建筑垃圾再生路床填料膠結性能Evd檢測分析

張鑫華 孫玉齊

摘 要：建筑垃圾處理后資源化利用，可以減少對環(huán)境的破壞，同時大量減少了新材料的用量，為當今循環(huán)經(jīng)濟和綠色發(fā)展開辟了一條新道路；但在建筑垃圾再生利用過程中還存在很多的問題有待進一步研究解決。針對建筑垃圾在路床填筑中再生利用進行研究，從購買的建筑垃圾再生料的基本指標檢測入手，在到填筑的不同含石量最佳含水率測試，最后利用無損的動態(tài)變形模量測定儀（Evd）進行路床填筑性能測試。由動態(tài)變形模量測定的不同齡期下測試結果進行分析，得出建筑垃圾再生料填筑的路基床有隨齡期增加不斷增大的結果。

關鍵詞：建筑垃圾；動態(tài)變形模量；填料；檢測

中圖分類號：TU502;U414

文獻標志碼：A文章編號：1001-5922（2023）04-0118-03

Evd testing and analysis of the bonding performance of construction waste recycled roadbed fillers

ZHANG Xinhua，SUN Yuqi

（Yangling Vocational and Technical College，Yanglig 712100，Shaanxi China）

Abstract：After the treatment of construction waste，the utilization of resources can reduce the damage to the environment，and greatly reduce the consumption of new materials，which opens up a new road for todays circular economy and green development.However，there are still many problems to be solved in the process of construction waste recycling.The recycling of construction waste in roadbed filling was studied，starting from the basic index test of the purchased construction waste recycling materials，then to the best moisture content test of different stone content，and finally using the non-destructive dynamic deformation modulus tester （Evd） to test the roadbed filling performance.Based on the analysis of the test results of different ages measured by dynamic deformation modulus，it is concluded that the roadbed filled with construction waste recycled material is increasing with the age.

Key words：construction waste;dynamic deformation modulus;filler;detection

隨著城市化建設進程的加快，改建、拆建和翻建量逐年增加，產(chǎn)生的建筑垃圾作為廢物處理將會浪費大量的填埋場儲量，若違規(guī)傾倒在湖泊、江河里會造成水體污染，傾倒在土壤上會造成土壤污染［1-2］。為解決這一大難題，并變廢為寶，研究者們對建筑垃圾進行資源化研究，根據(jù)不同的建筑垃圾分類，確定其用途，以更好的利用這一資源［3-5］，進而保護環(huán)境。有學者先后對破碎的建筑垃圾再生粗粒料研究［6］ 、對建筑垃圾混凝土砌塊生產(chǎn)應用技術研究［7-8］、對建筑垃圾分離渣土路用性能研究［9］、對建筑垃圾再生泡沫混凝土研究［10〗、對道路用磚混類建筑垃圾再生材料研究［11］和對建筑垃圾再生材料作為路基填料研究［12］等。現(xiàn)對建筑垃圾的應用方向研究已較深入，但在具體的應用方面的性能檢測上還沒有形成特定評價方法，利用已有的評價手段有時較難得到有價值的結果。

在建筑垃圾再生料作為路床填料時，由于破碎后的建筑垃圾填料顆粒不均勻度大，且有較大顆粒，利用環(huán)刀法、彎沉法較難檢測，所以針對這種情況出現(xiàn)了一種無損檢測方法——動態(tài)變形模量（Evd），這種方法可以較好地檢測填料的回彈模量，進而推斷路基的強度；但在使用過程中發(fā)現(xiàn)，建筑垃圾再生料填筑的路基具有時效性，而且強度隨時間變化比較大。

1 建筑垃圾再生料

所用建筑垃圾再生料來源陜西某生態(tài)環(huán)保有限公司，其中磚渣碎塊占比75%、混凝土碎塊24%和少量的其他成分大約1%組成。建筑垃圾再生料如圖1所示；主要檢驗指標如表1所示，采用DB 61/T 1149—2018。

2 材料填筑指標測定

2.1 標準擊實試驗

確定在不同的含石率下的最佳含水率，以達到在較小的壓實功下獲得較好的壓實度。利用標準擊實試驗，根據(jù)再生材料中測定的含石率，確定出最大干密度的關系，具體結果如圖2所示。

最大干密度表達式：

y= 0.001 8x+1.68 （1）

式中：y為最大干密度，g/cm3；x為大于4.75 mm的含石量，%。

2.2 CBR試驗

該土樣依據(jù)JTG E40—2007《公路土工試驗規(guī)程》檢測，當CBR標準貫入量為2.5 mm時標記為CBR2.5，得到CBR2.5和其他指標檢測結果，具體如表2所示。

由表2可知，材料吸水膨脹性較小。擊實次數(shù)增加，材料的干密度增大，說明材料的密實度在增大，密實度增大，顆粒之間的嵌擠作用增強，提高了強度，所以測得的CBR也在增加。根據(jù)式（1），代入表1中大于4.75 mm顆粒含量為57.6%，計算出最大密度約為1.78 g/cm3。由CBR同干密度之間關系推斷可以確定，當壓實度為96%（為最大密度的96%對應的干密度為1.71 g/cm3）時，CBR值為104.6%；壓實度為94%時，CBR值為96.2%；壓實度為93%時，CBR值為92.3%。

3 Evd檢測及分析

動態(tài)變形模量測定儀（Evd）在鐵路施工檢測應用較早，在公路應用還是推廣階段。現(xiàn)在一些地方標準規(guī)定下，一種測定建筑垃圾再生路床填料壓實強度的無損檢測方法，能在一定程度上反映路床的狀態(tài)。該方法具有操作簡單、安裝、拆卸方便、性能穩(wěn)定、可靠、精度高、對被測體無損傷的特點。

