摻回收粉塵水泥穩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)

對不同粉塵摻量的水泥穩定碎石基層進行無側限抗壓強度試驗和抗壓回彈試驗，通過對強度和抵抗變形的能力對比分析得出粉塵摻量在3%左右的情況下水泥穩定碎石基層能夠滿足規范的技術要求，能有更好的路用性能，有益于路面性能的提高和經濟成本的減少。

粉塵摻量，無側限抗壓強度，抗壓回彈，水泥穩定碎石

0 引言

瀝青路面結構是現階段我國公路應用最廣的柔性基層、半剛性路面結構形式。在瀝青混合料生產的過程中會產生大量的粉塵，這些粒徑小于0.075 mm的較小顆粒的粉塵，不僅容易給環境造成極大的污染，并且還可能破壞機械設備。在我國的瀝青攪拌過程中，瀝青拌合站對粉塵的回收已經有了很大的幫助，對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，至今針對這些回收的粉塵目前還沒有較好的處理辦法，環保部門規定要求回收粉塵不能直接排放，因而處理費用增加，并且合適的填埋場地越來越難以找到，瀝青拌合中的粉塵處理，成為當前公路建設中我們重點關注的問題。

為此筆者以瀝青拌合站回收粉塵為試驗對象，將粉塵代替礦粉摻合一定的水泥級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。結果表明，在滿足規范的技術要求的情況下，采用小于3%的粉塵摻量不僅能夠增強水泥穩定碎石混合料的強度，還能夠節約原料，帶來很好的經濟效益和社會效益。

1 試驗設計

1.1 試驗方案

抗壓回彈模量是半剛性基層路面結構的重要設計參數，無側限抗壓強度是施工中的重要控制指標。為了研究不同摻量粉塵對其材料強度的影響，對摻粉塵水泥穩定碎石的7 d無側限抗壓強度、回彈模量等性能指標進行試驗研究。

本次試驗采用的是懸浮密實型穩定碎石混合料,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算得到最佳級配0∶25∶45∶30;由擊實試驗可以得到最佳含水率(%)和最大干密度(g/cm3)，并據此制備試驗所需的各種試件。

1.2 試驗方法

1.2.1 無側限抗壓強度試驗

根據JTG D50—2006公路瀝青路面設計規范可知，水泥穩定類材料的7 d無側限抗壓強度范圍一般在2.5 MPa～4.5 MPa內。進行0%～5%不同粉塵劑量水泥穩定碎石無側限抗壓強度試驗。本試驗主要是通過萬能試驗機對在規定的模具中制備的標準試件直徑×高(φ150 mm×150 mm)進行壓強測試。

無側限抗壓試驗步驟:

1)試件的制作：按照之前擊實試驗測得最佳含水率和最大干密度稱取試件所需相應質量的粗集料，制備成直徑×高(φ150 mm×150 mm)的試件，然后放置4 h左右后通過脫模機進行脫模。2)試件的養護：依據T0845—2009公路工程無機結合穩定材料試驗規程無機結合料穩定材料養生方法，我們在標準養護箱中進行7 d養護，養護溫度為20 ℃±2 ℃，相對濕度95%，最后一天將試件浸泡在水溫度20 ℃水箱中，浸水的深度應高出試件頂上約2.5 cm。3)試驗的操作：用萬能試驗機進行無側限抗壓強度試驗，速度采用1 mm/min。對試件破壞時對應的最大壓力進行記錄。

1.2.2 回彈模量試驗

本試驗是依據T0805—1994公路工程無機結合穩定材料試驗規程規范中無機結合料穩定材料無側限抗壓強度試驗方法。由于頂面法可以直接測量構件高度的變形，所以對室內無機結合料材料試件進行頂面法抗壓回彈試驗。本試驗試件成型和養護方法與無側限抗壓回彈的方法一致。試驗儀器采用萬能試驗機、測變形裝置、千分表(2只)。

抗壓回彈試驗步驟：

2 試驗結果和數據分析

2.1 無側限抗壓試驗

1)試驗數據見表1，圖1。

表1 7 d無側限抗壓強度試驗數據

2)試驗結論。將粉塵摻量1%，2%，3%，4%和5%強度值分別與無粉塵摻量進行差值對比，由差值和折線圖可以看出隨粉塵的摻量加大，其無側限抗壓值減弱，但是摻量小于3%時對強度影響很小；摻量過多時對強度影響較大。因此，在無機結合料穩定碎石中摻一定量的粉塵不會造成強度的降低，并且能減少其他材料用量的同時可以有效地利用瀝青拌合站回收的粉塵，減少空氣污染等環保問題。

2.2 抗壓回彈試驗

1)試驗數據見表2，圖2。

表2 粉塵水泥穩定碎石抗壓回彈模量

2)試驗結論分析。

從試驗結果可以看出隨著粉塵摻量的增加抗壓回彈的值在規范的參考范圍內，但在粉塵摻量小于3%時抗壓回彈的減少百分數都小于3.55%，粉塵摻量大于3%的抗壓回彈模量較上一個回彈模量減少12.7%，所以可以得出結論：粉塵摻量小于3%的水泥穩定碎石不僅能夠減少環境的污染，而且還能滿足路面性能要求。

3 結語

通過對不同粉塵摻量的水泥穩定碎石基層進行無側限抗壓強度和抗壓回彈試驗，對試驗數據進行分析得出的結論有：1)回彈模量與無側限抗壓強度的大小均隨著粉塵摻量的增加而減小，粉塵摻量對路面強度有一定的影響。2)粉塵摻量小于3%時對無側限抗壓強度和回彈模量的影響不大，能夠滿足規范的強度要求。3)參考規范中對路基回彈模量的要求，超過粉塵摻量3%的水泥穩定碎石結構的回彈模量過小，不能滿足規范要求，由此得出粉塵摻量過多會降低路面性能。4)摻合一定數量的粉塵水泥穩定碎石可以在滿足路面性能要求的同時解決粉塵回收的處理問題，保護環境。

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

[2] 李海濱.基于半剛性基層適應性的瀝青路面結構研究[D].西安：長安大學,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