二灰穩(wěn)定建筑固廢碎石路面基層路用性能分析

摘" 要：本文對(duì)不同建筑固廢摻量的二灰穩(wěn)定純碎石混合料的路用性能進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，在所有建筑固廢摻量中，二灰穩(wěn)定純碎石混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)均表現(xiàn)最優(yōu)，明顯優(yōu)于其他摻量的混合料。隨著養(yǎng)生齡期的增加，混合料的抗壓強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)。同時(shí)，混合料的抗壓回彈模量與抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)。隨著建筑固廢摻量的增加，混合料的劈裂強(qiáng)度逐漸提高，但抗凍性能卻隨著建筑固廢摻量的增加而降低。適量的建筑固廢摻量可以提高混合料的抗凍性能。總體來(lái)看，二灰穩(wěn)定建筑固廢碎石路面基層具有較好的路用性能和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：二灰穩(wěn)定碎石；基層；路用性能；抗凍性文章編號(hào)：2095-4085（2024）11-0152-03

作者簡(jiǎn)介：齊雪妍（1981—），女，漢族，河北唐山人，本科，高級(jí)工程師。研究方向：結(jié)構(gòu)工程，路基路面工程。

0" 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，建筑固廢的數(shù)量逐年增加，如何有效處理和利用這些廢棄物已成為重要的環(huán)境問(wèn)題［1］。二灰穩(wěn)定建筑固廢碎石路面基層是一種新型的路面基層材料，它具有環(huán)保、高效、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的研究和應(yīng)用［2-3］。二灰穩(wěn)定建筑固廢碎石路面基層是一種利用建筑固廢作為骨料，與石灰、粉煤灰等材料進(jìn)行穩(wěn)定處理的基層材料［4-5］。該材料具有以下優(yōu)點(diǎn)。首先，利用建筑固廢作為骨料可以減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生，降低對(duì)自然資源的消耗；其次，二灰穩(wěn)定建筑固廢碎石路面基層具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠滿(mǎn)足道路交通的需求；最后，該材料制備工藝簡(jiǎn)單，易于大規(guī)模生產(chǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景［6-9］。本文的研究成果將為二灰穩(wěn)定建筑固廢碎石路面基層的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)，有助于推動(dòng)道路工程領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新。同時(shí)，該研究也為其他類(lèi)似廢棄物在道路工程中的應(yīng)用提供了借鑒和參考。

1" 材料與試驗(yàn)方法

1.1" 集料

本實(shí)驗(yàn)中，將混合料的主要組成部分——集料，分為天然碎石和建筑固廢兩種類(lèi)型。為了全面了解這兩種集料的基本性能，按照《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E42-2005）的規(guī)定，進(jìn)行了篩分、密度、吸水率和壓碎值等試驗(yàn)。

1.2" 建筑固廢的篩分

建筑固廢和天然碎石的篩分實(shí)驗(yàn)均采用了《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E42-2005）所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。其中，建筑固廢的篩分結(jié)果（見(jiàn)表1），而天然碎石的篩分過(guò)程也與其類(lèi)似。

1.3" 結(jié)合料

1.3.1" 石灰技術(shù)性能指標(biāo)（見(jiàn)表2）

1.3.2" 粉煤灰技術(shù)性能

粉煤灰作為二灰材料中的一種，對(duì)最終的凝膠效果有著直接影響，要選擇技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足要求的粉煤灰，其技術(shù)指標(biāo)（見(jiàn)表3）。

2" 二灰穩(wěn)定建筑固廢碎石混合料的路用性能結(jié)果分析

2.1" 抗壓強(qiáng)度

不同建筑固廢摻量的混合料抗壓強(qiáng)度結(jié)果（見(jiàn)表4）。

根據(jù)表4中的數(shù)據(jù)可知，隨著建筑固廢摻量的增加，混合料的抗壓強(qiáng)度在7d、28d、90d和180d的齡期下均呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)。當(dāng)建筑固廢摻量為50%時(shí)，混合料的抗壓強(qiáng)度在各個(gè)齡期下均達(dá)到最高值。這表明適量的建筑固廢摻量可以提高混合料的抗壓強(qiáng)度。

