寒區(qū)再生集料水泥穩(wěn)定碎石路基的力學(xué)和溫縮性能

張立群， 張學(xué)峰， 崔宏環(huán)

（1.河北省土木工程診斷、改造與抗災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北張家口075000； 2.河北建筑工程學(xué)院土木工程學(xué)院，河北張家口075000）

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石材料鋪建的道路基層有強(qiáng)度高、剛度大、耐久性好的優(yōu)點(diǎn)，但易受環(huán)境因素的影響，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的損壞。尤其在寒冷地區(qū)，晝夜溫差、年溫差較大，極易受到溫縮變形影響，進(jìn)而發(fā)展為反射裂縫，影響道路運(yùn)行。所以，亟須改善道路因溫度收縮變形造成的破壞。

廢舊瀝青混合料（reclaimed asphalt pavement，RAP）和鐵尾礦砂（iron tailing sand，ITS）均為固體廢物，其中RAP 是道路修繕、改建過程中產(chǎn)生的廢棄物，ITS 是選礦后的產(chǎn)物。RAP 方面，中國每年修繕約12%的路面，產(chǎn)生大量瀝青混合料［1］；ITS 方面，每年產(chǎn)生尾礦5 億噸以上［2］。這些廢棄物通常采用露天堆放和填埋的方式處理，在占用大量土地的同時(shí)，又污染了自然環(huán)境。因此，這兩種廢棄物資源化利用問題亟待解決，國內(nèi)外許多學(xué)者為此做了大量的研究工作。RAP 通常處理方法是破碎、篩分成不同粒徑的再生集料，應(yīng)用于道路面層［3-6］或道路基層［7-9］。張東省等［10］將RAP 的細(xì)顆粒添加到水泥穩(wěn)定碎石中后，材料的強(qiáng)度和抗裂性能均有所提高；馮德成等［11］對(duì)水泥穩(wěn)定RAP 的劈裂性能研究發(fā)現(xiàn)，材料的劈裂強(qiáng)度、峰值應(yīng)變隨RAP 摻量的增加先增大后減小；薛勇剛等［12］發(fā)現(xiàn)，向水泥穩(wěn)定碎石中摻入大比例的廢舊瀝青混合料仍能夠滿足道路基層的強(qiáng)度要求，并且具有良好的水穩(wěn)定性和抗凍性；王學(xué)武［13］發(fā)現(xiàn)，由于瀝青的黏彈性和應(yīng)力松弛作用，RAP 含量的增加有利于干縮性能。而ITS 本身顆粒大多處于2 mm 以下，可以直接代替混凝土中的細(xì)砂，并且優(yōu)于普通混凝土的強(qiáng)度［14-16］。有研究指出，直接固化ITS摻量5.5%的水泥也可滿足道路基層的強(qiáng)度要求［17］。

綜合以上進(jìn)展發(fā)現(xiàn)，對(duì)ITS 和RAP 的研究主要集中在力學(xué)方面，對(duì)溫度收縮的研究以及在混合料中同時(shí)添加二者的研究較少。本試驗(yàn)場地處于寒冷地區(qū)，選取不同比例的RAP 和ITS 摻加到水泥穩(wěn)定碎石中，進(jìn)行無側(cè)限抗壓試驗(yàn)、彎拉試驗(yàn)和溫縮試驗(yàn)，分析RAP 和ITS 的摻入比對(duì)水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度和溫縮性能的影響規(guī)律，為以后的工程應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 原材料

天然集料為玄武巖，RAP 由張家口市公路破碎得到，ITS 在張家口礦山上直接取得，其物理指標(biāo)見表1～2。

表1 粗集料的物理指標(biāo)Table 1 Physical indexes of coarse aggregate

1.2 配合比設(shè)計(jì)

按一定質(zhì)量比例的再生集料代替天然集料進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石級(jí)配設(shè)計(jì)，RAP 摻量為0、25%、40%、55%、70%、100%，ITS 摻量為0、30%、45%、60%、90%。為了研究ITS 和RAP 摻量變化對(duì)水泥穩(wěn)定碎石路用性能的影響，顧萬等［18］、黃孫科［19］指出RAP 摻量在20%～30%時(shí)，水泥穩(wěn)定碎石有較好的路用性能，因此在ITS摻量變化時(shí)，RAP摻量固定在25%。崔孝煒等［20］發(fā)現(xiàn)ITS 摻量在50%～75%時(shí)，混凝土有較好的路用性能，所以RAP 摻量變化時(shí)，ITS 摻量固定在60%。根據(jù)規(guī)范［21］推薦的級(jí)配范圍進(jìn)行組成設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)果見表3。通過重型擊實(shí)試驗(yàn)確定不同類型混合料的最大干密度和最佳含水量，如表4所示。對(duì)于不同類型混合料統(tǒng)一采用5%的水泥摻量。

