城鎮(zhèn)道路（底）基層再生料替代原生料的比例臨界點(diǎn)的探究

李鵬

摘要：基于自然資源的保護(hù)和社會(huì)業(yè)內(nèi)對(duì)再生料的關(guān)注研究，越來(lái)越趨于規(guī)范化，常態(tài)化，那么在一些輕交通的市政城鎮(zhèn)道路等領(lǐng)域，在不影響核心設(shè)計(jì)指標(biāo)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(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行一系列試驗(yàn)，最終計(jì)算得出再生料能替代原生料料的比例臨界點(diǎn)。

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(guān)鍵詞：再生料;輕交通;替代比例;臨界點(diǎn)

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

中圖分類號(hào)：TQ340.41 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）17-0145-02

0 ?引言

國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)“十三五”規(guī)劃期間，國(guó)家規(guī)劃了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的宏偉藍(lán)圖，要求保持經(jīng)濟(jì)中高速增長(zhǎng)，同時(shí)提出生態(tài)環(huán)境總體改善。對(duì)于我們工程建設(shè)來(lái)說(shuō)，看似是個(gè)矛盾體，其實(shí)這樣理解是片面的。我們城市拆遷、道路改擴(kuò)建會(huì)出現(xiàn)廢棄的混凝土板大量堆積，占據(jù)了土地資源和污染了環(huán)境也影響了城市文明，故而就涌現(xiàn)出了對(duì)廢棄混凝土板的再反擊破，加工成能在基礎(chǔ)建設(shè)中可以利用的再生碎石，從而保證了生態(tài)環(huán)境文明建設(shè)，促使人類和自然環(huán)境保持平衡狀態(tài)。目前，對(duì)于再生碎石回收利用的工業(yè)、工程研究很多了，逐漸也成為一種常態(tài)。

對(duì)于再生碎石在道路基層中的應(yīng)用目前還沒(méi)有完全形成趨勢(shì)，這包括一些客觀和主觀原因。這是基于大家對(duì)再生碎石種類沒(méi)有徹底劃分，也沒(méi)有再生碎石等級(jí)的規(guī)范;再有再生料再經(jīng)過(guò)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(qiáng)度等級(jí)有關(guān)，從而也會(huì)影響新的膠凝材料的粘結(jié)和吸水率。隨著再生碎石的發(fā)展，相關(guān)要求就趨于規(guī)范化，我們現(xiàn)在要做的是基于現(xiàn)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(wěn)定碎石（底）基層強(qiáng)度和符合現(xiàn)有的《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》要求，從而達(dá)到提高項(xiàng)目利潤(rùn)空間、節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)。

1 ?項(xiàng)目背景

本項(xiàng)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(shè)，施工地點(diǎn)位于徐州市睢寧縣境內(nèi)的梁集鎮(zhèn)和雙溝鎮(zhèn)，境內(nèi)碎石匱乏。

①徐宿淮鹽鐵路高鐵睢寧站綜合客運(yùn)樞紐工程道路工程主要為站前高架落客平臺(tái)連接路、站前大道及站前大道北側(cè)站前廣場(chǎng)用地范圍內(nèi)的三條連接道路，其中站前大道按城市主干道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，站前高架落客平臺(tái)連接路為進(jìn)站專用道路，按城市次干道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，三條連接道路為站前廣場(chǎng)內(nèi)部服務(wù)道路按城市支路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，道路總長(zhǎng)約 2.68 公里，設(shè)計(jì)厚54cm水泥穩(wěn)定碎石，總13.45萬(wàn)噸。

②徐宿淮鹽鐵路高鐵觀音站綜合客運(yùn)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(jī)場(chǎng)路互通 A 匝道和 B 匝道以及高鐵站房東西兩側(cè)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(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，連接路一、連接路二按城市次干道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，道路總長(zhǎng)2.425 公里，設(shè)計(jì)厚54cm水泥穩(wěn)定碎石，總8.2萬(wàn)噸。

2 ?城鎮(zhèn)道路對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石（底）基層的技術(shù)要求

根據(jù)《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范》CCJ 169-2012及《城鎮(zhèn)道路工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》CJJ 1-2008查閱，對(duì)于水泥穩(wěn)定類7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)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(xiàng)目施工圖紙要求基層7天浸水無(wú)側(cè)限強(qiáng)度≥4MPa，底基層7天浸水無(wú)側(cè)限強(qiáng)度≥3MPa，設(shè)計(jì)單位采用了上限標(biāo)準(zhǔn)且沒(méi)有分主干路和次干路，此研究就依托設(shè)計(jì)圖紙中對(duì)基層的技術(shù)要求進(jìn)行再生碎石的替換原生碎石的比例研究。