在各個(gè)齡期下，二灰穩(wěn)定純碎石混合料的抗壓強(qiáng)度均最高，其次是50%建筑固廢摻量的混合料，而75%建筑固廢摻量的混合料抗壓強(qiáng)度最低。這表明過(guò)多的建筑固廢摻量會(huì)降低混合料的抗壓強(qiáng)度。

隨著養(yǎng)生齡期的增加，混合料的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。在7d到28d的期間內(nèi)，抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)較快；而在28d到90d以及90d到180d的期間內(nèi)，抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)速度較慢。這表明隨著養(yǎng)生齡期的延長(zhǎng)，混合料的抗壓強(qiáng)度逐漸趨于穩(wěn)定。

變異系數(shù)Cv表示數(shù)據(jù)分散程度的相對(duì)指標(biāo)，變異系數(shù)越小，說(shuō)明數(shù)據(jù)的分散程度越小，即數(shù)據(jù)越集中；變異系數(shù)越大，說(shuō)明數(shù)據(jù)的分散程度越大，即數(shù)據(jù)越離散。從表4中可以看出，隨著建筑固廢摻量的增加，7d和28d齡期下混合料的變異系數(shù)逐漸增大，而90d和180d齡期下混合料的變異系數(shù)變化不大。這表明在早期齡期內(nèi)，建筑固廢摻量的變化對(duì)混合料抗壓強(qiáng)度的影響較大，而在后期齡期內(nèi)影響較小。

適量的建筑固廢摻量可以提高混合料的抗壓強(qiáng)度，但過(guò)多的建筑固廢摻量會(huì)降低混合料的抗壓強(qiáng)度。隨著養(yǎng)生齡期的增加，混合料的抗壓強(qiáng)度逐漸增加并趨于穩(wěn)定。此外，在早期齡期內(nèi)，建筑固廢摻量的變化對(duì)混合料抗壓強(qiáng)度的影響較大，而在后期齡期內(nèi)影響較小。這些結(jié)論對(duì)于優(yōu)化混合料的配合比和養(yǎng)生齡期具有重要的指導(dǎo)意義。

2.2" 劈裂強(qiáng)度

為了深入探討建筑固廢摻量對(duì)混合料劈裂強(qiáng)度的影響，依照《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG 3441—2024）這一權(quán)威方法進(jìn)行了劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表5）。

隨著建筑固廢摻量的增加，混合料的劈裂強(qiáng)度呈現(xiàn)出先減小后增加的趨勢(shì)。當(dāng)建筑固廢摻量為25%時(shí)，混合料的劈裂強(qiáng)度達(dá)到最小值。這表明適量的建筑固廢摻量可能會(huì)降低混合料的劈裂強(qiáng)度。二灰穩(wěn)定純碎石混合料的劈裂強(qiáng)度最高，其次是50%建筑固廢摻量的混合料，而75%建筑固廢摻量的混合料劈裂強(qiáng)度最低。這表明過(guò)多的建筑固廢摻量會(huì)降低混合料的劈裂強(qiáng)度。變異系數(shù)Cv表示數(shù)據(jù)分散程度的相對(duì)指標(biāo)。從表5中可以看出，隨著建筑固廢摻量的增加，混合料的變異系數(shù)逐漸增大，說(shuō)明數(shù)據(jù)的分散程度逐漸增大，即數(shù)據(jù)越來(lái)越離散。這表明建筑固廢摻量的變化對(duì)混合料劈裂強(qiáng)度的影響逐漸增大。代表值Rc0.95表示數(shù)據(jù)的下限值，即有95%的概率不低于該值。隨著建筑固廢摻量的增加，混合料的代表值逐漸減小，說(shuō)明數(shù)據(jù)的下限值逐漸減小，即數(shù)據(jù)越來(lái)越向最小值靠近。這表明建筑固廢摻量的變化對(duì)混合料劈裂強(qiáng)度的影響逐漸增大。