表2 細(xì)集料的物理指標(biāo)Table 2 Physical indexes of fine aggregate

表3 再生集料的設(shè)計(jì)級(jí)配Table 3 Design gradation of recycled aggregate

表4 擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Compaction test results

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、90 d彎拉試驗(yàn)和溫縮試驗(yàn)來評(píng)價(jià)水泥穩(wěn)定碎石的力學(xué)性能和溫縮性能。依據(jù)規(guī)范［21］中高速公路基層壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，試件采用98%的壓實(shí)度。將養(yǎng)護(hù)完成后的試件進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)和溫縮試驗(yàn)，其中7 d 無側(cè)限抗壓試驗(yàn)試件為150 mm×150 mm圓柱形試件，彎拉試驗(yàn)和溫縮試驗(yàn)試件為100 mm×100 mm×400 mm 中梁試件。無側(cè)限抗壓試驗(yàn)和彎拉試驗(yàn)加載速率分別為1 mm·min-1和50 mm·min-1；溫縮試驗(yàn)采用應(yīng)變片法，溫度區(qū)間為-20～40 ℃，設(shè)定6 個(gè)級(jí)別，每個(gè)級(jí)別溫度差為10 ℃，降溫速率0.5 ℃·min-1，恒溫3 h。由文獻(xiàn)［22］可知，在經(jīng)歷3次溫度循環(huán)后，溫縮特性變化規(guī)律已趨于穩(wěn)定。因此，本文設(shè)計(jì)進(jìn)行5次溫度循環(huán)，溫縮應(yīng)變等試驗(yàn)數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集，試驗(yàn)過程如圖1所示。溫縮試驗(yàn)中溫縮系數(shù)按下式計(jì)算。

圖1 試驗(yàn)過程Fig. 1 Test process：unconfined compressive test（a），flexural-tensile test（b）and temperature shrinkage test（c）

式中：αt為溫縮系數(shù)；ti、ti-1為2 個(gè)相鄰恒溫段的溫度值；εi、εi-1分別為溫度ti、ti-1對(duì)應(yīng)的溫縮應(yīng)變；βs為溫度補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)件的線膨脹系數(shù)。

2 強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

2.1 ITS摻量對(duì)強(qiáng)度的影響

由圖2 可知，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著ITS 摻量的增加先增大后減小，摻量在60%時(shí)達(dá)到最大值，比未摻ITS 的水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度高了0.87 MPa，且均大于5 MPa，滿足高速公路道路基層的規(guī)定；彎拉強(qiáng)度隨ITS 摻量增加也呈現(xiàn)相似的現(xiàn)象，在摻量45%時(shí)得到最大值。即說明ITS 替代水泥穩(wěn)定碎石中細(xì)砂后，不僅提高了材料的強(qiáng)度，也進(jìn)一步提高了材料的抗裂性能。因?yàn)樗喟l(fā)生了水解和水化反應(yīng)，生成水化硅酸鈣凝膠、氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體，致使孔隙水pH 值上升，自由Ca（OH）2增加［23］。鐵尾礦中SiO2和Al2O3成分比例在60%以上［24］，較高的pH 值和Ca（OH）2濃度會(huì)使鐵尾礦中的SiO2和Al2O3溶解，并使他們與Ca（OH）2反應(yīng)生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣和鈣礬石等水化產(chǎn)物，進(jìn)一步增大了水泥穩(wěn)定碎石整體性。

圖2 ITS摻量對(duì)強(qiáng)度的影響Fig. 2 Effect of ITS content on strength

2.2 RAP摻量對(duì)強(qiáng)度的影響

由圖3 可知，水泥穩(wěn)定碎石抗壓強(qiáng)度隨著RAP摻量的增加逐漸降低，但也均大于5 MPa，滿足高速公路路基強(qiáng)度要求。而水泥穩(wěn)定碎石的彎拉強(qiáng)度隨RAP 摻量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在摻量70%達(dá)到最大值，比摻量25%的水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度增加了0.26 MPa。廢舊瀝青混合料集料表面被瀝青膜包裹，故形成礦料與水泥石間的過渡層，使得水泥石的膠結(jié)強(qiáng)度降低，致使導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度降低。瀝青作為一種黏彈性材料，包裹住集料后，使集料與集料之間有了一定的抗拉性能，因此RAP 的增加會(huì)增大材料的彎拉強(qiáng)度。

