水泥穩定建筑垃圾再生集料的路用性能研究

肖 田，李鴻運，靳燦章

(1.天津市市政工程設計研究院，天津 300051；2.河北工業大學 土木與交通學院，天津 300401)

道路工程

水泥穩定建筑垃圾再生集料的路用性能研究

肖 田1，李鴻運2，靳燦章1

(1.天津市市政工程設計研究院，天津 300051；2.河北工業大學 土木與交通學院，天津 300401)

以建筑垃圾再生集料為主要原料，系統研究了水泥穩定建筑垃圾再生集料的強度和剛度等路用性能指標，分析了建筑再生集料摻入量對混合料路用性能的影響規律，試驗結果表明，水泥穩定建筑垃圾再生集料的強度等指標滿足作為公路基層材料的需求，可以用其修筑公路基層。

基層；建筑垃圾；再生集料；水泥；試驗

0 引 言

近年來，我國高速化的城市發展，造成了許多城市的拆舊建新活動，我國每年都會產生超過20億t的建筑垃圾，這些建筑垃圾的綜合利用率很低，大多數用于填基坑。但是我國城市排放的這些建筑垃圾當中，具有很大比例的廢棄混凝土。如果能夠將這些廢棄混凝土加以再生利用，生產建筑垃圾再生集料，而后用于新的工程建設，不僅可以節約建筑材料，還有利于環保。本文將通過試驗，系統研究水泥穩定建筑垃圾再生集料的強度、剛度等路用性能，探討應用水泥穩定建筑垃圾再生集料修筑公路基層的可行性。

1 原材料性質

1.1 水泥

水泥是本文試驗的結合料，水泥的質量直接決定了水泥穩定建筑垃圾再生集料的性能。本文采用P.O.32.5普通硅酸鹽水泥，其主要技術指標符合規范的相關規定。

1.2 集料

用于生產再生集料的建筑垃圾來自天津市薊汕高速公路附件拆除的樓房，新集料購自薊縣采石場，粗、細集料的主要技術性能如表1、表2所示。

表1 粗集料的主要技術性能

表2 細集料的主要技術性能

根據相關規定，建筑垃圾再生粗集料可以作為各等級公路的底基層材料，或者二級以下公路的基層材料。但不能作為高速、一級公路的基層材料。

2 試驗方案

2.1 水泥穩定建筑垃圾再生集料的級配

根據相關規范的要求，本文采用骨架密實結構進行水泥穩定碎石的配合比設計，合成集料級配情況如表3所示。

表3 集料級配設計結果

2.2 試驗方法

根據相關方法，對不同配合比的水泥穩定碎石混合料進行試件制備、養生，測得其各項技術指標。在集料中分別摻入0%、35%、70%和100%的再生集料(干質量比)，壓實度選定為97%。進而研究水泥含量和建筑垃圾再生集料摻入量對混合料路用性能的影響規律。

3 試驗結果及分析

3.1 抗壓強度

抗壓強度是公路基層材料的決定性路用性能指標，不同水泥含量及不同建筑垃圾再生集料摻入量時混合料的7 d齡期無側限抗壓強度如表4所示。

表4 水泥穩定建筑垃圾再生集料的抗壓強度/MPa

從抗壓強度的試驗結果可知，建筑垃圾再生集料的摻入量和水泥含量均對水泥穩定建筑垃圾再生集料的抗壓強度具有顯著的影響，混合料的抗壓強度隨著建筑垃圾再生集料的摻入量增大而降低，而隨著水泥含量的增大而顯著提高。以水泥含量5.0%為例，再生集料為35%、70%和100%時，相對于全新集料的水泥穩定碎石，混合料的抗壓強度分別降低了5.9%、14.9%、和19.3%。因此，在水泥穩定建筑垃圾再生集料欲作為公路基層建筑材料時，建筑垃圾再生集料的摻入量應小于70%。

當水泥含量達到6.0%以上時，試驗范圍內的各配合比水泥穩定建筑垃圾再生集料的7 d齡期抗壓強度均大于2.5 MPa，可以作為輕交通(二級以下)公路的基層材料。而當水泥含量≤5.0%時，只能作為低等級公路的底基層材料使用。因此，水泥穩定建筑垃圾再生集料中的水泥含量不宜小于6.0%。

3.2 抗壓回彈模量

剛度是公路基層材料抵御車輛荷載作用下不發生過大變形的必要特性，試驗測得90 d齡期，不同配合比情況下水泥穩定建筑垃圾再生集料的抗壓回彈模量值如表5所示。

表5 水泥穩定建筑垃圾再生集料的抗壓回彈模量/MPa

與抗壓強度規律一致，水泥穩定建筑垃圾再生集料的抗壓回彈模量也隨著建筑垃圾再生集料摻入量的增大而降低，隨著水泥含量的增大而提高。相對于全新的水泥穩定碎石而言，以水泥含量6.0%為例，再生集料為35%、70%和100%時，水泥穩定建筑垃圾再生集料的抗壓回彈模量分別降低了3.8%、15.0%、和18.8%。

4 結 論

(1)水泥穩定建筑垃圾再生集料的抗壓強度也隨著建筑垃圾再生集料摻入量的增大而降低，在水泥穩定建筑垃圾再生集料欲作為公路基層建筑材料時，建筑垃圾再生集料的摻入量應<70%。

(2)水泥穩定建筑垃圾再生集料的抗壓強度隨著水泥含量的增大而提高，在水泥穩定建筑垃圾再生集料欲作為公路基層建筑材料時，水泥含量不宜<6.0%。

(3)當水泥含量達到6.0%以上時，試驗范圍內的各配合比水泥穩定建筑垃圾再生集料的7 d齡期抗壓強度均>2.5 MPa，可以作為輕交通(二級以下)公路的基層材料。。

[1] 侯月琴，紀小平，張文剛，等．含建筑垃圾再生骨料的瀝青穩定碎石的性能研究[J]．武漢理工大學學報，2013，35(10)：60-64．

[2] 公路工程集料試驗規程(JTG E42-2005)[S]．北京：人民交通出版社，2005．

[3] 公路路面基層施工技術細則(JTG/T F20-2015)[S]．北京：人民交通出版社，2015．

Adissertationonthehighwayapplicationpropertiesresearchofcementstabilizedconstructionwasterecycledaggregate

XIAO Tian1，LI Hong-yun2，JIN Can-zhang2

(1. Tianjin Municipal Engineering Design & Research Institute，Tianjin 300051，China；2. School of Civil and Transportation Engineering, Hebei University of Technology，Tianjin 300401，China)

Take construction waste recycled aggregate as the main raw material, the highway application properties of cement stabilized construction waste recycled aggregate include compressive strength and modulus were studied systemically in this paper. And the effect of construction waste recycled aggregate content on the highway application properties was analyzed. The results show that the properties of cement stabilized construction waste recycled aggregate can meet the requirement of highway base course material. It can be used to construct the highway base course.

base course；construction waste；recycled aggregate；cement；experiment

2016-11-08

肖田(1976-)，男，天津人，高級工程師，主要從事道路工程的設計與科研工作。

天津市交通運輸委員會科技計劃(2014-09)。

U41

：B

：1008-3383(2017)06-0001-02