3 ?具體試驗(yàn)實(shí)施步驟

3.1 原材料的取樣和檢測(cè)

3.1.1 水泥 ?采用徐州市龍山水泥有限公司生產(chǎn)的羿龍牌P·O42.5緩凝水泥，水泥具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

3.1.2 粗集料

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

3.1.3 水

符合現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749）的飲用水皆可使用，非飲用水則應(yīng)進(jìn)行水質(zhì)檢驗(yàn)，技術(shù)要求應(yīng)符合要求。

3.2 根據(jù)集料篩分結(jié)果并按照設(shè)計(jì)圖紙級(jí)配范圍要求進(jìn)行級(jí)配合成（表3）

3.3 按照暫設(shè)的再生料比例方案進(jìn)行級(jí)配合成，合成必須符合表4要求

試驗(yàn)方法：根據(jù)表2的篩分結(jié)果進(jìn)行級(jí)配合成，合成級(jí)配必須滿足表3的要求范圍，根據(jù)合成級(jí)配各骨料的摻配比例表4進(jìn)行配料，對(duì)實(shí)例1到實(shí)例7采用水泥P.O42.5緩凝外摻5%，采用重型擊實(shí)丙法的步驟求出最大干密度和最佳含水率，根據(jù)最大干密度和最佳含水率和設(shè)計(jì)圖紙要求的壓實(shí)度98%計(jì)算單個(gè)事件的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量。根據(jù)計(jì)算的單個(gè)事件標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量計(jì)算出骨料、水泥、水的質(zhì)量，再根據(jù)合成級(jí)配各骨料的摻配比例進(jìn)行配料、制件。采用靜壓成型，7天后進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，計(jì)算抗壓強(qiáng)度代表值見(jiàn)表5。

4 ?數(shù)據(jù)分析

①粗集料的的臨界點(diǎn)分析，通過(guò)7天無(wú)側(cè)限浸水強(qiáng)度代表值和集料替換比例求出線性回歸方程，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙要求，找到可以替換比例的臨界點(diǎn)。由圖1得到強(qiáng)度和粗集料替代關(guān)系方程Y=

-0.068X+5.62，那么根據(jù)徐鹽高鐵施工設(shè)計(jì)圖紙要求的基層≮4MPa代入方程求得粗集料替換比例臨界點(diǎn)為24%，即在材料變化不大，現(xiàn)場(chǎng)施工攤鋪、壓實(shí)機(jī)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(shí)，基層強(qiáng)度是滿足設(shè)計(jì)要求的。

②細(xì)集料的臨界點(diǎn)分析，由圖1得到強(qiáng)度和細(xì)集料替代關(guān)系方程為Y=

-0.041X+5.74，那么根據(jù)徐鹽高鐵施工設(shè)計(jì)圖紙要求的基層≮4MPa代入方程求得粗集料替換比例臨界點(diǎn)為42%，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)細(xì)集料的摻量基本都在30%左右，由此可以得出，細(xì)集料替代和粗集料替代影響響度的程度，表明骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)基層中，細(xì)集料主要是填充作用，再生細(xì)集料可以完全代替原生細(xì)集料。

5 ?結(jié)論

此研究只針對(duì)水泥穩(wěn)定碎石的核心指標(biāo)強(qiáng)度進(jìn)行分析，當(dāng)然再生碎石的較原生碎石特點(diǎn)還有密度小、吸水率大、強(qiáng)度低等，但是通過(guò)社會(huì)各進(jìn)步人士的研究通過(guò)對(duì)再生碎石的機(jī)械活化粗集料等改性，促使再生碎石各指標(biāo)靠近原生碎石甚至超過(guò)原生碎石?；谶@些改進(jìn)措施，再生碎石的利用范圍會(huì)越來(lái)越廣泛。通過(guò)此試驗(yàn)結(jié)果，再生粗集料在一定的來(lái)源下，強(qiáng)度要求是4MPa時(shí)，可以代替24%原生碎石粗集料，再生細(xì)集料在一定的來(lái)源下，可以代替42%原生碎石細(xì)集料，而水泥穩(wěn)定碎石核心指標(biāo)強(qiáng)度能滿足設(shè)計(jì)要求。通過(guò)線性回歸方程，可以計(jì)算求出某一個(gè)設(shè)計(jì)強(qiáng)度下可以代替原生碎石的比例，對(duì)項(xiàng)目在資源緊缺，市政次干道等輕荷載交通道路的水泥穩(wěn)定碎石施工有一定的參考指導(dǎo)意義。

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