圖3 RAP摻量對(duì)強(qiáng)度的影響Fig. 3 Effect of RAP content on strength

3 溫縮試驗(yàn)結(jié)果

3.1 ITS摻量對(duì)溫縮性能的影響

3.1.1 溫縮應(yīng)變隨溫度的變化

為了研究水泥穩(wěn)定碎石的溫縮性能，本試驗(yàn)進(jìn)行了5 次溫度循環(huán)，以模擬季節(jié)凍土區(qū)溫度的往復(fù)變化。如圖4 所示，摻ITS 的水泥穩(wěn)定碎石溫縮應(yīng)變隨著時(shí)間的增加呈現(xiàn)震蕩型變化規(guī)律，即溫縮應(yīng)變隨著時(shí)間的增加相應(yīng)地往復(fù)變化，并且圖像的尖點(diǎn)即溫縮應(yīng)變的最大值和最小值隨著時(shí)間的增長逐漸增大。當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到第3 次溫度循環(huán)后，溫縮數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出明顯規(guī)律，其后發(fā)展與此次類似，因此選取第3次溫度循環(huán)下的降溫階段進(jìn)行研究。如圖5所示，摻ITS的水泥穩(wěn)定碎石隨著溫度降低溫縮應(yīng)變逐漸增大，其中ITS 摻量60%和90%的水泥穩(wěn)定碎石溫縮應(yīng)變增長速度比較顯著，在溫度降到10 ℃后，溫縮應(yīng)變明顯大于其他摻量水泥穩(wěn)定碎石。水泥穩(wěn)定碎石的溫縮應(yīng)變隨著ITS 摻量的增加逐漸增大，其中只有ITS30 的溫縮應(yīng)變小于ITS0。鐵尾礦中的SiO2和Al2O3等成分可以繼續(xù)與水泥發(fā)生水化反應(yīng)，進(jìn)一步增加了水泥穩(wěn)定碎石的膠凝物質(zhì)［16，25］，且劉章［26］指出水泥穩(wěn)定材料中膠凝材料的溫度收縮性大約是固相顆粒的2～3 倍，因此隨著ITS 摻量增加水泥穩(wěn)定碎石溫縮應(yīng)變會(huì)逐漸增大。

圖4 摻ITS的水泥穩(wěn)定碎石（RAP=25%）溫縮應(yīng)變隨時(shí)間的變化Fig. 4 Variation of temperature shrinkage strain of cement stabilized macadam mixed with ITS（RAP=25%）with time

圖5 摻ITS的水泥穩(wěn)定碎石（RAP=25%）溫縮應(yīng)變隨溫度的變化Fig. 5 Variation of temperature shrinkage strain of cement stabilized macadam mixed with ITS（RAP=25%）with temperature

3.1.2 溫縮應(yīng)變隨溫度循環(huán)次數(shù)的變化

如圖6 所示，摻ITS 的水泥穩(wěn)定碎石在升溫和降溫階段累計(jì)溫縮應(yīng)變隨循環(huán)次數(shù)變化趨勢基本一致，ITS0 和ITS30 累計(jì)溫縮應(yīng)變隨著溫度循環(huán)次數(shù)的增加而增加，并且逐漸趨近ITS45，在最后一次溫度循環(huán)時(shí)，ITS0 和ITS30 累計(jì)溫縮應(yīng)變?yōu)镮TS45的89.2%和91.3%，ITS60和ITS90累計(jì)溫縮應(yīng)變隨著溫度循環(huán)次數(shù)的增加逐漸減小并穩(wěn)定在某一數(shù)值，并且遠(yuǎn)大于ITS45 累計(jì)溫縮應(yīng)變。再者ITS45累計(jì)溫縮應(yīng)變隨著循環(huán)次數(shù)的增加基本不變，所以ITS45有較好的溫縮性能。