適量的建筑固廢摻量可能會(huì)提高混合料的劈裂強(qiáng)度，但過(guò)量的建筑固廢摻量會(huì)降低混合料的劈裂強(qiáng)度。隨著建筑固廢摻量的增加，混合料劈裂強(qiáng)度的變異系數(shù)和代表值逐漸增大，說(shuō)明建筑固廢摻量的變化對(duì)混合料劈裂強(qiáng)度的影響逐漸增大。這些結(jié)論對(duì)于優(yōu)化混合料的配合比具有重要的指導(dǎo)意義。

2.3" 抗凍性

本節(jié)按照《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG 3441—2024）推薦的方法對(duì)混合料的抗凍性能進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果（見(jiàn)表6）。

隨著建筑固廢摻量的增加，混合料在180d經(jīng)10次凍融循環(huán)后的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。當(dāng)建筑固廢摻量為50%時(shí)，混合料的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最高值。二灰穩(wěn)定純碎石混合料在180d經(jīng)10次凍融循環(huán)后的抗壓強(qiáng)度最高，其次是50%建筑固廢摻量的混合料，而75%建筑固廢摻量的混合料抗壓強(qiáng)度最低。這表明過(guò)多的建筑固廢摻量會(huì)降低混合料在凍融循環(huán)后的抗壓強(qiáng)度。

變異系數(shù)Cv表示數(shù)據(jù)分散程度的相對(duì)指標(biāo)。從表6中可以看出，隨著建筑固廢摻量的增加，混合料在180d經(jīng)10次凍融循環(huán)后的變異系數(shù)逐漸增大，說(shuō)明數(shù)據(jù)的分散程度逐漸增大，即數(shù)據(jù)越來(lái)越離散。這表明建筑固廢摻量的變化對(duì)混合料在凍融循環(huán)后抗壓強(qiáng)度的影響逐漸增大。

未凍融強(qiáng)度是指混合料在180d齡期下未經(jīng)凍融循環(huán)的抗壓強(qiáng)度。從表6中可以看出，隨著建筑固廢摻量的增加，混合料的未凍融強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。當(dāng)建筑固廢摻量為50%時(shí)，混合料的未凍融強(qiáng)度達(dá)到最高值。這表明適量的建筑固廢摻量可以提高混合料的未凍融強(qiáng)度。

從表6中可以看出，隨著建筑固廢摻量的增加，混合料的BDR呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。當(dāng)建筑固廢摻量為50%時(shí)，混合料的BDR達(dá)到最高值。這表明適量的建筑固廢摻量可以提高混合料的抗凍性能。

適量的建筑固廢摻量可以提高混合料在凍融循環(huán)后的抗壓強(qiáng)度和抗凍性能。然而，過(guò)量的建筑固廢摻量會(huì)降低混合料在凍融循環(huán)后的抗壓強(qiáng)度和抗凍性能。因此，在實(shí)際工程中，可以通過(guò)優(yōu)化配合比和養(yǎng)生齡期等方法來(lái)提高混合料的抗凍性能和抗壓強(qiáng)度，從而滿(mǎn)足工程要求。

3" 結(jié)語(yǔ)

本文深入探討了不同建筑固廢摻量對(duì)混合料在不同養(yǎng)生齡期的抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、抗壓回彈模量和抗凍性能的影響。得出如下結(jié)論。

（1）在所有建筑固廢摻量中，二灰穩(wěn)定純碎石混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)均表現(xiàn)最優(yōu)，明顯優(yōu)于其他摻量的混合料。

（2）隨著養(yǎng)生齡期的增加，混合料的抗壓強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)。然而，當(dāng)建筑固廢摻量增加到25%、50%和75%時(shí)，混合料的抗壓強(qiáng)度先呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但隨后又逐漸降低。特別地在建筑固廢摻量為50%時(shí)，混合料的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最高值。同時(shí)，混合料的抗壓回彈模量與抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)。

（3）隨著建筑固廢摻量的增加，混合料的劈裂強(qiáng)度逐漸提高。然而，混合料的抗凍性能卻隨著建筑固廢摻量的增加而降低。

（4）適量的建筑固廢摻量可以提高混合料的抗凍性能。

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