再生骨料混凝土在道路铺装中的性能优化分析

摘要：随着道路建设规模不断扩大和资源环境压力日益加剧，再生骨料混凝土（Recycled Aggregate Concrete， RAC）作为一种绿色环保的道路铺装材料，凭借其资源循环利用和减排降碳优势，受到广泛关注。本文基于再生骨料来源、加工工艺及其物理化学特性，分析了RAC在道路铺装结构层与路面层中的力学性能、抗冻融性能、抗渗性能及耐久性能。重点探讨了通过优化骨料表面处理、掺加矿物掺合料、纤维增强以及化学减水剂配合比例等手段，提升RAC的早期强度、后期强度和耐久性，并结合现场应用案例验证了优化方案的有效性。最后，对再生骨料混凝土在道路铺装中的推广应用提出建议，并展望了未来研发方向，包括智能化配合比设计、纳米改性技术以及生命周期评价体系的完善。

关键词：再生骨料混凝土；道路铺装；性能优化；纤维增强；矿物掺合料

引言

在RAC基层施工中，振捣与铺设直接影响结构的密实度与均匀性。应采用多点布置的独立振动头，并以螺旋式方式插入振动杆，精准控制长直面接缝位置，配合振动压路机与激光整平系统实时校正，提高平整度与层间粘结。养护阶段应在初凝前及时覆膜洒水，保持相对湿度≥95％并连续养护不少于7天；后续持续盖湿布并定时喷雾，杜绝早期荷载；高温季节需结合喷雾降温与卷膜覆盖防止表层过快蒸发；冬季施工则需配备临时加温和保温被，确保现场温度不低于5℃，并在28d时完成强度检测，力争达到设计值85％以上。通过上述精细化振捣、整平和养护措施，可显著提升RAC基层的抗冻融和抗裂性能，并实现长期稳定服役。

一、再生骨料特性与预处理技术

再生骨料主要来源于建筑拆除混凝土，经一级破碎得到粒径较粗的原骨料团聚体，再经二次破碎、筛分得到符合规范要求的再生粗骨料（粒径5～20 mm）与再生细骨料（过筛率大于75%）。由于旧浆体与骨料间结合力较弱，其含水率可达6%～8%，空隙率通常超过18%，压碎值和磨光值均劣于天然骨料，且表面呈粉状或片状复合结构。为改善再生骨料性能，可采取以下预处理技术：一是酸洗或碱洗，通过化学剂溶解或剥离旧浆体；二是机械研磨去除附着层，提高表面粗糙度；三是浸水饱和后风干处理，以减少拌合过程中的水分吸收；四是涂覆表面强化材料，如硅酸盐类固化剂或环氧树脂乳液，提高界面结合强度。对比研究表明，表面强化处理可使再生骨料与水泥浆的粘结强度提高15%～25%，有效降低了水化热效应引起的裂缝风险。

二、混凝土配合比与矿物掺合料优化

针对再生骨料高吸水率和低密实度特点，混凝土配合比设计首先应考虑在满足坍落度的前提下，减少自由水用量，并适当提高水胶比控制范围。矿物掺合料如粉煤灰、矿渣粉和硅灰具有良好填充效应和二次水化活性，可在骨料间隙中形成硅酸钙水化物胶结体，提升后期强度和抗渗性。研究表明，将粉煤灰掺量控制在15%～30%，矿渣粉掺量15%～25%时，再生骨料混凝土的28 d抗压强度可提高10%～15%。结合低碱活性机制，可在水泥中添加5%～10%硅灰，显著改善微裂缝密度与孔隙结构，并提升抗冻融循环次数。此外，超塑化剂应选用对再生骨料界面不敏感的多羧酸系高效减水剂，其掺量（0.8%～1.2%）可使坍落度损失率控制在5%以内。