3.1.3 溫縮系數(shù)隨溫度的變化

溫縮系數(shù)可以反映出材料對(duì)溫度變化的敏感性，圖7 為第3 次溫度循環(huán)下變化趨勢圖，摻ITS 水泥穩(wěn)定碎石的溫縮系數(shù)隨溫度區(qū)間變化規(guī)律呈“V”字形分布，在溫度區(qū)間-10～40 ℃溫縮系數(shù)逐漸減小，在溫度區(qū)間-20～-10 ℃溫縮系數(shù)逐漸增大。即在溫度區(qū)間-20～-10 ℃、30～40 ℃材料對(duì)溫度變化的敏感性較大，在溫度區(qū)間-10～0 ℃敏感性最小，由圖6 得知ITS 摻量45%時(shí)水泥穩(wěn)定碎石溫縮性能較好，結(jié)合圖7 發(fā)現(xiàn)，ITS45 在-10～20 ℃溫度范圍內(nèi)溫縮系數(shù)較小，且如今施工技術(shù)可以在負(fù)溫下施工［27］，所以施工溫度在-10～20 ℃較為適宜。

圖6 摻ITS的水泥穩(wěn)定碎石（RAP=25%）累計(jì)溫縮應(yīng)變隨溫度循環(huán)次數(shù)的變化Fig. 6 Variation of cumulative temperature shrinkage strain of cement stabilized macadam mixed with ITS（RAP=25%）with number of temperature cycles：cooling stage（a）and heating stage（b）

圖7 摻ITS的水泥穩(wěn)定碎石（RAP=25%）溫縮系數(shù)隨溫度區(qū)間的變化Fig. 7 Variation of temperature shrinkage coefficient of cement stabilized macadam mixed with ITS（RAP=25%）with temperature range

以上結(jié)果產(chǎn)生的原因，溫度降低后水泥穩(wěn)定碎石孔隙水的分子熱運(yùn)動(dòng)減弱，液體分子之間距離減小，相互吸引力增大，表面張力也相應(yīng)增大，在表面張力的作用下，液體表面積減小，進(jìn)而使毛細(xì)管內(nèi)徑減小，從而試件體積收縮［28-29］。初始降溫時(shí)，表面張力較大，此時(shí)溫縮變形和溫縮系數(shù)較大，隨著溫度降低表面張力比初始降溫時(shí)有所減小，溫縮系數(shù)也逐漸減小；當(dāng)溫度下降到0 ℃以下時(shí)，水分子開始轉(zhuǎn)化為冰晶態(tài)，水分子熱運(yùn)動(dòng)快速減小，表面張力隨之快速增大，但在-10～0 ℃時(shí)孔隙中大部分自由水和弱結(jié)合水開始結(jié)冰膨脹，抵消了部分收縮變形，所以此時(shí)溫縮系數(shù)繼續(xù)減小，當(dāng)溫度-20～-10 ℃時(shí)僅有部分弱結(jié)合水開始結(jié)冰膨脹，此時(shí)產(chǎn)生的膨脹變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于表面張力引起的收縮變形，所以此時(shí)溫縮系數(shù)開始迅速增長。

3.1.4 溫縮系數(shù)隨溫度循環(huán)次數(shù)的變化

為了更好地說明溫縮性能隨溫度循環(huán)變化的問題，這里引入平均溫縮系數(shù)概念，平均溫縮系數(shù)是求出每個(gè)溫度區(qū)段內(nèi)的溫縮系數(shù)，然后再取其平均值。如圖8 所示，不同ITS 摻量的水泥穩(wěn)定碎石的平均溫縮系數(shù)隨著循環(huán)次數(shù)的增加呈現(xiàn)不同的規(guī)律，ITS0 和ITS30 的平均溫縮系數(shù)隨著循環(huán)次數(shù)的增加逐漸增大，即隨著循環(huán)次數(shù)的增加對(duì)溫度變化的敏感性越強(qiáng)，在第5 次循環(huán)時(shí)平均溫縮系數(shù)分別 比 第1 次 的 大0.70×10-6℃-1和1.28×10-6℃-1，ITS60 和ITS90 的平均溫縮系數(shù)隨著循環(huán)次數(shù)的增加逐漸減小，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于ITS0、ITS30 和ITS45 的平均溫縮系數(shù)。其中ITS45的溫縮系數(shù)基本不受溫度循環(huán)的影響，穩(wěn)定在9.0×10-6℃-1左右。

圖8 摻ITS的水泥穩(wěn)定碎石（RAP=25%）溫縮系數(shù)隨溫度循環(huán)次數(shù)的變化Fig. 8 Variation of temperature shrinkage coefficient of cement stabilized macadam mixed with ITS（RAP=25%）with number of temperature cycles

