials;light traffic;substitution ratio;critical point

中圖分類號：TQ340.41 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）17-0145-02

0 ?引言

國家發展和改革委員會“十三五”規劃期間，國家規劃了經濟社會發展的宏偉藍圖，要求保持經濟中高速增長，同時提出生態環境總體改善。對于我們工程建設來說，看似是個矛盾體，其實這樣理解是片面的。我們城市拆遷、道路改擴建會出現廢棄的混凝土板大量堆積，占據了土地資源和污染了環境也影響了城市文明，故而就涌現出了對廢棄混凝土板的再反擊破，加工成能在基礎建設中可以利用的再生碎石，從而保證了生態環境文明建設，促使人類和自然環境保持平衡狀態。目前，對于再生碎石回收利用的工業、工程研究很多了，逐漸也成為一種常態。

對于再生碎石在道路基層中的應用目前還沒有完全形成趨勢，這包括一些客觀和主觀原因。這是基于大家對再生碎石種類沒有徹底劃分，也沒有再生碎石等級的規范;再有再生料再經過鄂破和反擊破后，表面的舊砂漿附著包裹量的多少和再生碎石強度等級有關，從而也會影響新的膠凝材料的粘結和吸水率。隨著再生碎石的發展，相關要求就趨于規范化，我們現在要做的是基于現狀超前研究，再生碎石到底替代原生碎石多大比例，能不影響我們路用性能和目前的水泥穩定碎石（底）基層強度和符合現有的《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》要求，從而達到提高項目利潤空間、節約資源和環境保護。

1 ?項目背景

本項目為徐宿淮鹽城際鐵路線上的兩座高鐵站睢寧站和觀音站站前綜合樞紐建設，施工地點位于徐州市睢寧縣境內的梁集鎮和雙溝鎮，境內碎石匱乏。

①徐宿淮鹽鐵路高鐵睢寧站綜合客運樞紐工程道路工程主要為站前高架落客平臺連接路、站前大道及站前大道北側站前廣場用地范圍內的三條連接道路，其中站前大道按城市主干道標準建設，站前高架落客平臺連接路為進站專用道路，按城市次干道標準設計，三條連接道路為站前廣場內部服務道路按城市支路標準設計，道路總長約 2.68 公里，設計厚54cm水泥穩定碎石，總13.45萬噸。

②徐宿淮鹽鐵路高鐵觀音站綜合客運樞紐工程道路工程主要為站前大道、樞紐東路、樞紐西路、G104 與機場路互通 A 匝道和 B 匝道以及高鐵站房東西兩側與站前道路相連接的兩條連接道路，其中站前大道、樞紐西路、樞紐東路按城市主干道標準建設，連接路一、連接路二按城市次干道標準建設，道路總長2.425 公里，設計厚54cm水泥穩定碎石，總8.2萬噸。

2 ?城鎮道路對于水泥穩定碎石（底）基層的技術要求

根據《城鎮道路路面設計規范》CCJ 169-2012及《城鎮道路工程質量驗收規范》CJJ 1-2008查閱，對于水泥穩定類7天無側限抗壓強度要求為：城市快速路、主干道基層為3-4MPa，底基層為1.5-2.5MPa，徐鹽高鐵樞紐項目施工圖紙要求基層7天浸水無側限強度≥4MPa，底基層7天浸水無側限強度≥3MPa，設計單位采用了上限標準且沒有分主干路和次干路，此研究就依托設計圖紙中對基層的技術要求進行再生碎石的替換原生碎石的比例研究。

3 ?具體試驗實施步驟

3.1 原材料的取樣和檢測

3.1.1 水泥 ?采用徐州市龍山水泥有限公司生產的羿龍牌P·O42.5緩凝水泥，水泥具體檢測結果見表1。

3.1.2 粗集料

①原生碎石和石屑，采用山東棗莊生產的石灰巖碎石和石屑，規格分別為1#料（16-31.5mm）、2#料（4.75-16mm）、3#料（0-4.75mm）經檢測，壓碎值20.4%，針片狀分別為1#10.8%和2#12.2%，塑性指數4;②再生碎石和石屑，采用睢寧境內251省道返修混凝土板，通過隆鑫再生資源有限公司進行破碎加工，規格為1#料（16-31.5mm）、2#料（4.75-16mm）、3#料（0-4.75mm）經檢測，壓碎值22.5%，針片狀分別為1#4.6%和2#10.3%，塑性指數4。（表2）

3.1.3 水

符合現行《生活飲用水衛生標準》（GB 5749）的飲用水皆可使用，非飲用水則應進行水質檢驗，技術要求應符合要求。

3.2 根據集料篩分結果并按照設計圖紙級配范圍要求進行級配合成（表3）

3.3 按照暫設的再生料比例方案進行級配合成，合成必須符合表4要求

試驗方法：根據表2的篩分結果進行級配合成，合成級配必須滿足表3的要求范圍，根據合成級配各骨料的摻配比例表4進行配料，對實例1到實例7采用水泥P.O42.5緩凝外摻5%，采用重型擊實丙法的步驟求出最大干密度和最佳含水率，根據最大干密度和最佳含水率和設計圖紙要求的壓實度98%計算單個事件的標準質量。根據計算的單個事件標準質量計算出骨料、水泥、水的質量，再根據合成級配各骨料的摻配比例進行配料、制件。采用靜壓成型，7天后進行強度檢測，計算抗壓強度代表值見表5。

4 ?數據分析

①粗集料的的臨界點分析，通過7天無側限浸水強度代表值和集料替換比例求出線性回歸方程，結合設計圖紙要求，找到可以替換比例的臨界點。由圖1得到強度和粗集料替代關系方程Y=

-0.068X+5.62，那么根據徐鹽高鐵施工設計圖紙要求的基層≮4MPa代入方程求得粗集料替換比例臨界點為24%，即在材料變化不大，現場施工攤鋪、壓實機具合理的情況下，或不考慮其他影響因素情況下，粗骨料替換比例≤24%時，基層強度是滿足設計要求的。

②細集料的臨界點分析，由圖1得到強度和細集料替代關系方程為Y=

-0.041X+5.74，那么根據徐鹽高鐵施工設計圖紙要求的基層≮4MPa代入方程求得粗集料替換比例臨界點為42%，根據施工經驗細集料的摻量基本都在30%左右，由此可以得出，細集料替代和粗集料替代影響響度的程度，表明骨架密實結構基層中，細集料主要是填充作用，再生細集料可以完全代替原生細集料。

5 ?結論

此研究只針對水泥穩定碎石的核心指標強度進行分析，當然再生碎石的較原生碎石特點還有密度小、吸水率大、強度低等，但是通過社會各進步人士的研究通過對再生碎石的機械活化粗集料等改性，促使再生碎石各指標靠近原生碎石甚至超過原生碎石。基于這些改進措施，再生碎石的利用范圍會越來越廣泛。通過此試驗結果，再生粗集料在一定的來源下，強度要求是4MPa時，可以代替24%原生碎石粗集料，再生細集料在一定的來源下，可以代替42%原生碎石細集料，而水泥穩定碎石核心指標強度能滿足設計要求。通過線性回歸方程，可以計算求出某一個設計強度下可以代替原生碎石的比例，對項目在資源緊缺，市政次干道等輕荷載交通道路的水泥穩定碎石施工有一定的參考指導意義。

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