3.1 Evd檢測

動態(tài)變形模量測定儀由一個重10 kg的落錘在規(guī)定高度自由落下產(chǎn)生的撞擊力做為加載裝置。用一個直徑為300 mm荷載板，通過一個圓形彈簧接受重錘的撞擊力，并在18 ms內(nèi)給出7.07 kN重力。 在重力沖擊下，載重板上有作為沉陷測量傳感器的加速度接收器，作為數(shù)據(jù)測量沉陷測定儀，這就構成了動態(tài)變形模量測定儀，其外觀結構如圖3所示。

3.2 Evd檢測過程

測試前應先檢查測試部位表面應平整度，應能保證使載荷板同檢測面具有良好結合。如不能和好結合，可以采取鋪少量細沙進行找平，以使檢測面平整。安裝載荷板上的導向桿，檢查導向桿同檢測面垂直。標定落錘實際落距，應滿足規(guī)范要求。抬升落錘到達頂部掛鉤裝置并使其掛住，然后操作儀器將掛鉤放開使重錘自由落下，往復上面操作過程，完成3次預沖擊。預沖擊可以使荷載板同測試面較好接觸，減小因接觸不良導致的塑性變形而影響測試精度。開始測試時，按同樣的方式，繼續(xù)往復做沖擊試驗過程，記錄每次沖擊測試結果，作為測試值。注意測試過程中應防止荷載板移動和跳躍，可以腳踩住荷載板，確保不移位及跳躍。

試驗結果的處理應按下列平板壓力公式計算：

動態(tài)變形模量=1.5×r×σ/S

式中：動態(tài)變形模量精確到0.1 MPa; r為荷載板半徑，mm；σ為最大動應力，MPa；S為實測荷載板下沉幅值，mm。

利用公式計算每次沖擊值，將3次獲得值的平均值S作為最終測試結果動態(tài)變形模量值。不同齡期下，現(xiàn)場檢測動態(tài)變形模量結果數(shù)據(jù)如表3所示。

由數(shù)據(jù)進行動態(tài)變形模量趨勢分析，可得如圖4所示趨勢線。

從圖4可以看出，在施工完畢1～30 d動態(tài)變形模量值動態(tài)變形模量值增加速率較快，幾乎呈線性增加，當?shù)竭_30 d后接近峰值，再往后增加速率變慢。

分析動態(tài)變形模量變化結果內(nèi)在原因是由于再生料顆粒棱角較好［1］，當碾壓完成后就后可達到較高的模量值。在靜置的過程中形成了時效的作用，隨著時間推移，發(fā)生自然的沉降作用，使顆粒之間嵌擠更加緊密，從而嵌擠力增加較快，當達到30 d左右時，自然降幾乎完成，嵌擠力發(fā)揮主要受力作用接近峰值。另一方面，再生料中還存在一定的活性物質(zhì)，在施工過程中加入了水，使活性物質(zhì)具有了水化條件，生成具有一定膠結性能的水化產(chǎn)物。一般在28 d前水化速率較高，形成的內(nèi)聚力較大。后期隨著變慢，強度增加有限。

4 結語

建筑垃圾再生料填筑路床，所用再生料磚渣碎塊占比高，碎塊量次之，還有少量的其他成分組成。測定最佳含水率下，最大密度隨含石率增加而增大。CBR值隨擊實次數(shù)增加而增大。利用動態(tài)變形模量儀測路床強度時，分不同時間測得結果是隨時間呈增加趨勢，前30 d增加較快，再往后增加緩慢，在進行上述基層施工前，最好留有足夠時間使再生料路床強度達到較高值，以更好的保證施工質(zhì)量。

【參考文獻】

［1］ 李少康.建筑垃圾在公路路基中的應用研究［D］.西安：長安大學，2014.

［2］ 肖緒文，馮大闊，等.我國建筑垃圾回收利用現(xiàn)狀及建議［J］.施工技術，2015，44（10）：6-8．

［3］ 黃春暉，張喆，錢若霖.建筑垃圾再生料在路基施工中的應用［J］.粘接，2021，47（8）：80-83.

［4］ 黃朝廣.建筑垃圾廢棄混凝土再生集料應用于路面基層材料的可行性分析［J］.粘接，2021，47（9）：115-119.

［5］ 趙時勇.國內(nèi)建筑垃圾再生資源化利用現(xiàn)狀［J］.企業(yè)科技與發(fā)展，2020，463（5）：129-131.

［6］ 白柯楠，高德彬，等.考慮顆粒破碎的建筑垃圾再生粗粒料大型剪切試驗［J］.路基工程，2021（1）：46-50.

［7］ 雷敏.建筑垃圾在混凝土砌塊生產(chǎn)中的應用技術研究［J］.粘接，2020，43（7）：115-118.

［8］ 樊興華，薛振華.建筑垃圾再生骨料路用性能研究［J］.粘接，2020，43（9）：123-128.

［9］ 薛振華，齊紅軍，樊興華.建筑垃圾分離渣土路用性能研究［J］.環(huán)境科學與管理，2020，45（7）：83-87.

［10］ 王選富，安竹石，等.建筑垃圾再生泡沫混凝土研究［J］.施工技術，2018，47（S2）：45-48.

［11］ 張志偉.道路用磚混類建筑垃圾再生材料試驗研究［D］.北京：北京建筑大學，2020.

［12］ 趙紀飛.建筑垃圾再生材料作為路基填料的適用性研究［D］.西安：長安大學，2017.