3.2 RAP摻量對(duì)溫縮性能的影響

3.2.1 溫縮應(yīng)變隨溫度的變化

摻RAP的水泥穩(wěn)定碎石溫縮試驗(yàn)也進(jìn)行了5次溫度循環(huán)，溫縮應(yīng)變隨時(shí)間的變化規(guī)律與摻ITS 水泥穩(wěn)定碎石一致，如圖9所示，圖像中的尖點(diǎn)均隨著時(shí)間的增加逐漸增加。為了便于比較，也取第3 次溫度循環(huán)下降溫過程中溫縮應(yīng)變。如圖10所示，摻RAP 的水泥穩(wěn)定碎石溫縮應(yīng)變均隨溫度的降低逐漸增大，增長速度隨摻量的增加有所不同，RAP25溫縮應(yīng)變隨溫度降低增長較快，而RAP70 和RAP100溫縮應(yīng)變隨溫度降低增長較慢，當(dāng)在-20 ℃時(shí)RAP70 和RAP100 溫縮應(yīng)變僅為RAP25 溫縮應(yīng)變的66.0%和66.9%。RAP 是一種黏彈性材料，抵抗變形能力較強(qiáng)，并且RAP 因?yàn)槠扑楹屠匣倪^程中產(chǎn)生較多的孔隙，材料中空隙率越高，熱傳導(dǎo)率也就越大，混合料受溫度影響也就越小［30］，所以摻RAP 的水泥穩(wěn)定碎石溫縮應(yīng)變隨RAP 摻量增加而減小。

圖9 摻RAP的水泥穩(wěn)定碎石（ITS=60%）溫縮應(yīng)變隨時(shí)間的變化Fig. 9 Variation of temperature shrinkage strain of cement stabilized macadam mixed with RAP（ITS=60%）with time

圖10 摻RAP的水泥穩(wěn)定碎石（ITS=60%）溫縮應(yīng)變隨溫度的變化Fig. 10 Variation of temperature shrinkage strain of cement stabilized macadam mixed with RAP（ITS=60%）with temperature

3.2.2 溫縮應(yīng)變隨溫度循環(huán)次數(shù)的變化

如圖11所示，摻RAP的水泥穩(wěn)定碎石的累計(jì)溫縮應(yīng)變在升溫階段和降溫階段隨著循環(huán)次數(shù)的增加有相同的變化趨勢，RAP 摻量在25%、40%、55%、100%時(shí)，摻RAP 的水泥穩(wěn)定碎石累計(jì)溫縮應(yīng)變隨著循環(huán)次數(shù)的增加而增大，RAP 摻量在70%時(shí)，則呈現(xiàn)相反的變化趨勢；升溫階段累計(jì)溫縮應(yīng)變的變化速率明顯大于降溫階段時(shí)的變化速率，其中第3～4次溫度循環(huán)時(shí)體現(xiàn)得最為明顯，在RAP 摻量25%、40%、55%、70%、100%時(shí)升溫階段累計(jì)溫縮應(yīng)變分別大于降溫階段的4%、9%、7%、2%、9%。在升溫和降溫階段，摻RAP 的水泥穩(wěn)定碎石的累計(jì)溫縮應(yīng)變均隨著RAP 摻量的增加逐漸減小，降溫階段時(shí)RAP70 和RAP90 的累計(jì)溫縮應(yīng)變僅為RAP25 累計(jì)溫縮應(yīng)變的53.8%和64.2%。并且RAP70 累計(jì)溫縮應(yīng)變隨循環(huán)次數(shù)增加而減小，因此RAP 摻量為70%時(shí)，表現(xiàn)出良好的溫縮性能。

3.2.3 溫縮系數(shù)隨溫度的變化

圖12為第3 次溫度循環(huán)下溫縮系數(shù)隨溫度的變化趨勢圖，RAP 摻量為25%的水泥穩(wěn)定碎石溫縮系數(shù)隨溫度降低呈現(xiàn)“V”字形變化，而其他RAP 摻量的水泥穩(wěn)定碎石溫縮系數(shù)隨溫度變化呈現(xiàn)山谷型，即兩端溫度區(qū)間溫縮系數(shù)變化顯著，中間溫度區(qū)間溫縮系數(shù)無明顯變化。由圖11得知，RAP摻量為70%時(shí)有較好的溫縮性能，且RAP70 溫縮系數(shù)在-10～30 ℃溫度范圍內(nèi)較小，因此RAP70適宜的溫度范圍是-10～30 ℃，比ITS45 有更廣的施工溫度。摻RAP 的水泥穩(wěn)定碎石溫縮系數(shù)隨溫度變化規(guī)律的原因與摻ITS 的水泥穩(wěn)定碎石的結(jié)果類似，表面張力隨著溫度降低逐漸減小，溫縮系數(shù)也隨之減小，降到0 ℃以下后由于結(jié)冰后的膨脹，試件溫縮系數(shù)繼續(xù)減小，在-20～-10 ℃時(shí)，試件里的自由水大大減少，此時(shí)產(chǎn)生的膨脹變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于表面張力引起的收縮變形，所以此時(shí)溫縮系數(shù)開始迅速增長。