三、纤维增强与复合外加剂应用

为进一步提升RAC的抗裂性能和韧性，在基础掺合料体系中引入纤维增强技术具有显著效果。常用纤维包括聚丙烯纤维、钢纤维和玄武岩纤维，其中聚丙烯纤维用量0.9～1.2 kg/m³时，可将再生骨料混凝土的干裂面积减少30%60 kg/m³时，抗折强度提高20%～25%。此外，可组合使用纳米二氧化硅和聚羧酸系高效减水剂，构建“纳米+聚合物”双重增强网络，在微观级别密实骨料与水泥浆界面，提高抗渗和抗冻性能。复合外加剂的配伍需严格实验筛选，以免引发负面相互作用。

四、施工工艺与养护条件优化

在再生骨料混凝土（RAC）基层施工中，振捣与铺设工艺直接决定其结构的紧密度与整体均匀性。为确保振实效果，应采用多点布置的独立振动头，并辅以螺旋式插入振动杆，使混合料在不同深度与位置均匀密实，避免因振捣不当造成孔隙或分离现象。在长直段连续浇筑时，要合理控制面层接缝位置，防止冷缝和接缝弱化区域的形成。对于铺块施工，可结合小型振动压路机及激光整平系统，实时调整高差，确保铺设面平整度达标并增强层间粘结性能。进入养护阶段，应在初凝前及时覆膜并洒水养护，保持相对湿度不低于95%的湿润环境，持续不少于7天。随后阶段继续覆盖湿布并定时喷雾，以防早期干缩开裂。高温施工时，应采取喷雾降温及卷膜覆盖等手段，抑制水分快速蒸发，避免表层裂缝；冬季低温条件下则应配备临时加热设备与保温覆盖，维持环境温度高于5℃。在养护28天时应完成强度检测，力求其抗压强度达到设计值的85%以上，从而有效提高RAC基层的抗冻融能力和抗裂性能，保障道路结构的耐久性与服役性能。

五、经济与环境效益及未来展望

从寿命周期成本（LCC）角度看，RAC道路虽然在材料采购环节比天然骨料混凝土高出5%～10%，但其后期养护频率降低、维护成本大幅下降，再加上废旧混凝土回收补贴，20年使用周期内可累计节约总成本8%～12%。环境影响评价表明，RAC基层每铺设1 km道路可减少约30%～40%的二氧化碳排放，减少60%以上的建筑废弃物堆存量，显著降低了原材料开采和废弃物填埋对生态的负面影响。

未来研究应聚焦三方面：一是完善再生骨料质量分级与检测标准，细化耐久性和活性物质含量指标；二是开发高效现场预处理装备，实现自动化筛分、水洗和干燥一体化作业，提升施工效率与材料一致性；三是推广基于BIM与物联网的智能化配合比设计与在线监测平台，贯通“配合比设计—施工执行—运维管理”全生命周期的数字化管理；同时，可探索纳米级功能添加剂与环保低碳材料的协同效应，构建新一代高性能RAC体系，并建立全过程环境与性能监测评价体系，为道路工程可持续发展提供坚实的技术支撑和标准规范。

结论

再生骨料混凝土在道路铺装中展现出广阔应用前景。通过预处理技术强化骨料表面活性、优化集料级配并合理掺入矿物掺合料，同时辅以纤维增强和复合外加剂，可显著提升力学强度、抗裂性能及抗冻融耐久性。结合激光整平、分层压实等精细化施工工艺，以及早期覆盖保湿和温控养护措施，能够进一步减少施工缺陷。其经济效益体现在降低天然材料消耗和养护成本，环境效益包括减少碳排放和废弃物填埋，符合双碳目标与资源循环利用战略。未来应加快产业化示范推广，完善再生骨料质量标准和养护规范，并借助BIM、物联网和大数据实现道路铺装全生命周期信息化管理，助力智能化、绿色化道路工程可持续发展。

参考文献

[1]许家舟.再生混凝土骨料对沥青混合料性能的影响研究[J].西部交通科技，2024，（12）：93-96.DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2024.12.030.

[2]周子斌.公路改造项目中再生混凝土的应用探讨[J].交通科技与管理，2024，5（22）：96-98.

[3]洪秀君.再生骨料防堵塞透水混凝土路面施工技术[J].福建建设科技，2024，（05）：84-86.

[4]王义成，许斌，高奥东，等.再生骨料掺量对沥青混凝土路用性能的影响[J].公路交通科技，2023，40（S1）：65-73.