再生骨料制備透水瀝青混合料的試驗研究

黃金仙

福建省建筑科學研究院，福建省綠色建筑技術重點實驗室，福建 福州 350025

1 引言

隨著舊房拆遷改造產生了大量的建筑固廢，用其制備再生骨料成為處理建筑固廢問題的方式之一，主要可用于非機動車道、人行道、公園小區廣場停車場等處。本研究以C55～C60 建筑混凝土廢棄物軋制的再生骨料及花崗巖碎石為粗骨料，制備透水瀝青混合料，研究了不同再生骨料用量下透水瀝青混合料性能的差異。

2 試驗

2.1 主要原材料

高粘度改性瀝青，再生骨料（以C55～C60 強度等級混凝土廢棄物），礦物纖維，石英砂堵塞劑，石灰巖礦粉，花崗巖碎石、機制砂等。

2.2 樣品的制備

依據CJJ/T190《透水瀝青路面技術規程》、JTG E20《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》和JTG F40《公路瀝青路面施工技術規程》進行配合比設計，按表2 所列配合比制備透水瀝青混合料。

2.3 樣品的測試

依據CJJ/T190《透水瀝青路面技術規程》和JTG E20《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》，分別制備8 塊尺寸為Φ101.6mm×63.5mm 的樣品H1-1～H1-8、I1-1～I1-8、J1-1～J1-8、K1-1～K1-8測試樣品的馬歇爾穩定度及浸水馬歇爾穩定度；分別制備4 塊尺寸為Φ101.6mm×63.5mm 的樣品H2-1～H2-4、I2-1～I2-4、J2-1～J2-4、K2-1～K2-4測試樣品的空隙率和連通空隙率；分別制備3 塊尺寸為300mm×300mm×50mm的樣品H3-1～H3-3、I3-1～I3-3、J3-1～J3-3、K3-1～K3-3測試樣品的滲透系數；分三次將6g 特細砂堵塞物均勻灑在已測試過原始滲透系數的透水瀝青混合料試件上表面，每次拋灑后在試件上滲水量測定儀滲過800ml 的水，反復3 次，最后清理掉突出表面的堵塞物，測量循環后恢復的滲透系數，根據最終滲透系數除以原始滲透系數計算滲透恢復百分比［1］。

表1 再生骨料、花崗巖碎石性能指標

表2 不同配比制備透水瀝青混合料

3 試驗結果

3.1 馬歇爾穩定度和浸水殘留穩定度

表3 配比H～配比K 制備的樣品馬歇爾穩定度和流值試驗結果

基于同樣原料質量比，不同再生骨料摻量制備出樣品H～K，馬歇爾穩定度、浸水馬歇爾穩定度和浸水殘留穩定度的試驗結果如表3 所示。隨著再生骨料在粗骨料中的用量降低，馬歇爾穩定度及浸水馬歇爾穩定度的值先升后降；根據4 個試驗摻量，65%的再生骨料用量時，馬歇爾穩定度和浸水馬歇爾穩定度的值最高。這是因為再生骨料表面較為粗糙，內摩擦力較高，摻入一定量的再生骨料制備的透水瀝青混合料，可以提高瀝青混合料抵抗變形的能力［2］；但是再生骨料大部分表面附著廢舊砂漿次生顆粒，且再生骨料孔隙率大，吸水率較高，內部存在破碎裂紋，壓碎值高［2-3］，所以全部用再生骨料作為粗骨料的透水瀝青混合料，其馬歇爾穩定度和浸水馬歇爾穩定度最低。試驗結果也表明，全部使用碎石制備的透水瀝青混合料的浸水殘留穩定度最高，再生骨料因其本身的特性摻量增加浸水殘留穩定度降低。

3.2 空隙率和連通空隙率

表4 配比H～配比K 制備的樣品空隙率和連通空隙率試驗結果

如表4 所示，透水瀝青混合料隨著再生骨料的摻量從100%到0 時，混合料的空隙率和連通空隙率都相應降低。空隙率反應出了透水瀝青混合料中骨料顆粒相互填充精密程度，這與選取的骨料顆粒礦料級配有較大的關聯［4］。由于再生骨料存在一些破碎裂紋，而天然碎石的孔隙較小；再生骨料與天然碎石相比，吸水率高，表觀密度較低，同樣堆積密度也較低［2-4］，因此，隨著再生骨料的摻入量降低，空隙率和連通空隙率也相應降低。

3.3 滲透系數和滲透恢復比

如表5 所示，隨著再生骨料的摻量降低，滲透系數也相應降低；這主要是因為隨著再生骨料摻量降低，透水瀝青混合料的連通空隙率也降低［4］，滲透能力也降低。

表5 配比H～配比K 制備樣品滲水系數及滲水恢復比試驗結果

本文也研究了滲透堵塞恢復能力，試驗結果如表5 所示。透水瀝青混合料在使用過程中的滲透系數下降主要由堵塞物快速堵塞空隙、沖洗后部分恢復和逐漸堵塞的過程［1］。由于堵塞劑在循環堵塞過程中，部分堵塞物會隨著沖洗一起帶走，不會滯留在表面，但部分會滯留在透水瀝青混合料的內部，導致連通空隙率下降，滲透系數也降低，不過經過三次的沖洗，滲透恢復百分比仍能維持在75%，這為透水瀝青混合料的應用和維養提供了一定的理論依據［5］。

4 結論

（1）再生骨料透水瀝青混合料中，再生骨料摻入量在65%時，馬歇爾穩定度和浸水馬歇爾穩定度最佳；

（2）再生骨料因其自身特性，100%再生骨料用量，透水瀝青混合料的空隙率和連通空隙率最高；隨著再生骨料的摻入量降低，空隙率和連通空隙率也相應降低。

（3）隨著再生骨料的摻入量降低，透水瀝青混合料的滲透系數逐漸降低；通過單一粒級堵塞物的研究，透水瀝青混合料均有75%以上的滲透恢復能力。

（4）本文所探討的再生骨料透水瀝青混合料，為建筑垃圾的廢物利用提供了一定的理論依據，對當地環境保護亦有一定的現實意義。