圖11 摻RAP的水泥穩(wěn)定碎石（ITS=60%）累計(jì)溫縮應(yīng)變隨溫度循環(huán)次數(shù)的變化Fig. 11 Variation of cumulative temperature shrinkage strain of cement stabilized macadam mixed with RAP（ITS=60%）with number of temperature cycles：cooling stage（a）and heating stage（b）

圖12 摻RAP的水泥穩(wěn)定碎石（ITS=60%）溫縮系數(shù)隨溫度區(qū)間的變化Fig. 12 Variation of temperature shrinkage coefficient of cement stabilized macadam mixed with RAP（ITS=60%）with temperature range

3.2.4 溫縮系數(shù)隨溫度循環(huán)次數(shù)的變化

如圖13所示，水泥穩(wěn)定碎石的平均溫縮系數(shù)隨著RAP 摻量增加逐漸減小，其中RAP70 和RAP100平均溫縮系數(shù)在第5 次溫度循環(huán)時(shí)僅為RAP25 的76.8%和89.1%。RAP70 的平均溫縮系數(shù)隨著循環(huán)次數(shù)的增加逐漸減小，在第5 次溫度循環(huán)時(shí)平均溫縮應(yīng)變比初始時(shí)小0.06×10-6℃-1，且明顯小于其他摻量的水泥穩(wěn)定碎石。而RAP25、RAP40、RAP55、RAP100 平均溫縮系數(shù)隨著循環(huán)次數(shù)的增加先減小后增大，在第2 次溫度循環(huán)時(shí)平均溫縮系數(shù)最小，在最后1次溫度循環(huán)時(shí)平均溫縮系數(shù)比第2次溫度循環(huán)平均溫縮系數(shù)分別增長了0.3×10-6℃-1、0.45×10-6℃-1、0.65×10-6℃-1、0.54×10-6℃-1。

圖13 摻RAP的水泥穩(wěn)定碎石（ITS=60%）溫縮系數(shù)隨溫度循環(huán)次數(shù)的變化Fig. 13 Variation of temperature shrinkage coefficient of cement stabilized macadam mixed with RAP（ITS=60%）with number of temperature cycles

4 結(jié)論

通過對(duì)摻加RAP和ITS的水泥穩(wěn)定碎石的無側(cè)限抗壓試驗(yàn)、彎拉試驗(yàn)和溫縮試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：

（1）摻加ITS 有利于提高對(duì)水泥穩(wěn)定碎石的抗壓強(qiáng)度和彎拉強(qiáng)度，ITS 在摻量60%時(shí)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值，在摻量45%時(shí)彎拉強(qiáng)度達(dá)到最大值。而RAP 的摻加減小了水泥穩(wěn)定碎石的抗壓強(qiáng)度，但增加了水泥穩(wěn)定碎石的彎拉強(qiáng)度，并在摻量70%時(shí)取得最大值。

（2）從單一降溫過程中可知，ITS 摻量的增加會(huì)逐漸加大水泥穩(wěn)定碎石的溫縮應(yīng)變，但在溫度循環(huán)過程中，ITS 摻量45%的水泥穩(wěn)定碎石的溫縮應(yīng)變和溫縮系數(shù)基本穩(wěn)定在某一個(gè)值，受溫度循環(huán)的影響已較小，在此摻量下-10～20 ℃溫度區(qū)間均可進(jìn)行施工。

（3）由于RAP 材料自身的性質(zhì)和多孔性等特點(diǎn)，所以摻加RAP 有利于穩(wěn)定水泥穩(wěn)定碎石的溫縮性能。摻量70%時(shí)水泥穩(wěn)定碎石的溫縮應(yīng)變和溫縮系數(shù)達(dá)到最小值，并且隨著溫度的循環(huán)變化，溫縮應(yīng)變不同于其他摻量的水泥穩(wěn)定碎石，呈現(xiàn)逐漸減小的變化規(guī)律。